Energia elettrica da cogenerazione mediante processo

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Terra e Vita
[ AZIENDE E PRODOTTI ]
n. 39/2014
[ BIOMASSE ] L’impianto automatizzato della società tedesca Holzenergie Wegscheid GmBH
Energia elettrica da cogenerazione
mediante processo di gassificazione
[ DI GIUSEPPE FRANCESCO SPORTELLI ]
Di cippato di legna di ottima
qualità. La depurazione
del syngas è fatta
aggiore resa energetica, energia
climaticamente neutrale, alta affi­
con candele filtranti
dabilità, assicurazione contro la
rottura di macchine ed eventuali interruzio­
metalliche resistenti
ni di servizio, depurazione dei gas di scarico
tramite catalizzatore, funzionamento conti­
alle alte temperature
nuo, assenza di residui.
Sono i vantaggi operativi garantiti, nel­
l’applicazione della tecnologia della gassifi­
cazione, dalla Holzenergie Wegscheid Gm­
«In questo periodo caratterizzato dal ri­
BH di Wegscheid (Germania), società che
fiuto dell’energia nucleare e dalla transizio­
produce e commercializza impianti innova­
ne dalle energie fossili a quelle rinnovabili si
tivi di cogenerazione, basandosi sulla tecno­
avverte il bisogno di alternative ecososteni­
logia della gassificazione equicorrente a let­
bili, che allo stesso momento abbiano costi
to fisso, con potenze di 125
abbordabili. Rispetto alle tec­
IN COLLABORAZIONE CON
kW elettrici (230 kW termici)
nologie convenzionali, il pro­
HOLZENERGIE WEGSCHEID GMBH
e di 65 kW elettrici (120 kW
cesso di generazione di ener­
termici). È quanto ha soste­
gia elettrica da legna me­
nuto Judith Federhofer, responsabile
diante gassificazione moltiplica il valore
marketing della società tedesca, in occasione
energetico della materia prima. I nostri im­
del Forum delle agroenergie organizzato a
pianti sono utilizzabili per numerosi campi
Foggia dal gruppo Star*AgroEnergy del­
di applicazione, garantendo sempre un affi­
l’Università dauna.
dabile approvvigionamento di energia:
M
[ Impianto da 65 kW a Kasberg: la coclea per il caricamento
(a sin.), il gassificatore (al centro), il filtro (a dex).
aziende agricole, macellerie (tecnologia del
raffreddamento ad assorbimento), industrie
(latterie, birrerie), Comuni (teleriscalda­
mento, piscine), alberghi con centro benes­
sere ecc. Grazie all’innovazione tecnologica
e ai continui controlli di qualità siamo in
grado di offrire impianti moderni altamente
performanti che forniscono energia elettrica
e termica con assoluta affidabilità. Il sistema
di caricamento robusto, l’innovativo siste­
ma di filtraggio e il motore di alta qualità
fanno sì che l’impianto raggiunga la massi­
ma operatività annua».
Decisiva, per la buona riuscita della gas­
sificazione, è la qualità della biomassa utiliz­
zata, ha sottolineato Federhofer. «I nostri
impianti di gassificazione a legna vengono
alimentati esclusivamente con cippato di
lunghezza compresa tra 40 e 70 mm (G50­
G100), preferibilmente proveniente da le­
gname tenero di conifere (abete, abete rosso,
pino) o di pioppo oppure da legname duro
di latifoglie (betulla, castagno, faggio, frassi­
no), con umidità uguale o inferiore al 10%.
La nostra tecnologia non necessita di alcun
combustibile aggiuntivo».
La linea completa dell’impianto com­
[ Impianto di Kasberg: motore a sei cilindri; dietro, a sinistra,
il quadro elettrico.
n. 39/2014
[ AZIENDE E PRODOTTI ]
[ Impianto di Mulazzo: i due gassificatori e i filtri delle due
linee in parallelo da 125 kW.
prende deposito del cippato, essiccatoio e
vaglio, con raccolta delle parti fini, serbatoio
di stoccaggio, gassificatore, filtro, cogenera­
tore da 125­140 kW elettrici e 230­270 kW
termici, sistema di recupero del calore.
«Un impianto di gassificazione con coge­
neratore è un sistema complesso che richiede
la perfetta sintonia delle componenti: questo
è il punto di forza dei nostri impianti, che
vantano uno standard di almeno 8.000 ore di
esercizio all’anno. Il funzionamento dell’im­
pianto è completamente automatizzato. Il ca­
ricamento dell’impianto di essiccazione vie­
ne effettuato automaticamente tramite un
container preposto e precaricato o “manual­
mente” con una gru: il cliente lo sceglie secon­
do le sue esigenze; invece il contenitore della
cenere va svuotato a mano. Le parti fini rima­
nenti dopo la vagliatura possono essere ven­
dute come cippato o utilizzate per coprire la
richiesta di calore media e/o di punta in un
n
n
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[ Impianto di Mulazzo: sistema di estrazione della cenere
(sempre due linee in parallelo).
[ CRONOLOGIA
Dall’hobby
al mercato mondiale
n
Terra e Vita
2005 prima generazione di energia elettrica tramite
syngas come hobby da parte del signor Walter Schätzl
n 2008 fondazione della Holzenergie Wegscheid GmbH
n 2009 messa in servizio del primo prototipo con una
potenza elettrica di 120 kW
n 2010 installazione dei primi tre impianti in Germania
2012 primo impianto in Italia
2014 complessivamente 11 moduli in Italia
Attualmente 14 dipendenti
Impianti installati: 18 con una potenza elettrica di 125 kW ciascuno
Altri 12 impianti sono commissionati e sono in fase di progettazione e costruzione
Volume d’affari nel primo semestre 2014: 7 milioni di €
Progetti in Italia, Germania, Slovenia, Svizzera
Contatti con Austria, Australia, Bulgaria, Canada, Corea del Sud, Francia, Russia
nG.F.S.
n
impianto, a parte, di riscaldamento a cippato.
Il gassificatore comprende, in successione, la
zona di pirolisi (400­700 °C), ossidazione
[ Impianto di Mulazzo: sistema di vagliatura (a sin.), serbatoio
di stoccaggio cippato (al centro), sistema di caricamento (a dex).
(700­900 °C) con afflusso di aria, riduzione
(700­900 °C) e produzione di syngas. Con il
nostro gassificatore riusciamo a produrre un
[ Impianto di Rio di Pusteria: accumulatore tampone
(a sinistra), raffreddatore gas (al centro), filtro (a destra).
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[ AZIENDE E PRODOTTI ]
Terra e Vita
[ GLI IMPIANTI
Dalla Baviera
alla Toscana
I
l primo impianto sperimentale, realizza­
to nel 2005 e ampliato e modificato nel
2009, ha informato Federhofer, si trova
presso la casa madre a Wegscheid ed è in
funzione ormai da 42.000 ore.
«L’energia elettrica generata viene im­
messa in rete e l’energia termica proveniente dal calore di processo
viene ceduta a tre utenze nelle vicinanze. Sin dal 2011 un nostro
impianto riscalda le terme di Bamberga. Viene usato in prima linea
per la produzione termica; perciò il funzionamento viene sospeso
durante i mesi estivi. Nel 2010 la Holzenergie Wegscheid ha realiz­
zato un impianto per un produttore di legna da camino ad Aschaf­
fenburg. È in funzione da più di 33.000 ore e serve per essiccare la
legna da ardere. Nel giro di quattro giorni la legna viene essiccata in
appositi contenitori: a cielo aperto si impiegherebbe circa un anno
n. 39/2014
per la stessa operazione. L’essiccamento per mezzo dell’impianto è
più veloce e più efficace e impedisce la formazione di muffe.
L’impianto di gassificazione a legna per un produttore di legno
lamellare a Rio di Pusteria (Bz) è stato allacciato alla rete nell’ottobre
2013. Particolarità dell’impianto è che non viene alimentato con
cippato ma con bricchetti di legno: questa sfida tecnologica ha reso
necessari ampi lavori di ricerca e una serie di test. L’impianto
realizzato a Reggello (Fi) nell’agosto 2012 è ormai in funzione da più
di 15.000 ore; il calore generato viene usato per essiccare tavole di
legno. Nel marzo 2013 è stato installato un impianto a due moduli a
Mulazzo (Ms). Il calore generato viene immesso nella rete locale di
distribuzione e garantisce il riscaldamento di una scuola, una pisci­
na, una struttura sportiva e del municipio. A Sondrio un’azienda per
la lavorazione del legno ha installato un impianto a sei linee e
produce energia e calore dagli scarti».
nG.F.S.
[ Impianto di Bamberga (linea da 125 kW). Da destra: caricamento (il deposito
del cippato secco si trova al piano di sotto), gassificatore, filtro, sistema di estrazione.
[ Impianto di Bamberga. Da sinistra:
filtro e gassificatore.
gas contenente una quantità minore di catra­
me, garantendo in tal modo un funzionamen­
to stabile e continuo dell’impianto. Infatti il
catrame viene prodotto principalmente nella
zona di pirolisi e si decompone ad alte tempe­
rature nelle zone di ossidazione e riduzione».
La depurazione del syngas, per renderlo
idoneo per la combustione all’interno del
motore, è problematica, ha affermato Feder­
hofer. «Diversi sono stati gli approcci tentati
per la soluzione del problema, ma tutti con
conseguenze negative. Il lavaggio del gas
mediante estere metilico di colza oppure ac­
qua, origina rifiuti speciali. Il ricorso a filtri a
tessuto rende necessario il raffreddamento
del gas in anticipo, quindi con intasamento
del raffreddatore. L’impiego di filtri cerami­
ci, fragili, causa l’inquinamento del motore
con cenere. La soluzione da noi adottata è
l’utilizzo di candele filtranti metalliche resi­
stenti alle alte temperature con buona affi­
ad assorbimento. Infine la manutenzione ri­
chiede intervalli di pulizia regolari: la puli­
zia del gassificatore ogni 1.000 ore di eserci­
zio, il cambio dell’olio ogni 400 ore, la puli­
zia del raffreddatore gas una volta all’anno,
il tutto con l’impiego di manodopera per
circa un’ora al giorno».
Gli obiettivi futuri dell’azienda, ha con­
cluso Federhofer, rivelano «la fiducia nella
diffusione della tecnologia della gassifica­
zione: sviluppo di un gassificatore autopu­
lente, impiego di un nuovo cogeneratore
sviluppato in azienda, sviluppo di un cata­
lizzatore SRC, priorità sulla sublimazione
della cenere residua per ottenere “terra pre­
ta”, utilizzo di altri tipi di biomasse, svilup­
po delle strutture produttive anche all’este­
ro, dislocazione delle strutture produttive,
conclusione delle domande di brevetto, am­
pliamento dell’organico personale, costru­
zione di 18 impianti all’anno».
n
dabilità e un buon effetto filtrante. Con il
sistema di filtraggio brevettato la pulitura
del gas grezzo avviene tramite lavaggio a
secco: il prodotto residuo derivante da que­
sta procedura non è altro che pura cenere
utilizzabile persino come fertilizzante».
Il cogeneratore dispone di motore MTU/
MAN a gas a 12 cilindri, modificato per le
esigenze del syngas, generatore elettrico Le­
roy­Somer, cofanatura insonorizzante, svi­
luppata in azienda per poter utilizzare il
calore radiante del motore in modo efficace,
scambiatore di calore per i gas di scarico,
dispositivo silenziatore e catalizzatore per
abbattere i gas di scarico (anche NOx). «Per
motivi ecologici ed economici l’impiego del
calore generato è indispensabile. Il calore
può essere utilizzato come calore di proces­
so, calore per il riscaldamento, essiccazione
di biomassa oppure per la generazione di
freddo tramite i processi di raffreddamento