cogenerazione e centrale a biomassa

[dave72]

ciao a tutti
sono stato incaricato da una società di un mio amico, la quale possiede 35 ettari di terreni coltivabile, (la società però non è societa agricola) di valutare l'ipotesi di realizzazione di una centrale di cogenerazione a biomassa che possa produrre energia in maniera proporzionale all'estensione del loro terreno.
Per energia elettrica tutto ok, per la componente di energia termica, loro vorrebbero realizzare un impianto di teleriscaldamento che possa riscaldare due lotizzazioni ancora da realizzare, ma già presenti nei PRG dei due paesi, a cavallo dei quali si porrebbe l'impianto (distanza della centrale dalle due nuove lottizzazioni di circa 2 km), le due lottizzazioni dovrebbero ospitare ciascuna circa 180 abitanti teorici equivalenti.
Qualcuno di voi ha qualche consiglio rispetto all'economicità dell'intervento??
grazie a tutti per le vostre risposte

[MAX76]

Per esperienza personale e diretta su varie centrali di cogenerazione in ambito ospedaliero, quindi come tipologia di TLR siamo molto vicini a quella del caso, la situazione non è molto bella.
Infatti la cogenerazione non serve per produrre energia elettrica (sulla base dei consumi del ciclo produttivo industriale e come taglio delle punte per ridurre l'impegno di potenza con ENEL ) e un po' di calore da buttare in giro ma serve avere di base un utilizzo del calore prodotto continuo e regolare nell'arco del giorno e dell'anno; un utilizzo di riscaldamento per un piccolo paese presente una fortissima discontinuità di richiesta con un paio di punte giornaliere alla mattina ed alla sera (qaundo la gente è effettivamente a casa ed usa anche l'idrico sanitario).
Ma per 6/9 mesi all'anno, anche nelle zone del nord, il sistema è "in stallo" e l'idea di mettere in piedi una centrale ed una rete di TLR per andare si e non a pieno regime 12 ore al giorno (con comunque una richiesta variabile) per un 100/120 gg all'anno è antieconomico.
Le centrali di cogenerazione diventano "redditizie" se utilizzando metano si accede all'eliminazione delle accise regionali tramite l'UTIF (perchè si defiscalizza anche il metano per le caldaie della centrale).
Poi, altro inconveniente non da poco se l'industria non ha un ciclo produttivo continuo che richiede esso stesso calore per funzionare tutto il giorno e per tutto l'anno, la maggior parte dell'energia elettrica viene prodotta spesso i momenti in cui non serve per cui deve essere ceduta alla rete ad una cifra non sempre congrua e comunque sempre inferiore al costo della stessa energia da acquistare nei momenti di punta (che difficilmente si concigliano con i momenti di massima produzione del sistema cogenerativo per il massimo assorbimento di calore dalla rete di TLR).
Dulcis in fundo, a parte i problemi di posa di reti acqua surriscaldata, la necessità di una centrale termica di riserva, le pratiche VVF, ISPESL, la gestione delle sottocentral di scambio dei vari utente, ecc. ecc. c'è anche il problema della commercializzazione del prodotto in quanto il costo della Mkcal/h potrebbe risultare troppo elevato rispetto al costo del Nmc/h di gas metano con conseguente problema di allaccio e di inutilità della rete stessa.

Un po' di carne al fuoco su cui meditare...e non parliano di trigenerazione, please

[dave72]

grazie max
molto chiaro nell'esposizione. Valutero attentamente leofferte che arriveranno dalle ditte installatrici e cercherò di stendere un piano economico serio di costi / benefici. Altrimenti il mio amico continuerà a coltivare il grano.
ciao

[MAX76]

Aggiungo una cosa che non è del tutto trascurabile; alcune regioni (conosco direttamente solo la norma Emiliano Romagnola ma derivando da una lettura del decreto Ronchi credo che sia obbligo per tutta Italia) impongono che una centrale a biomassa possa utilizzare "combustibile" prodotto unicamente entro un determinato raggio dalla centrale stessa per cui si limita notevolmente la funzionalità della centrale in quanto i kmq ricompresi riducono e di molto la disponibilità di materiale da bruciare.

[dave72]

si in effetti io vivo in una zona di campagna (e a parte i 35 ettari di terreno di cui parlavo all'inizio del mio post destinabili sicuramente alle colture per biomassa) credo che parecchi agricoltori sarebbero ben contenti di riconvertire parte delle loro terre per un utilizzo diverso dal solito Mais!!!!!
In effetti per il mio lavoro (non sono termotecnico, ma progettista che si occupa di progetti di recupero ambientale, di PGT, etc), la possibilità di convertire alcune zone del mio territorio, unitamente alla produzione di energia da fonti rinnovabili, è una scommessa davvero interessante.
In merito al primo mio messaggio del post, i proprietari dei terreni in questione, volendo fare un investimento, mi hanno chiesto quanto questo investimenento possa essere produttivo. (risposta alla quale mi hai già dato parzialmente risposta). E volendo essere più realisti del re, non voglio prendere per il c...o nessuno, adducendo ipotesi riguardanti quanto possa migliorare il pianeta se fossimo tutti più sensibili a questi temi (anche se io vi credo fermamente) ad un investimento importante. Qui si tratta di fare analisi economiche serie di tempo di ritorno dell'investimento (sicuramente diverso da quello strettamente finanziario).
Ho altri due progetti diversi per forma e contenuti, ma sicuramente interessanti riguardo questi temi
se riesco ve li posto, in maniera da avere consigli a riguardo
grazie

[jerryluis]

Scusa Max, mi puoi dare delel indicazioni sul perchè vedi dei notevoliimpedimenti sul sistema trigenerativo?
Quello che vorrei capire è se ci sono spesso (POI IL CASO SPECIFICO VA ANALIZZATO DI VOLTA IN VOLTA) degli impedimenti funzionali per cui il sistema è virtualmente interessante, ma al lato pratico si scontra con situazioni completamente diverse, dove magari la contemporaneità ricercata è assente, la variabilità dei carichi è ingestibile e cose simili...

Sinceramente in linea diprincipio a me piace, però non sono ancora risucitoa trovare situazioni che hanno la caratteristica di contemporaneità ed entità dei carichi energetici utile per giustificarla...

Voglio capire se è solo un mio caso o è un dato di fatto generale ..

[MAX76]

L'impedimento principe è proprio la presenza a piccola distanza dei vari utilizzi occorrenti per un sistema di trigenerazione.

La trigenerazione è nata, come termine e come prime idee diffuse molto in ambito accademico e con scarso entusiasmo da parte di progettisti ed installatori, come ripiego della cogenerazione in quanto agli inizi degli anni 90, dopo un primo periodo di enfasi per la cogenerazione stessa, si è capito grazie ai primi effettivi NON ritorni economici di due cose che erano alla base del giochino ovvero 1) si deve avere un continuo e stabile utilizzo di fonte calda su cui dimensionare l'impianto e non pensare che la cogenerazione serva per produrre energia elettrica e un po' di calore da vedere cosa farne; 2) gli impianti di cogenerazione sia con motori alternativi che con turbine sono impianti delicati e molto onerosi da un punto di vista gestionale e manutentivo per cui occorre personale sempre presente ed ad altissimo livello di conoscenza ed abilità tecnica per mantenere in efficienza il sistema (e ciò, visto la media dei manutentori, senza offesa per nessuno, è assurdo o antieconomico per una industria come per un grande utilizzatore terziario che tendono a esternalizzare sempre più ciò che non è core bussines).

Allora si è pensato che la panacea di tutti i mali fosse quella di produrre energia elettrica per quel che si vuole tanto in inverno il caldo lo uso per riscaldare ed in estate per produrre acqua refrigerata con gli assorbitori.

Il difetto di tale ragionamento è enorme:
1) ci si è clamorosamente dimenticati che comunque le mezze stagioni ci sono e durano in media 6 mesi su 12
2) il consumo di energia termica può anche essere fatto a bassa temperatura quindi non vapore ma solo acqua calda a 80°C ed eventualmente a temperatura minore per utenze "a condensazione" ma le portate e le potenze specifiche invernali non coincidono mai con quelle estive e soprattutto con le esigenze di fluido primario di un assorbitore
3) gli assorbitori hanno rese ridicolo ed enormi portate di acqua movimentate per la condensazione e tali parametri peggiorano sempre più più è basso il livello di temperatura dell'acqua "motore" primaria per cui i rendimenti di macchina si aggirano su 0,65/0,7 con acqua calda (e già diciamo di rendimenti teorici in condizioni perfette, dopo 1 anno sono già nel dimenticatoio) oltre a dover scaricare 2,5/2,8 volte la potenza frigorifera erogata nelle torri evaporative con grande consumo di energia elettrica per le elettropompe di circolazione ed i ventilatori oltre ai problemi di consumo di acqua per reintegro; oltre a ricordare che pur essendo macchine statiche gli assorbitori sono molto delicati e con poco possono danneggiarsi irrimediabilmente (basta anche 1 sola bollicina di aria nel circuito del bromuro di litio o 1 solo manutentore non troppo accorto)

In soldoni se installi un gruppi centrifugo con inverter hai dei COP di 6 come ridere (oltre a condizioni di punta in particolari condizioni di carico del circuito frigorifero che arrivano anche a 10 o 11 e proprio nelle condizioni di funzionamento più diffuse nell'arco della stagione poichè i picchi di potenza si toccano solo per poche ore all'anno) ed a pari potenza frigorifera resa hai circa la metà di potenza termica da smaltire sulle torri evaporative con una riduzione a dir poco sensibile dell'energia elettrica assorbita; infatti alla fine dei conti quello che produci in estate con il cogeneratore viene assorbito da pompe di circolazione e ventole delle torri evaporative e sicuramente ce ne devi mettere di aggiunta.
Dai calcoli fatti, anche in base al costo dell'energia (nel mio caso ho TLR a 110°C quindi ancor più positivo e meno penalizzate che acqua calda da cogeneratore a 80°C) il centrifugo si paga il primo anno di installazione ed al secondo sono già in attivo rispetto alla stessa situazione con un assorbitore; ovvero in 3 mesi mi sono pagato il tutto e da lì ho guadagno netto.

E' molto simile alla situazione che si aveva sempre ad inizio anni 90 della sostituzione delle centrali a gasolio con centrali a gas metano...

[jerryluis]

Grazie, ora mi ha tranquillizzato, nel senso che il messaggio che raccolgo è più o meno quaesto. Salvo casi particolari diciamo di industria diprocesso ove la stagionalità centra poco, l atrigenerazione difficilmente è gestibile economciamente in positivo, perchè non sempre lo scarto enegetico di un processo è quanto necessario all'altro.. er cui il bilancio annuale tipicamente è negativo.

E pensare che proprio su queste tesi io mi sono scontrato con grandi luminari da millecorsi che volevano giustificare con la trigenerazione una cogenerazione inefficiente.... non sono un mago, ma spesso ci azzecco

[MAX76]

I baroni ci sono e ci saranno sempre e debbono difendere il posto inventando lavoro e corsi per promuorsi.

Poi nella pratica non parlano mai di effettivi ritorni, dei costi e benefici, dei problemi di manutenzione e di impianti effettivamente realizzati e funzionanti; si resta sempre sui massimi sistemi senza vedere l'ambito applicativo e purtroppo troppo spesso gli industriali ci cascano alla grande... e pensare che ora la cogenerazione non è nemmeno più considerata assimilita a fonte rinnovabile per cui direi che è definitivamente morta (eccetto appunto casi di nicchia specifici e precisi).