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WIT-P-MGOI - 02.2004 1 L’autoproduzione: opportunità e soluzione 5 Marzo 2004

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WIT-P-MGOI - 02.2004 1

L’autoproduzione: opportunità e soluzione

5 Marzo 2004

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Programma

1- Wärtsilä in breve2- Le motivazioni3- Autoproduzione Cogenerativa: Soluzioni e opportunità4- Trigenerazione: Un caso vincente5-Conclusioni

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Programma

1- Wärtsilä in breve2- Le motivazioni3- Autoproduzione Cogenerativa: Soluzioni e opportunità4- Trigenerazione: Un caso vincente5-Conclusioni

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Wärtsilä - Power on Land and at Sea

MissionMission

We contribute to solving the global needs of sea transportation and power generation by developing equipment and services that convert fuels into power efficiently and with the lowest possible environmental impact.

VisionVision

We strive to lead the ship power and distributed power generation markets by providing the most competitive, reliable and environmentally sound solutions.

Our worldwide network of professionals translates these solutions into maximum customer satisfaction and value.

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R&D and Production Units

Rubbestadneset, NorwayCPP (Stainless steel)

ControlsNozzlesRudders

Gears

Havant, UKFace type seals

Drunen,the Netherlands

CPPFPP

CIPSThrustersWaterjets

System integration

Vaasa, FinlandWärtsilä 20Wärtsilä 32

Turku, FinlandWärtsilä 46

Heerlen,the NetherlandsBow thrusters

Mulhouse, FranceWärtsilä 200

Winterthur, SwitzerlandSulzer engines

Trieste, ItalyWärtsilä 26Wärtsilä 38Wärtsilä 64Sulzer ZA40SSulzer RTA series

Toyama, JapanLip type sealsBearings

Production unitResearch and Development unitR&D and Production units

LICENSEES

Hyundai, KoreaHSD Engine, Korea

CSIC:Dalian, ChinaYichang, China

CSSC:Hudong, ChinaShangchuan, China

Hitachi Zosen, Japan

Diesel United, Japan

Mitsubishi, Japan

NKK, Japan

LICENSEES

H. Cegielski-Poznan, Poland

Zgoda, Poland

3.Maj, Croatia

Isotta Fraschini Motori, Italy

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Wärtsilä

The Network Companies

Wärtsilä companyRepresentative

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Power Plants

Power solutions for decentralized power generation fast, flexibly and with respect for the environment. Operations and maintenance agreements offer customers improved profitability throughout the lifecycle of the power plant.

The 111 MW Plains End gas power plant supplies electricityto more than 110,000 homes in suburban Denver, Colorado,USA (20 x Wärtsilä 34SG).

Power for a Changing World

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Total Energy Solutions Supplier

Who we are

Our product

DeveloperContractor

Operator

EPCcontractor

Engine manufacturer

EnergySolutions

Power Plant

Engine

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Wärtsilä in Italia

Wärtsilä Italia

Personnel 1136

Net Sales 319 Mio€

Power delivered 631 MW

Products:

Wärtsilä 26Wärtsilä 38Wärtsilä 46Wärtsilä 50 Sulzer ZA40 Wärtsilä 64Sulzer RTA, RT-flex Spare parts Wärtsilä, Sulzer and GMT

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Trieste factory

Wärtsilä Italia S.p.A.

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Programma

1- Wärtsilä in breve2- Le motivazioni3- Autoproduzione Cogenerativa: Soluzioni e opportunità4- Trigenerazione: Un caso vincente5-Conclusioni

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Le Motivazioni

Incremento Capacità produttivaMiglioramento Qualità processo Ottimizzazione dei Costi

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Le Motivazioni

MAKE or BUY ?

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Le Motivazioni

MAKEOBIETTIVI MINIMI

Disponibilità

COSTO Elettricità

COSTO Termico

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Programma

1- Wärtsilä in breve2- Le motivazioni3- Autoproduzione Cogenerativa: Soluzioni e opportunità4- Trigenerazione: Un caso vincente5-Conclusioni

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Autoproduzione Cogenerativa

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Autoproduzione Cogenerativa

Basic design CHP (COMBINED HEAT & POWER)

1. Acqua Calda con bassa temperatura di ritorno2. Acqua Calda a due livelli3. Generazione di Vapore4. Generazione di Vapore e Acqua Calda5. Acqua Fredda (Absorption chiller)6. Aria Calda/Essicatori7. Desalinizzazione8. Ciclo Combinato

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Autoproduzione Cogenerativa

ANNUAL VARIATION Project : XYZElectricity Balanced Heat Balanced

Power Plants

STATIONSName, Station 1 Engine 1Name, Station 2 Engine 2Station 1 Electricity HeatMaximum load MW 5,00 6,00Minimum load MW 2,00 3,00Station 2 Electricity HeatMaximum load MW 5,00 6,00Minimum load MW 2,00 3,00

CONSUMPTIONS Electricity HeatActual Electricity Engine 1 Engine 2 Purchase Sales Consumpt. Electricity Engine 1 Engine 2 Purchase Sales Consumpt.Annual GWh ##### ##### GWh 43,37 38,98 17,65 0,00 100,00 GWh 29,60 24,01 46,79 -0,40 100,00Peak load MW 16,51 39,66ProfileJanuary GWh 0,99 5,06February GWh 1,12 3,14March GWh 1,20 2,95April GWh 1,03 2,41May GWh 1,08 0,64June GWh 0,86 0,59July GWh 0,40 0,54August GWh 1,01 0,44September GWh 1,01 0,54October GWh 1,18 2,06November GWh 1,18 2,95December GWh 0,94 3,68Annual GWh 12,00 25,00 Heat Engine 1 Engine 2 Boilers Consumpt. Heat Engine 1 Engine 2 Boilers Consumpt.Full Power h 6060 2520 GWh 41,53 28,88 29,59 100,00 GWh 36,32 29,00 34,68 100,00

HEAT

0,05,0

10,015,020,025,030,035,040,045,0

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Boilers

Engine 2

Engine 1

ELECTRICITY

0,02,04,06,08,0

10,012,014,016,018,0

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

MyyntiOsto

Engine 2

Engine 1

HEAT

0,05,0

10,015,020,025,030,035,040,045,0

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Boilers

Engine 2

Engine 1

ELECTRICITY

0,02,04,06,08,0

10,012,014,016,018,0

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

SalesPurchase

Engine 2

Engine 1

Curve annuali:

Per progettare un impiantoottimale CHP è necessarioassolutamente conoscereconsumi e variazioni diEnergia e Calore

Profilo di Carico

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Autoproduzione Cogenerativa

DURATION CURVES Project : XYZAccording to electricity load According to heat load

Power Plants

STATIONSName, Station 1 Engine 1Name, Station 2 Engine 2Station 1 Electricity HeatMaximum load MW 5,00 6,00Minimum load MW 2,00 3,00Station 2 Electricity HeatMaximum load MW 5,00 6,00Minimum load MW 2,00 3,00

CONSUMPTIONS Electricity HeatActual Electricity Engine 1 Engine 2 Purchase Sales Consumpt. Electricity Engine 1 Engine 2 Purchase Sales Consumpt.Annual GWh ##### ##### GWh 43,37 38,98 17,65 0,00 100,00 GWh 29,60 24,01 46,39 0,00 100,00Peak load MW 16,51 39,66ProfileJanuary GWh 0,99 5,06February GWh 1,12 3,14March GWh 1,20 2,95April GWh 1,03 2,41May GWh 1,08 0,64June GWh 0,86 0,59July GWh 0,40 0,54August GWh 1,01 0,44September GWh 1,01 0,54October GWh 1,18 2,06November GWh 1,18 2,95December GWh 0,94 3,68Annual GWh 12,00 25,00 Heat Engine 1 Engine 2 Boilers Consumpt. Heat Engine 1 Engine 2 Boilers Consumpt.Full Power h 6060 2520 GWh 41,53 29,28 29,19 100,00 GWh 36,32 29,00 34,68 100,00

HEAT

0,05,0

10,015,020,025,030,035,040,045,0

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Boilers

Engine 2 Engine 1

ELECTRICITY

0,02,04,06,08,0

10,012,014,016,018,0

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Sales

Purchase

Engine 2 Engine 1

HEAT

0,05,0

10,015,020,025,030,035,040,045,0

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

BoilersEngine 2

Engine 1

ELECTRICITY

0,02,04,06,08,0

10,012,014,016,018,0

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Sales

PurchaseEngine 2

Engine 1

Update Diagrams

Curve di durata:

Per progettare un impiantoottimale CHP è necessarioassolutamente conoscere i picchi di Energia e Calore

Profilo di Carico

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Engine portfolio

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Autoproduzione Cogenerativa

48,0%44,6%45,7%45,7%45,6%45,6%EL. EFFICIENCY

1664060809000775060004000EL. POWER (kW)

18V50DF18V32SDF20V34SG20V34SG18V34SG12V34SGPRIME MOVER

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Autoproduzione Cogenerativa

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Autoproduzione Cogenerativa

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Autoproduzione Cogenerativa

WIT-P-MGOI - 02.2004 25

Autoproduzione Cogenerativa

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Load %

Gas Engine Plant

Efficiency %

Gas Turbine Combined Cycle Plant

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Autoproduzione Cogenerativa

CASO AAcqua Calda a due livelli

CASO BGenerazione di Vapore e Acqua Calda

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Autoproduzione Cogenerativa

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

120

(2)

152

(5)

180

(10)

198

(15)

212

(20)

224

(25)

234

(30)

240

(33,

5)

Temperature °C (Pressure, bar)

Effic

ienc

y %

Radiation & Generator coolingCharge Air LTLube oilCharge Air HTJacket waterExhaust gas EconomiserExhaust gas BoilerEG-set (Electrical output)

DISTRICT HEATING(η= 89%)

DESALINATION orCHILLER (gross) (η= 75%)CHILLER (net) (η= 62% )

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Autoproduzione Cogenerativa

Roomcooling

Gen coolingEl output

Nat gas

Industrialconsumers

Districtheating

Jacket water

Silencer

Dischargeheatexchanger

Lube oil heatexchanger

HT exhaust gas boiler

Central heatexchanger

CAC 2

CAC 1

LT exhaustgas boiler

180 C

120 C

90 C

50 C

3 * W18V28SG

Catalyst

Acqua Calda a due livelli

Performance: 2x 12V34SG

Power output: 8000 kWe

Electrical efficiency: 45.6%

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Autoproduzione Cogenerativa

Acqua Calda a due livelli

Electricity consumption 52.371 MWh/a FLAT

Heat consumption 28.125 MWh/a Winter peaks + baseload 1,5MW

Electricity 65€/MWh

Gas price 217€/Nm3

Heat price 22€/MWh

Equity 30%

Interest rate 5,5 %

Lifetime 15 a

Investment 780€/kW Turn-Key

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Autoproduzione Cogenerativa

Acqua Calda a due livelli

88%

5%7%

fuelO & Mcapital cost

PAY – BACK 3,5 anniNPV 115

Costo Kwh

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Autoproduzione Cogenerativa

Generazione di Vapore e Acqua Calda

Steam generator

Steam consumer

Hot water consumer

CAC1&2

Lube oilcooler

Performance: 2x 12V34SG

Power output: 8000 kWe

Electrical efficiency: 45.6%

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Autoproduzione Cogenerativa

Electricity consumption 52.371 MWh/a FLAT

Heat consumption 28.125 MWh/a Winter peaks + baseload 1,5MW

Steam 9bar 4.8 ton/h

Electricity 65€/MWh

Gas price 217€/Nm3

Heat price 22€/MWh

Equity 30%

Interest rate 5,5 %

Lifetime 15 a

Investment 825€/kW Turn-Key

Generazione di Vapore e Acqua Calda

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Autoproduzione Cogenerativa

Generazione di Vapore e Acqua Calda

PAY – BACK 4,3 anniNPV 107

Costo Kwh

87%

5%8%

fuelO & Mcapital cost

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Programma

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Trigenerazione: Un Caso vincente

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Trigenerazione: Un Caso vincente

Inferiori a ½ TAluftEmissioni

Zona residenziale (abitazioni a 30mt)Rumore

Acqua surriscaldata a 125°C acqua freddaAcqua Reparti

8 – 28 ton/h Vapore saturo 28BarGVapore per reparto verniciatura (verniciatura ad acqua)

Technical input:

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Trigenerazione: Un Caso vincente

Carico elettrico

Carico termico

Carico termico

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Trigenerazione: Un Caso vincente

LiBr- absorbtion

chiller90 °C

70 °C

6 °C

12 °C

Performance: 2x12V220SG

Power output: 4200 kWe

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Trigenerazione: Un Caso vincente

50dBA a 10mtNoise Level

Gas naturale, NM>64Fuel

2 x 12V220SGPrime movers

3 MWth Acqua surriscaldato 125°C e 1,5 MWth di Vapore saturo a 28BarG

Thermal Power:

4,2 MWeElectrical Power:

Technical data:

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Trigenerazione: Un Caso vincente

Efficienza > 90%Pay-back < 3 yr

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Programma

1- Wärtsilä in breve2- Le motivazioni3- Autoproduzione Cogenerativa: Soluzioni e opportunità4- Trigenerazione: Un caso vincente5-Conclusioni

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Conclusioni

Obbiettivi : DisponibilitàCosto kWeCosto kWthPay-Back

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Conclusioni

Cogenerazione :si Grazie!•Elevata efficienza (fino al 90%)•Risparmio (Pay-back< 4 anni)

•Flessibilità-modularità-disponibilità

Inoltre•Linee Guida EU 18% dell’Energia da CHP

nel 2010 (10% oggi)

•Leggi e normative sulla produzione

efficiente,sulle emissioni,etc.

•Protocollo di Kyoto : riduzione 20% CO2

attraverso NG vs Oil

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Web-site: www.wartsila.comE-mail : [email protected]