Cogenerazione, soluzione per l’efficienza - Energia Media

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Cogenerazione, soluzione per l’efficienza Nicola Miola

Il Rapporto Annuale sull’efficienza energetica di Confindustria, di recente pubblicazione, ha ricordato che, tra le soluzioni più efficaci per ridurre i consumi per il settore industriale, oltre l’utilizzo di motori più efficienti e di sistemi di controllo più sofisticati, vi è la cogenerazione. “La cogenerazione ad alto rendimento rappresenta una soluzione in grado di soddisfare i fabbisogni termici ed elettrici di una utenza

INNOVAZIONE Settembre 2017

con un minore consumo di energia primaria rispetto al soddisfacimento di detti fabbisogni mediante produzioni separate di energia elettrica e calore. In quanto tale, la cogenerazione rappresenta anche una tecnologia virtuosa nell’ambito del percorso di progressiva riduzione delle emissioni di gas climalteranti”. Le centrali elettriche convenzionali producono l’energia elettrica lontano dal luogo di utilizzo e necessitano quindi di mezzi di trasmissione che generano perdite significative dovute al trasporto dell’elettricità. Il calore di scarto, il più delle volte, viene inoltre disperso nell’ambiente.


Con la cogenerazione, l’energia elettrica e il calore sono prodotti contemporaneamente nel luogo di utilizzo, eliminando così le perdite dovute al trasporto dell’energia e sfruttando il calore che altrimenti verrebbe dissipato nell’ambiente. Benché, secondo i dati del GSE, il potenziale di crescita della cogenerazione sia rilevante (in media pari al 70% del livello attualmente istallato) esistono valutazioni di settore che lasciano immaginare un potenziale tecnico ancora più elevato. La tecnologia che permette il funzionamento dei processi di cogenerazione può essere ridotta a due passaggi principali. In una prima fase un motore a combustione interna abbinato ad un generatore converte l’energia primaria del combustibile in energia elettrica. Nella seconda fase invece il calore prodotto dai circuiti di raffreddamento del motore e dai fumi viene recuperato e valorizzato. L’utilizzo di questa tecnologia è particolarmente indicato in situazioni nelle quali si verifica un alto carico termico, abbinato ad una richiesta elettrica costante.

Energia Media - settembre 2017

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In particolar modo quando si desidera aumentare l’efficienza energetica riducendo i costi; nella progettazione di un nuovo edificio o di uno stabilimento; nel caso in cui si voglia installare o sostituire un generatore di calore (ad esempio una caldaia), sviluppare un sito esistente; garantire un approvvigionamento energetico costante oppure diminuire l’impatto ambientale (anche in funzione della necessità di promuovere un’immagine più green della propria azienda). Sono molte le categorie di edifici e processi di produzione idonei all’installazione e all’utilizzo della cogenerazione: vi sono centri residenziali, ospedali, uffici pubblici, centri sportivi, centri benessere, hotel, centri direzionali o commerciali e impianti industriali di processo. A questi si aggiungono anche applicazioni nell’ambito del teleriscaldamento, del trattamento delle acque reflue o dell’orticoltura in serra. Sotto il profilo energetico grazie alla cogenerazione è possibile che l’ambito di applicazione individuato raggiunga un livello di efficienza energetica anche superiore all’80%, diversamente da quanto accade con la generazione elettrica tradizionale ove l’efficienza oscilla tra il 45% e il 55%. In entrambi i casi la fonte di partenza è il Gas Naturale che però, utilizzato in contesti differenti, porta a diversi risultati. Nel caso della cogenerazione infatti l’efficienza elettrica di produzione supera spesso il 40%, quella termica il 45% e gli sprechi complessivi raggiungono il 10-15%. Con la tradizionale generazione elettrica o con i generatori di vapore la potenza è pari al 35%, l’acqua calda al 70% e gli sprechi arrivano al 30%. Benché gli ambiti di applicazione possano essere molto diversificati tra loro, ciascun progetto presenta delle tappe obbligate comuni che hanno come primo passaggio l’audit energetico. Alla prima fase segue l’analisi dei dati e lo studio di fattibilità. Non appena il cliente avrà deciso sarà possibile procedere con la stipula del contratto con formula DEP – Discount Energy Purchase – e del contratto di gestione, ai quali faranno seguito i passaggi di costruzione, di autorizzazione e di design. Questa soluzione contrattuale completamente finanziata da ENER-G consente di chiudere il cerchio garantendo il cliente nell’intero processo che va dall’analisi energetica iniziale alla garanzia di risparmio economico annuale. A dimostrazione dei diversi ambiti applicativi di questa tecnologia si riportano di seguito due case study, ciascuno appartenente ad un ambito differente.

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Metalchimica SpA L’industria, nata del 1982 a Teramo, si occupa specificatamente di packaging per differenti settori tra i quali cosmetica, farmacia, alimentare e chimico industriale e ha sedi in 16 Paesi del mondo. Dalle rilevazioni effettuate, gli impianti di Metalchimica si sono rivelati da subito un campione particolarmente significativo sia per le tipologie di consumi che per quanto prodotto. Da uno studio UCIMA (Unione Costruttori Italiani Macchine Automatiche per il Confezionamento e l’Imballaggio) è emerso che sul fronte delle tecnologie e macchine la produzione italiana è un mercato di assoluta eccellenza e registra una media di export superiore al 70% mentre il packaging supera l’80%. Nello specifico comparto produttivo la quota italiana sul totale export è pari al 26,5%, percentuale pari a quella della Germania. Dall’iniziale fotografia del sistema è emerso che l’industria è in attività 24h/7 giorni a settimana, ha un consumo di 7.000.000 kWh elettrici all’anno e non utilizza gas metano. Inoltre la spesa annua per i consumi di energia elettrica dalla rete ammonta a 950.000 €. L’industria è fornita di un impianto frigorifero al servizio del processo di potenza pari a 600 kWf, utilizza 800 kW prodotti dall’impianto fotovoltaico e raggiunge un’autoproduzione annua di 970.000 kWhe. Considerati gli elementi di cui sopra, è stata valutata e approvata l’opportunità di installare un impianto di trigenerazione E425 che fornisse una potenza elettrica di 425 kWe e una frigorifera di 320kWf. La centrale di trigenerazione è stata configurata in modalità outdoor onsite con unità cogenerativa E425 in package standard indoor. A due anni dall’adozione della soluzione lo stato del sistema ha registrato alcune modifiche, tra le più significative si evidenzia che il 43% del fabbisogno elettrico è soddisfatto dalla rete e il risparmio di energia primaria (PES) è superiore al 18%. Inoltre sono state risolte le criticità relative alla gestione dei circuiti del freddo e i TEE ammontano a 280 all’anno (per 10 anni). In totale l’industria risparmia oltre il 28% della spesa energetica, corrispondente a 270.000 € ogni anno. Sifi SpA Sifi - Società Industria Farmaceutica Italiana - è un’azienda fondata nel 1935 con sede e stabilimento produttivo a Catania. Leader di mercato da oltre 15 anni, Sifi sviluppa, produce e commercializza innovativi prodotti farmaceutici e chirurgici dell’oftalmologia. Attualmente ha un fatturato di 60 milioni di euro e 350 dipendenti. Dall’audit preliminare è emerso che è presente un collegamento alla rete MT 20 KV per 7.000.000 kWhe/anno, vi è utilizzo di caldaie a gasolio per la produzione di vapore e acqua calda per 800.000 lt/anno, mentre l’energia frigorifera viene prodotta da 2 gruppi frigoriferi a compressione a doppio stadio da 400 kWe ciascuno 2.500.000 kWhf/anno. A fronte di tale situazione, nel 2013, si è optato per l’installazione di un impianto di cogenerazione E975 di 975 kWe di potenza dotato di una caldaia a recupero per la produzione di vapore 1ton/h alla pressione di 7Bar. L’impianto è stato insediato in modalità containerizzata con un sistema di commutazione a rete/isola ed è stato dotato di contabilizzatori di energia. Inoltre si è provveduto alla sostituzione di chiller elettrici con nuovi gruppi più performanti. Infine si è scelto di trasformare completamente la linea del gas metano dello stabilimento con una nuova linea ad adduzione. Gli interventi descritti hanno portato al raggiungimento della copertura dell’85% del fabbisogno elettrico e del 90% del fabbisogno termico, con un risparmio di energia primaria (PES) superiore al 18% . Inoltre l’impianto ha all’attivo 7600 ore di funzionamento annuo, con una riduzione delle interruzioni di rete, si hanno anche circa 750 TEE all’anno per 10 anni e un risparmio annuo sulla spesa energetica del 20% (390.000 €/anno).

L’autore Nicola Miola Sales & Marketing Manager ENER-G Italia nicola.miola@energ.co.uk

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Energia Media Milano / Roma comunicazione@energiamedia.it www.energiamedia.it


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