Profilo - La Termotecnica

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Profilo d’azienda
settembre 2014
LA TERMOTECNICA
di Paola Mezzalira
a cura adicura
2G Italia
2G ITALIA
La cogenerazione ad alto rendimento
Nata nel 2011, 2G Italia impiega i propri cogeneratori nei settori agrozootecnico, dei servizi, del residenziale e dell’industria e in tutti casi
in cui l’impianto di cogenerazione, e in particolare l’energia termica, è strettamente integrato nel processo di produzione. A differenza
degli altri produttori di sistemi di cogenerazione, 2G, tramite la divisione 2G Drives, effettua Ricerca & Sviluppo sui motori endotermici,
realizzando motori ottimizzati per la cogenerazione che equipaggiano le linee filius, agenitor e parte della linea avus. La sinergia tra le
competenze locali degli esperti della filiale italiana e l’alto livello tecnologico dei tecnici della casa madre, ha permesso di trasmettere al
mercato italiano il know-how e la tecnologia ormai consolidati del gruppo 2G.
Il gruppo 2G nasce nel 1995 dall’idea di Christian Grotholt e Ludger
Gausling (le 2 “G”) e da quasi 20 anni realizza e gestisce centrali di
cogenerazione a gas mediante motori a combustione interna. Dal 1999,
con la liberalizzazione del mercato elettrico in Germania, il gruppo 2G si
sviluppa in maniera esponenziale, divenendo una delle aziende leader nel
territorio tedesco.
Inizialmente concentrata sul mercato tedesco della cogenerazione a biogas,
2G nel 2007 acquisisce la maggioranza di AEM GmbH (cogenerazione
residenziale a gas naturale) e si quota alla Borsa di Francoforte. Inizia una
fase di espansione sui mercati esteri con apertura di filiali nei Paesi Europei
di maggior interesse e in Nordamerica.
Nascono in rapida successione 2G Spagna, 2G Francia, 2G Inghilterra,
2G Polonia, 2G Turchia, una serie di collaborazioni per i mercati Russo e
Giapponese, 2G Cenergy (di proprietà al 49%) per il mercato statunitense,
fino a 2G ITALIA SRL, fondata nel 2011.
L’intenso lavoro di sviluppo congiuntamente alla consolidata esperienza nel
settore della cogenerazione ha portato, a fine 2013, 2G a raggiungere una
base installata di oltre 4.000 moduli con un fatturato di 160 milioni di euro e
500 dipendenti, che ne fa una delle maggiori aziende mondiali specializzate
nella cogenerazione di piccola e media taglia (sotto i 5 MW). Il mercato di
2G oggi è costituito in parti uguali da applicazioni a biogas e a gas naturale.
SOLUZIONI PER LA COGENERAZIONE
Oggi l’offerta di soluzioni per la cogenerazione di 2G si articola su 5 linee
di prodotti: G-Box, unità di bassa potenza (da 20 a 50 kWel) a gas naturale
e biometano; FILIUS, di potenza medio bassa (50 - 150 kWel) a biogas;
2G-KWK, di media potenza (100 - 400 kWel) a biogas e gas naturale;
AGENITOR, di media potenza (200 – 450 kWel) a biogas e gas naturale;
e infine AVUS, di medio alta potenza (500 - 2.000 kWel) a biogas a gas
naturale. Le linee FILIUS, AGENITOR e in parte AVUS (il modello 500plus)
sono basate sui motori ottimizzati. Le altre linee si basano su motori standard
forniti da MAN, MWM e Jenbacher.
I motori ottimizzati sono una delle caratteristiche distintive dell’offerta di 2G
nei confronti dei concorrenti. L’azienda, infatti, non si pone come un semplice
packager, ma investe in ricerca e sviluppo attraverso una divisione specializzata, 2G Drives GmbH, fondata nel marzo 2010, che si occupa dello sviluppo
e dell’ottimizzazione per la cogenerazione dei motori endotermici a gas. Il
progetto 2G Drives nasce dalla collaborazione con il Dott. Günther Herdin,
per molti anni Direttore della Divisione di Ricerca & Sviluppo in GE Jenbacher.
Oggi la Divisione occupa 42 persone dedicate alla ricerca e sviluppo, con
diverse linee di attività che riguardano i motori endotermici, i package, le
componenti e il software di controllo e gestione del motore e del cogeneratore
nel suo insieme.
2G ITALIA - Via Della Tecnica, 7 - 37030 - Vago di Lavagno - Verona
Tel. +39 045 8340861- E-mail: [email protected] - www.2-g.it
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Il software di controllo, giunto alla terza generazione, monitora tutti i parametri di funzionamento, con particolare attenzione alle mancate accensioni
e a quelle premature, che provocano i battimenti in testa. Tutti i parametri
sono conservati per un anno e possono essere visualizzati in forma grafica
o numerica nella loro evoluzione. Il software comprende anche un modulo
CRM che genera automaticamente un report giornaliero sul funzionamento
dell’unità. Attraverso un microcontroller, il sistema può essere monitorato e
gestito a distanza.
Attualmente lo sviluppo sui componenti si concentra sulle pompe, sui convogliatori dei gas di scarico, su sistemi di accensione a elevata efficienza e su
contenitori per il package che siano compatti e riducano il livello di rumore
e delle vibrazioni.
I motori ottimizzati vengono realizzati a partire da basi fornite dai leader della
motoristica, spesso originariamente destinati al settore diesel, che avendo
livelli di produzione più elevati consente un’ottimizzazione dei costi. Le linee
di sviluppo prevedono oggi l’intervento su diverse aree tecnologiche del
motore: geometria delle camere di combustione, configurazione della testa
dei cilindri, ottimizzazione dell’accensione e della fase di scarico, miscelatori,
turbocompressori, adozione di un anello di contenimento sui cilindri per ridurre il consumo di olio. L’anello, denominato Top-Land-Ring, limita l’espansione
termica dei cilindri e riduce le perdite d’olio. Una particolare geometria delle
camere aumenta la turbolenza della miscela e migliora notevolmente la
velocità della combustione, aumentando l’efficienza riducendo i consumi e
anche la produzione di ossidi d’azoto.
Anche le modalità di funzionamento del motore sono ottimizzate. Il rapporto
di compressione viene portato a 13:1 e viene ridotta la fasatura di accensione,
portando a una maggiore efficienza perché la pressione sulla biella è più
elevata. La riduzione della fasatura è permessa dall’aumento della velocità
di combustione grazie alla migliore miscelazione e turbolenza consentita
dalla già ricordata geometria della camera e dal miscelatore avanzato
progettato da 2G.
I risultati ottenuti sono di assoluto rilievo. La linea AGENITOR,
per esempio, sviluppa un rendimento elettrico dal 7 per cento
in media più elevato dei moduli concorrenti utilizzanti motori
off-the-shelf. I moduli FILIUS a loro volta consumano il 75 per
cento di olio in meno dei concorrenti basati su modulo standard. I vantaggi economici e gestionali (intervalli più lunghi
tra i cambi olio, e quindi minori fermi macchina) di queste
caratteristiche sono evidenti, specialmente sui FILIUS che vengono usati in applicazioni a biogas a bassa potenza, dove
i costi di gestione hanno un impatto proporzionalmente
maggiore sul conto economico.
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CASE HISTORY
L’alta efficienza dei cogeneratori 2G li rende però adatti anche a settori
diversi, come quelli industriali.
Un esempio è quello dell’industria alimentare. Prendiamo lo stabilimento
Kraft Foods di Banbury, a nord di Londra, dove si effettua la torrefazione e le
lavorazione del caffè. Gli scarti del caffè, che a fine lavorazione hanno una
temperatura di 45 gradi, vengono introdotti in uno speciale reattore UASB
(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) e nell’arco di dieci ore producono biogas.
Il processo è particolarmente efficiente perché gli scarti sono già caldi e quindi
non richiedono energia per essere mantenuti a temperatura ottimale.
Il biogas viene quindi bruciato in un cogeneratore 2G AGENITOR 306 da
250 kW elettrici. L’energia elettrica viene usata per le utenze dello stabilimento. Il calore ad alta temperatura dei gas di scarico viene recuperato attraverso
uno scambiatore di calore e usato per generare vapore saturo, necessario per
la lavorazione del caffè. Il calore dell’impianto di raffreddamento del motore
(acqua e olio), a più bassa temperatura, viene recuperato per alimentare il
filtraggio biologico dell’acido solfidrico e a sostenere il fabbisogno di acqua
calda dell’azienda.
L’esempio, aldilà dell’interesse in sé, dimostra soprattutto che le applicazioni
cogenerative in ambito industriale si avvantaggiano da una conoscenza
precisa dei processi di produzione per potersi inserire in modo efficiente,
soprattutto per quanto riguarda l’energia termica, quella più difficile da
usare ma che costituisce il vero vantaggio competitivo della cogenerazione
in modalità distribuita rispetto alle altre forme di generazione di energia.
2G Italia sta sviluppando l’offerta nel campo dei pastifici, appunto basandosi
sulla conoscenza dei processi produttivi. In un pastificio produttore di pasta
secca, per esempio, il cogeneratore produce energia elettrica che serve a
far funzionare le impastatrici e le altre macchine (quelle che si occupano
dell’estrusione della pasta grezza in tutte le forme in cui viene venduta, dagli
spaghetti ai formati più elaborati di pasta corta). L’energia termica prodotta
viene invece usata in tre modi: quella a più bassa temperatura serve per
scaldare l’acqua a 35 - 40 gradi che con la farina forma l’ingrediente
principale della pasta. Il calore ad alta temperatura, intorno ai 500 gradi,
proveniente dai gas di scarico, serve invece ad alimentare gli essiccatoi che
seccano la pasta in brevissimo tempo. Il calore a media temperatura, infine,
serve a scaldare a 120 gradi il liquido di lavoro di un’unità frigorifera ad
assorbimento al bromuro di litio che raffredda la pasta essiccata prima di
avviarla all’impacchettamento. Si tratta di un’applicazione di trigenerazione
ad altissima efficienza, grazie allo sfruttamento anche del calore a bassa
temperatura.
Sarebbe però sbagliato pensare che solo se il processo produttivo ha forte fabbisogno di calore allora
un’azienda può ricorrere alla cogenerazione. Un esempio è l’azienda Curti, sita nell’imolese, tra i principali protagonisti nella realizzazione di macchine
industriali per il packaging.
A fine del 2010, l’espansione della struttura aziendale con successivi incrementi di consumi energetici, ha spinto l’azienda a perseguire la strada
dell’autoproduzione dell’energia elettrica tramite
cogenerazione. L’energia termica non è particolarmente necessaria nel processo produttivo,
ma un altro utilizzo era conveniente, la climatizzazione.
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2G Italia ha così installato un modulo di cogenerazione KWK 200 EG a gas
naturale basato su di un motore MAN con
una potenza di 200 kW elettrici e di 256 kW
termici. I 600.000 kWhe prodotti annualmente hanno ridotto del 52% il prelievo di
corrente elettrica dalla rete esterna.
Per rendere ancora più efficiente l’impianto,
l’azienda ha poi acquisito un assorbitore
da 157 kWfr che sfrutta l’energia termica
messa a disposizione dal motore anche nei
mesi estivi per la produzione di aria fredda a
servizio degli ambienti di lavoro (in particolare
reparto saldatura). Quindi anche qui ci troviamo di fronte a
un’applicazione di trigenerazione, grazie alla quale una “semplice” industria
meccanica arriva a risparmiare un 35 per cento sulla bolletta energetica complessiva, con un tempo di ritorno dell’investimento estremamente interessante.
L’impianto di Curti è uno dei circa 100 moduli di cogenerazione installati
da 2G Italia da quando opera nel nostro Paese. La maggioranza della base
installata è costituita da impianti a biogas in ambiente agricolo, a causa del
boom del settore legato agli incentivi. In quest’ambito, l’azienda collabora
con tutti i principali fornitori di digestori anaerobici e grazie all’elevato rendimento elettrico dei sui prodotti viene scelta oltre che per nuove installazioni
anche da quelle aziende agricole che per un sovradimensionamento della
sezione biologica dell’impianto rispetto al cogeneratore installato si trovano
con una produzione potenziale di biogas superiore alle necessità.
La possibilità di up-powering (da non confondere con il re-powering, che
implica il rifacimento della biologia) si verifica soprattutto per gli impianti che
operano sotto regimi di incentivazione che consentono il rafforzamento delle
matrici con integratori commerciali e culture dedicate.
La convenienza economica dipende, invece, dal livello di incentivo assegnato
alla maggior potenza e dalla capacità di produzione del cogeneratore che
viene aggiunto all’impianto. Le linee di cogeneratori a biogas interessate sono
FILIUS (di bassa potenza) e AGENITOR (di media potenza). Sono soprattutto
quelli della seconda gamma i protagonisti degli up-powering effettuati da 2G
Italia negli ultimi pochi mesi. Tra gli altri, se ne possono portare ad esempio
tre, tipici per il contesto esistente:
-- azienda agricola in provincia di Cremona, potenziamento da 500 a 750
kWe, con l’aggiunta di un AGENITOR 306 ai due cogeneratori esistenti
basati su motore MAN standard da 250 kWe;
-- azienda agricola in provincia di Mantova, potenziamento da 500 a 950
kWe, con l’aggiunta di un AGENITOR 312 da 450 kWe ai due cogenerato-
--
ri esistenti basati su motore MAN standard da 250 kWe;
azienda agricola in provincia di Modena, potenziamento da 250 a 500 kWe, con l’aggiunta di
un AGENITOR 306 al cogeneratore esistente
basato su motore MAN standard.
PARTNERSHIP
2G continua naturalmente a vendere e installare primi impianti a biogas, di taglia più piccola in seguito alla struttura degli incentivi. Sul fronte del gas naturale invece
l’azienda si muove a due livelli: vendita diretta e ricorso a partnership con
impiantisti ed E.S.Co. In questo secondo
ambito, 2G Italia è entrata in Assoesco, la più
importante associazione italiana di Energy Services Company indipendenti.
Sul fronte delle partnership, invece, l’azienda è recentemente entrata in Rete
Perfetta, una rete d’imprese, che è già operativa, che collega tra loro fornitori
di tecnologie e soluzioni per l’efficienza energetica e alcune delle maggiori
agenzie termotecniche, con l’obiettivo di fornire soluzioni complete al settore
delle industrie meccaniche italiane.
Della rete di imprese “Rete Perfetta” fa parte Genius Loci, un’azienda nata
nel 2009 che fa da trait d’union tra i fornitori di soluzioni da una parte e
gli agenti dall’altra, sviluppando in collaborazione con i primi pacchetti di
soluzioni da affidare commercialmente ai secondi e incanalando dagli agenti
ai fornitori di soluzioni le commesse dei clienti. Genius Loci è una E.S.Co.
certificata e si occupa in proprio di fornire consulenza energetica, affiancare i
clienti nel reperimento delle risorse finanziare per realizzare l’efficientamento
e gestire i titoli di efficienza energetica i cui i clienti hanno diritto a seguito
degli interventi stessi.
Il mercato di riferimento della rete di imprese “Rete Perfetta” è costituito dalle
aziende industriali meccaniche di ogni dimensione. Il progetto Rete Perfetta
viene sviluppato come una delle iniziative della Community Energia, il programma di efficienza energetica creato da Anima-Confindustria e rivolto alle
aziende socie. Il modello di business e il contratto di rete d’impresa di Rete
Perfetta è stato sviluppato nell’ambito e con il supporto del Polo Tecnologico
Chilometro Rosso.
Da accordi come quello con Rete Perfetta e altri che sono in via di conclusione,
2G Italia intende accelerare decisamente la propria espansione sul mercato
italiano con il suo ricco tessuto industriale manifatturiero.
ASSISTENZA TECNICA
La struttura di assistenza e manutenzione è d’altra parte già stata strutturata
per gestire il prossimo allargamento della base installata e la sua distribuzione
del territorio. Dalla sede di Vago di Lavagno, nei pressi di Verona, i tecnici 2G
monitorizzano e gestiscono remotamente gli impianti attraverso una centrale
operativa attiva 24 ore al giorni sette giorni su sette. Inoltre, una flotta di
officine mobili è pronta a intervenire in caso di emergenza entro poche ore,
oltre che per effettuare la manutenzione programmata.
Costruendo sulla qualità dei propri prodotti, le eccellenze della propria tecnologia e l’alto livello del proprio servizio, 2G Italia è ottimamente posizionata
per catturare il potenziale inespresso che la cogenerazione ad alto rendimento ha nel nostro Paese, che tutte le maggiori società di ricerca di mercato
danno come il secondo mercato a livello europeo, dopo la Germania.