La rete degli impianti di teleriscaldamento

La rete degli impianti di
teleriscaldamento
Hanspeter Fuchs , Matteo Zandonai – SEV-SYNECO
2° INFO SYNGAS, Montichiari 24.01.14
Storia Associazione Biomassa (adesso SEVDa Consorzio Biomassa (Biomasseverband) a:
UEAA)
Unione Energia Alto Adige (Südtiroler Energieverband)
Unione
Energia
Alto
Adige
• Figura tra le più vecchie e rinomate associazioni promotrici delle centrali
termiche in Italia.
• E’ socio indipendente di AEBIOM, l’associazione di biomassa
europea. L’Italia è l’unico paese europeo rappresentato da ben due soci.
• L’obiettivo: promuovere gli interessi di tutti i produttori di energia da fonti
rinnovabili.
• Nel autunno del 2011 la Federazione Energia Raiffeisen (REV) e
l’associazione Biomassa Alto Adige si sono fuse dando origine all’unione
Energia Alto Adige
• Dal 2013 è socio di SYNECO Srl, per una cooperazione ottimale nell´offerta
di servizi di consulenza, progettazione e richiesta TEE ai propri associati
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Storia Associazione Biomassa (adesso SEVDa Consorzio Biomassa a Unione Energia Alto Adige
UEAA)
Dalla recente fusione è nata un‘organizzazione forte che riunisce la maggior parte degli
gestori degli impianti di teleriscaldamento, i gestori di impianti idroelettrici e i gestori
delle reti, in più una parte dei gestori di impianti fotovoltaici
Il consorzio serve:
• ca. 25.000 Utenze con energia elettrica
• ca. 11.000 Utenze di calore con impianti di teleriscaldamento a biomassa
• ca. 80.000 persone raggiunte dai servizi (elettrici o termici)
(Confronto: Abitanti in Alto Adige ca. 500.000)
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Attività Associazione Biomassa
Sostegno , consulenza e formazione dei soci e degli utenti
finali
Sostegno, funzione di rappresentanza
Organizzazione periodica di corsi di formazione per tecnici e gestori su temi attuali
come per esempio: l‘ottimizzazione di teleriscaldamenti, nuove leggi, tecnice innovative,
Newsletter quattro volte all‘anno per tecnici e gestori
Newsletter due volte all‘anno per utenti finali
Elaborazione e gestione di progetti per lo sviluppo tecnico ed economico dei soci, come:
-Campagna di sensibilazzione per l‘utilizzo di legna locale;
-Progetto per lo stoccaggio ottimale del cippato;
-Smaltimento centralizzato delle ceneri;
-Progetto banch marking ;
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Impianto di teleriscaldamento - vantaggi
• Utilizzo di risorse locali
• Tecnologia a zero emissioni CO²
(attualmente 70.000 t CO²/a)
• Basso livello di altre emissioni
• Efficienza superiore del 20-30%
rispetto alla somma di sistemi di
riscaldamento individuali
• Combinazione con altri servizi (ITC,
telecomunicazione)
• Maggiore stabilità dei prezzi
• Effetto positivo sull’economia locale
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Impianti TLR in AA
centrali termiche in Alto Adige
• Attualmente sono in funzione 71 Impianti di
teleriscaldamento in Alto Adige
• Di cui 44 sono associati all’Unione Energia Alto
Adige.
• La maggior parte degli Impianti produce solo calore.
20 producono anche corrente elettrica o si stanno
ampliando per produrre corrente elettrica.
• 7 impianti sono ibridi a biomassa e metano
• L‘Alto Adige ha 116 comuni, di cui attualmente
circa la metà vengono forniti con energia a
biomassa
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Impianti TLR in AA
Tipologia di Impianti
Solo Calore
•
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•
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•
•
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•
•
•
•
•
•
Valles
Solda
MonguelfoVillabassa
Vandoies
Verano
Feichter
Naturno
La Villa
Plan
Sesto
Anterselva
Sarentino
F.lli Gruber
Nova Ponente
Cogenerazione
•
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•
•
•
•
Antermeia
Racines di
Dentro
Colle Isarco
Selva dei Molini
Rainer Prato alla
Drava
Funes
San Valentino
a.M.
Bressanone
Telfholz
Renon
Obereggen
Falzes
Terento
•
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•
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•
•
•
•
•
•
•
Prato allo Stelvio
Dobbiacco/San Candido
Val d‘Ultimo
Brunico
Lasa
Vipiteno
Laces
Versciaco
Campo Tures
Valle Aurina
Silandro
Resia
Slingia
Sluderno
Valdaora
Rasun
Terlano
Chiusa
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I numeri del teleriscaldamento in Alto Adige
Dati 2012
Energia termica
venduta
Quota di ET prodotta
da biomassa
Quota di ET prodotta
in cogenerazione
Lunghezza rete di
teleriscaldamento
• 659 GWhth
• 88%
• 28%
• 790 km
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Impianti TLR in Alto Adige
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Effetti sulla qualità ambientale
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Effetti sulla qualità ambientale
Studio sull‘effetto ambientale dell‘impianto di TLR di Brunico (cogenerativo)
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Biomassa legnosa situazione in Alto Adige
Riscaldamenti a biomassa in provincia AA nel 2012
N impianti
Consumo biomassa
[t]
consumo biomassa
[ms]
ImpiantiTLR
71
400.000
1.320.000
Piccoli impianti privati
90.000
220.000
975.000
-
620.000
(di cui 35% da fuori
AA)
2.295.000
(di cui 35% da fuori AA)
TOTALE
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Impianti
Tecnologia funizionamento di un teleriscaldamento
Centrale a biomassa
Temperature acqua
calda: 90-60°C
Rendimento
combustione: 90%
Forni a griglia
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Impianti
tecnologia componenti fondamentali di un teleriscaldamento
Sottostazione ca. 250 kW
• rete + sottostazioni
Sottostazione 15 kW
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Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento
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Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento
Sviluppo Progetto
SVILUPPO DI UN PIANO DI FATTIBILITA‘:
1. Disponibilità biomassa
2. Rilievo fabbisogno di calore nella zona (casa per casa) tramite questionari o canali
simili
3. Intenzione degli utenti ad allacciarsi in TLR
Fondamentale aspetto, che spesso non viene preso con dovuta cosiderazione
disponibilità locale del cippato
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Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento
Sviluppo Progetto - Esempio raccolta dati calore + sensibilizazzione
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Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento
Sviluppo Progetto – Scenari di fattibilità
Esempio Teleriscaldamento
Esempio Microrete
Definizione dei limiti di rete
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Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento
Sviluppo Progetto – valutazioni economiche
Esempio business plan
Risultato dello studio di
fattibilità è la base sulla
quale il Comune/la
cooperativa può prendere le
decisioni future
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Gestione del Teleriscaldamento
Certificati Bianchi
I Certificati Bianchi sono dei
Titoli (di Efficienza Energetica)
che attestano il risparmio di
energia primaria di origine
fossile, misurato in Tonnellate di
Petrolio Equivalente (tep),
ottenuto da un determinato
intervento di efficientamento
energetico, realizzato in
particolari settori civili (ed
industriali) regolamentati dai
Decreti 20 Luglio 2004 e
successive integrazioni e
modificazioni.
Prezzo attuale: 100 €/tep
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Ottimizzazione impianti
Ottimizzazione del circuito secondario
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Ottimizzazione impianti
Ottimizzazione del circuito secondario
Hotel Olympia - Brunico (mese gennaio)
80000
70000
60000
50000
consumazione
gennaio totale
consumazione
gennaio <35
consumazione
gennaio 35-45
consumazione
gennaio 45-55
40000
30000
20000
L`ottimizzazione
del circondario
secondario é stata
effettuata nel
2011
10000
0
2012
2011
2010
2009
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Ottimizzazione impianti
Ottimizzazione del circuito secondario
Caratteristiche
• Temperature dell’acqua di ritorno < 55°C
• Sfruttamento intelligente del calore
• Diminuzione del consumo di energia elettrica per sistemi
di ricircolo
Vantaggi
• Bonus per temperature dell’acqua di ritorno < 55°C
• Malus per temperature > 55°C
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Ottimizzazione impianti
Cogenerazione
Rispetto alla produzione separata delle
stesse quantità di energia elettrica e
calore, la produzione combinata, se
efficace, comporta:
• un risparmio economico conseguente
al minor consumo di combustibile;
• una riduzione dell'impatto ambientale,
• minori perdite di trasmissione e
distribuzione per il sistema elettrico
nazionale, conseguenti alla
localizzazione degli impianti;
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Ottimizzazione impianti
Cogenerazione con ciclo termico ORC
Funzionamento
•
Il calore disponibile dalla combustione della
biomassa viene ceduto tramite uno
scambiatore di calore (1) ad uno speciale
fluido di lavoro facendolo evaporare e
trasformandolo in un gas ad alta pressione.
•
L’espansione di questo gas provoca la
rotazione dell’albero di una turbina (2)
accoppiata ad un generatore che produce
elettricità.
•
All’uscita della turbina il fluido di lavoro –
ancora sottoforma di gas – finisce in un
condensatore (3), dove cede il calore in
eccesso condensa ritornando liquido. Una
piccola pompa (4) rinvia il fluido allo
scambiatore chiudendo il ciclo.
Il calore estratto dal condensatore potrà essere utile
per altri processi locali (teleriscaldamento,
essicazione biomasse, cooling)
Rendimento elettrico complessivo ca. 12-18%
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Ottimizzazione impianti
Cogenerazione con gassificazione
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1. Pirolisi del legno
2. Ossidazione paarziale
del gas per fornire
l‘energia per il processo
Syngas
1
2
3
3. Gassificazione del
carbone
4. Utilizzo del Syngas in
un motore a
combustione interna
Rendimento elettrico
complessivo ca. 22-28%;
Aria
Cenere +
Carbone
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Conclusioni
L´esperienza ventennale dell´Alto Adige (circa 70 impianti di teleriscaldamento e/o
cogenerazione in funzione) permette di affermare che:
 la realizzazione di centrali TLR a biomassa legnosa in zone non metanizzate
consente la riduzione dell´emissione globale di ANIDRIDE CARBONICA e, a
livello locale, di POLVERI rispetto alla situazione pregressa (caldaie domestiche
a gasolio/legna)
 Il controllo delle emissioni delle centrali é molto piú frequente e completo
rispetto a quello che é possibile effettuare sulle singole caldaie domestiche
 La successiva (o contestuale) implementazione di sistemi di cogenerazione
abbinati a sistemi di accumulo termico consente l´ulteriore riduzione
dell´emissione globale di ANIDRIDE CARBONICA (per la produzione combinata
di energia elettrica) e, a livello locale, di MONOSSIDO DI CARBONIO E
COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (per il funzionamento particolarmente „piatto“
– a regime costante ed ottimale – del forno di combustione a biomassa)
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Conclusioni
 La diffusione di sistemi di cogenerazione negli impianti esistenti in AA é
significativa, ma non predominante (calore cogenerato: 28% del totale
prodotto)
 Fino ad oggi si sono dotati di impianti di cogenerazione le centrali piú grandi e
tendenzialmente con sistemi ORC di taglia medio-grande (0,6-1 MW elettrici,
corrispondenti a produzioni combinate di calore pari a 3-4 MW termici)
 La grande maggioranza delle centrali é a servizio di reti medio-piccole e con
utenze prevalentemente civili, per cui l´implementazione di sistemi cogenerativi
di grande taglia comporterebbe la dissipazione di calore per molti mesi all´anno
(condizione di esercizio poco sostenibile e disincentivata dal decreto
ministeriale 06.07.2012)
 Al fine di massimizzare l´utilizzo effettivo del calore cogenerato, i sistemi
cogenerativi che potranno essere convenientemente installati in centrali di TLR
esistenti dovranno essere caratterizzati da una potenza utile (all´acqua ) nel
range: 0,2-1 MW termici
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