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Tecnologie e Infrastrutture

Un esempio di efficienza energetica:l’impianto di trigenerazione Ferrari

Maranello, 19/06/2013

2Tecnologie e Infrastrutture

L’approccio di Ferrari verso la sostenibilità

Alla fine degli anni 90 con il progetto Formula Uomo la tematica ambientale ha assunto un aspetto strategico

• tutte le nuove strutture sono state costruite con il rispetto dell’ambiente• si è adottato il processo di verniciatura ad acqua• sono stati piantati centinaia di alberi fuori e dentroi reparti

Dal 2001 Ferrari è certificata ISO 14001• impegno concreto nel minimizzare l'impatto ambientale dei processi e dei prodotti • attestazione dell'affidabilità del sistema di gestione ambientale applicato

Nel 2007 ha ottenuto l’Autorizzazione Integrata Ambientale

• approccio integrato alle problematiche ambientali connesse alle attività industriali e produttive

Dal 2009 Ferrari autoproduce più dell’80% del proprio fabbisogno elettrico

• con l’impianto fotovoltaico e la centrale di trigenerazione si sono ridotte le emissioni di CO2 del 35%


Trigenerazione

Con il termine Trigenerazione si intende una particolare forma di cogenerazione che

implica la produzione contemporanea di tre forme di energia partendo da un unico

combustibile: energia elettrica, termica sottoforma di calore ed energia termica

sottoforma di freddo (CHCP = Cogeneration of Heat, Cooling and Power)

La trasformazione dell’energia termica in energia frigorifera è resa possibile

dall’impiego del ciclo frigorifero ad assorbimento il cui funzionamento si basa su

trasformazioni di stato del fluido refrigerante in combinazione con la sostanza

utilizzata quale assorbente come il bromuro di litio.


Vantaggi

I principali benefici della trigenerazione sono:

▫ un risparmio economico conseguente al minor consumo di combustibile rispetto

quanto impiegato nella tradizionale produzione di energia;

▫ una riduzione dell'impatto ambientale, conseguente sia alla riduzione delle

emissioni sia al minor rilascio di calore residuo nell'ambiente;

▫ minori perdite di trasmissione e distribuzione per il sistema elettrico nazionale,

conseguenti all'autoconsumo dell'energia prodotta;

▫ la sostituzione di modalità di fornitura del calore meno efficienti e più inquinanti;


Le motivazioni della scelta

L’evoluzione urbanistica industriale degli ultimi 10 anni ha comportato un aumento

esponenziale dei consumi energetici

La diffusione del condizionamento per esigenze produttive e di comfort in tutti i

reparti industriali ha conseguito una rilevante necessità di energia frigorifera

La scelta della trigenerazione si inquadra come una azione strategica per contenere i

costi della componente energia e contemporaneamente ridurre l’impatto ambientale

L’impianto produce energia elettrica per il processo industriale e mette a disposizione

acqua surriscaldata contribuendo in modo significativo al riscaldamento invernale,

nonché acqua refrigerata per il ciclo produttivo della Verniciatura, Meccanica e

Galleria del Vento.


Step di progettazione

Definizione del Processo:

▫ Profili Orari dei consumi di Stabilimento per l’Energia Elettrica, l’Energia Termica

e l’Energia Frigorifera,

▫ Definizione dello schema di processo e delle soluzioni impiantistiche per

ottimizzare l’efficienza e la flessibilità,

▫ Scelta delle tipologie delle principali macchine da installare (motori, caldaie a

recupero …),

▫ Definizione ed ottimizzazione degli assetti di funzionamento dell’impianto

Definizione del layout dell’Impianto e delle dimensioni del fabbricato

Progettazione civile / architettonica del fabbricato


Dati di partenza

Fabbisogni energetici primari dello stabilimento principale a Maranello

▫ Fabbisogno elettrico: 100.000 MWh– Potenza MAX: 22 MW– Consegna AT (132 kV)– Esercizio con 2 TRAFO da 16 MVA

▫ Fabbisogno termico: 50.000 MWht– Centrale termica per la produzione di acqua

surriscaldata 135 °C a servizio dello Stabilimento e del ciclo produttivo della Verniciatura

▫ Fabbisogno frigorifero: 10.860 MWhf– Potenza MAX: 9 MWf– Gruppi frigo raffreddati ad acqua a servizio della

Verniciatura, Meccanica e Galleria del Vento


Scelte tecniche di progetto

Produzione di energia elettrica

- 2 motori endotermici a gas da 8,55 MW

- 2 alternatori da 6,3 kV

- 2 trafo elevatori 6,3/15 kV da 12 MVA

Produzione di acqua surriscaldata 150°C

- 2 caldaie a recupero da 3,5 MWt

- l’energia termica prodotta è trasmessa, per

mezzo di scambiatori di disaccoppiamento

alla Centrale Termica

Produzione di acqua reffrigerata 5°C

- 2 frigo ad assorbimento da 2,5 MWf

- l’energia frigorifera prodotta è trasmessa, per

mezzo di scambiatori di disaccoppiamento

alle utenze


Caratteristiche tecniche

Potenzialità termica complessiva dei 2 motori a gas: ………………..38 MWt

▫ intesa come potenzialità termica equivalente di gas naturale consumato dall’impianto

Potenza elettrica generata: ………………………………………………….…..17,1 Mwe

▫ intendendo come potenza elettrica quella fornita ai morsetti dell’alternatore

Potenza termica massima generata come acqua surriscaldata: …..7 MWt

▫ intesa come potenza termica massima di produzione di acqua surriscaldata a 150°C per

uso tecnologico ed ambientale da parte dello Stabilimento

Potenza termica massima generata come acqua refrigerata: ………5 MWt

▫ intesa come potenza termica massima di produzione di acqua refrigerata a 7°C per

uso ambientale e tecnologico da parte dello Stabilimento


Schema di flusso

MOTORE

RECUPEROTERMICO

Gas diScarico

FluidiCaldi

GRUPPOFRIGORIFERO

UTENZEFRIGORIFERE

UTENZETERMICHE

UTENZEELETTRICHE

Energia Elettrica

Energia Termica

Energia Frigorifera

Gas Naturale

Perdite

17,1 MW

7 MW

5 MW


Schema di processo


Prestazioni dell’impianto

Prestazioni Motori :

▫ Rendimento Elettrico : 44,1%

Prestazioni Impianto di Trigenerazione :

▫ Rendimento Complessivo (elettrico + termico) : 73,5%

▫ Calcolo IRE (Indice di Risparmio di Energia) e LT (Limite Termico)CALCOLO IRE & LTEc = 239.705.425 kWh/annoEe = 105.659.781 kWh/annoEt Civ = 70.452.200 kWh/annoEt Civ cor (*) = 56.361.760 kWh/annoπes = 0,4π ts,civ = 0,8Ee imm = 100.376.792 kWh/annoEe autoc = 5.282.989 kWh/annop imm = 0,972p autoc = 0,957p = 0,971IRE = 0,300 >0,100LT = 0,348 >0,150(*) Fattore di correz Et = 0,8

Il comma 2.2 - art.2 - della Delibera AEEGn.42/2002 afferma che l’indice IRE non deve essere inferiore al 10%, mentre il Limite Termico (LT) non deve essere inferiore al 15%.


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 122007 2008 2009

Le tappe del progetto

15/02/2007 gara d’appalto

31/07/2007 lettera d’intento per assegnazione appalto

29/02/2008 contratto quadro

01/05/2008 presentazione enti amministrativi dell’autorizzazioni

14/07/2008 inizio attività di cantiere

15/10/2008 rilascio dell’autorizzazione edile

17/02/2009 rilascio dell’autorizzazione ambientale

28/05/2009 rilascio dell’autorizzazione fiscale

01/06/2009 avviamento dell’impianto


2012 – Collegamento elettrico della Gestione Sportiva

Polo Vettori EnergeticiGestione Sportiva

Impianto di TrigenerazioneE Sottostazione ElettricaAlta TensioneGestione Industriale

Due stabilimenti ed ununico comprensorio industrialecollegati elettricamente persfruttare tutta l’energia elettricadella trigenerazione


Bilancio Energetico

UdM 2008 2009 2010 2011 2012Principali centri di consumo FerrariStabilimento Produttivo, Via Abetone (GWh) 105,1 93,1 102,4 107,7 110,2Stabilimento Gestione Sportiva + Pista di Fiorano (GWh) 8,7 9,8 9,8 11,0 13,0Stabilimento Scalietti, Via Emilia Est (GWh) 2,9 2,6 2,7 3,2 3,0Consumo totale (GWh) 116,8 105,5 114,8 121,9 126,2

UdM 2008 2009 2010 2011 2012Principali centri di consumo FerrariStabilimento Produttivo, Via Abetone Smc 11.829.659 10.255.213 11.969.409 11.723.615 12.444.441Stabilimento Gestione Sportiva + Pista di Fiorano Smc 415.600 393.498 401.686 392.371 404.698Stabilimento Scalietti, Via Emilia Est Smc 461.064 408.172 532.375 411.538 470.262Consumo totale Smc 12.706.323 11.056.883 12.903.470 12.527.524 13.319.401

UdM 2008 2009 2010 2011 2012Emissioni di CO2 (tonCO2) 107.658 78.014 64.378 65.589 63.591

Stabilimento Produttivo, Via Abetone: -36%Totale Ferrari: -40%


Impianto di trigenerazione

Potenza Elettrica: 17,1 MWPotenza Termica: 7 MWtPotenza Frigorifera: 5 MWf

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