Guida alla micro-cogenerazione: efficienza energetica e benefici ambientali con la produzione elettrica distribuita
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Guida alla micro-cogenerazione: efficienza energetica e benefici ambientali con la produzione elettrica distribuita

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Guida alla micro-cogenerazione: efficienza energetica e benefici ambientali con la produzione elettrica distribuita Presentation Transcript

  • 1. A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O IMPRESE X INNOVAZIONE Guida alla micro-cogenerazione: efficienza energetica e benefici ambientali con la produzione elettrica distribuita Questa guida è stata realizzata in collaborazione con AIMB - Associazione Industriali Monza e Brianza ed Energy-Lab Srl – Monza (MI). Suggerimenti per migliorare l’utilità di queste guide e per indicare altri argomenti da approfondire sono più che benvenuti: toolkit@confindustria.it www.confindustriaixi.it
  • 2. A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C OGUIDA ALLA MICRO-COGENERAZIONE:efficienza energetica e benefici ambientalicon la produzione elettrica distribuitaINTRODUZIONEC’è una tecnologia che può dare la scossaall’economia italiana, aiutando le impresea competere nel mercato globale e crean-do allo stesso tempo ricerca, innovazioneed efficienza energetica per il nostro Pae-se. Il suo nome è micro-cogenerazione. Lacogenerazione è una tecnologia ormai con-solidata, in grado di realizzare la produzio-ne combinata, in un unico processo e di-rettamente presso il sito dell’utente, di ener-gia elettrica e calore (ed eventualmente an-che freddo, nel qual caso si parla più cor-rettamente di tri-generazione) per usi siaindustriali che civili.La cogenerazione consiste in una produ-zione interconnessa “in cascata” di elettri-cità e di calore/freddo per usi di processoo condizionamento ambientale, partendodalla medesima energia chimica contenutanel combustibile utilizzato (di solito gas na-turale). Dal suo utilizzo ne consegue unuso più efficiente e con meno sprechi del-la medesima risorsa combustibile, in pro- logie, attraverso strategie che mirino ad ac-spettiva sempre più scarsa in natura ed a crescere sia il risparmio economico checosti crescenti nel tempo. quello energetico per privati ed imprese.L’incremento mondiale della domanda di È fondamentale comprendere le caratteri-energia primaria, accompagnato dall’eleva- stiche della cogenerazione, le soluzioni im-to prezzo del petrolio, ha dato uno slancio piantistiche che permettono un uso più ra-allo sviluppo delle principali fonti rinnova- zionale dell’energia e le opportunità deri-bili, nonché al settore della cogenerazione. vanti dal recepimento da parte del governoRisulta quindi di primaria importanza l’in- della Direttiva Comunitaria 2004/8 ineren-centivo e la sponsorizzazione di tali tecno- te gli incentivi ai sistemi di cogenerazione. 1
  • 3. GUIDA ALLA MICRO-COGENERAZIONE A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O COME FUNZIONA LA COGENERAZIONE I BENEFICI DELLA COGENERAZIONE Un impianto convenzionale che produce lità classiche (Figura 1) e cogenerative (Figu- Chiarito il concetto tecnico di fondo, è energia elettrica ha un rendimento del moto- ra 2) del soddisfacimento di un consumo di evidente che i vantaggi della cogenera- re primo che trascina l’alternatore pari a cir- 1.000 kW elettrici e termici da parte di un zione sono molteplici: ca il 35-40% dell’energia del combustibile ipotetico utente industriale. • Vantaggi economici: con la cogenera- utilizzato, mentre il restan- zione si sfrutta meglio l’energia conte- FIGURA 1 - GENERAZIONE AUTONOMA DI ELETTRICITÀ E CALORE te 60-65% viene disperso nuta nel combustibile, ovvero a parità nell’ambiente sotto forma Perdite per generazione elettrica di energia utile prodotta, si consuma di calore, tenendo conto di Generazione 60% del calore entrante: 1.500 kW meno combustibile. Inoltre la cogene- autonoma elettricaA M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O tutte le dissipazioni e di- Combustibile 2.500 kW razione consente la riduzione dei co- spersioni presenti in tale Produzione elettrica da generazione autonoma sti di gestione degli impianti di produ- 40% del calore entrante: 1.000 kW elettrici processo, dalla generazio- zione dell’energia, limitando le perdi- ne sino alla distribuzione a Produzione del calore con caldaia autonoma te di impianto, e soprattutto, permette Generazione mezzo elettrodotto all’u- autonoma calore 80% del calore entrante: 1.000 kWt di avere costi di produzione altamente tente finale. Combustibile 1.250 kW competitivi, a partire dalle fasce ora- Perdite caldaia 20%: 250 kW Con un impianto di coge- rie tariffarie a maggior costo elettrico Totale consumo con generazione autonoma di elettricità e calore: nerazione, invece, il calo- 2.500 kW + 1.250 kW = 3.750 kW unitario. re prodotto dalla combu- • Vantaggi operativi e tecnologici: la co- stione nel motore primo non viene disperso In questo caso, ipotizzando un rendimento Come si nota, l’utilizzo della cogenerazione, generazione consente maggiore flessi- nell’ambiente, bensì recuperato per altri uti- del sistema elettrico complessivo del 40% e che tipicamente prevede un rendimento del bilità operativa e riduzione del rischio lizzi e tipicamente soddisfa le esigenze ter- della caldaia generatrice dell’80%, il soddi- motore elettrico del 40% per un recupero ter- black-out, con in più garanzie della miche delle utenze collegate all’impianto sfacimento dell’esigenza energetica dell’u- mico di pari efficienza, permette una produ- qualità della fornitura che in taluni casi stesso (vapore, olio diatermico, acqua calda). tente finale di 1.000 kW elettrici + 1.000 kW zione dei medesimi 1.000 kW elettrici e ter- (processi critici e/o continui) può diven- In questo modo la cogenerazione permette termici comporta un utilizzo di energia pri- mici presso l’utente finale con un consumo di tare indispensabile. di raggiungere il massimo utilizzo del com- maria sotto forma di combustibile pari a energia primaria sotto forma di combustibile • Vantaggi ambientali: la riduzione del- bustibile, con recupero di un rendimento 3.750 kW. pari a soli 2.500 kW, garantendo un cospicuo l’utilizzo percentuale di combustibili complessivo superiore risparmio di quest’ultimo, circa il 33% di fossili per esigenze di riscaldamento e FIGURA 2 - GENERAZIONE COMBINATA (COGENERAZIONE) DI ELETTRICITÀ E CALORE all’80÷85% (il che signifi- quanto richiesto nel caso precedente. la diminuzione dell’emissione di CO 2, ca minimizzare lo spreco Produzione elettrica con cogenerazione Pur avendo esemplificato in questi due esem- responsabile primaria dell’effetto serra, di energia pregiata conte- 40% del calore entrante: 1.000 kW elettrici pi schematici il concetto tecnico alla base comporta una diminuzione dei costi so- nuta nel combustibile). Cogenerazione elettricità della cogenerazione, appare evidente come ciali dell’inquinamento e consente di e calore Produzione del calore con cogenerazione Lo schema concettuale dei Combustibile 2.500 kW 40% del calore entrante: 1.000 kWt essa comporti un più razionale utilizzo del adempiere alle prescrizioni previste dal vantaggi energetici della combustibile primario attraverso il recupero Protocollo di Kyoto. Perdite processo cogenerativo cogenerazione sono sinte- 20% del calore entrante: 500 kWt efficiente di un contenuto termico dei fumi • Salvaguardia delle risorse: la cogenera- tizzati nei due seguenti dia- di scarico del motore primo che, viceversa, zione consente un utilizzo più efficien- Totale consumo cogenerazione: 2.500 kW grammi a fiume, dove so- Risparmio da cogenerazione: 3.750 kW - 2.500 kW = 1.250 kW (33%) va del tutto disperso nel caso di una produ- te delle risorse energetiche tradizionali no rappresentate le moda- zione elettrica e termica separata. (petrolio, carbone, gas naturale), ridu-2 3
  • 4. GUIDA ALLA MICRO-COGENERAZIONE A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O COME VALUTARE LA SCELTA TECNICA PER COGENERARE cendo gli sprechi, grazie anche alle mi- della cogenerazione, si deve tener conto Il punto di partenza per uno studio di ottimiz- re eventuali modifiche volte ad incrementa- nori perdite di trasmissione e distribu- dell’opportunità di realizzare un impian- zazione energetica attraverso la cogenerazio- re il rendimento energetico dell’impianto; zione elettrica conseguente alla localiz- to con ridotti tempi di rientro del capita- ne è comprendere che il limite principale di • scegliendo la configurazione ottimale di zazione dell’impianto in diretta prossi- le investito, anche grazie alla normativa tale tecnologia riguarda soprattutto la corri- funzionamento dei cogeneratori, ovvero mità dell’utenza. che consente una defiscalizzazione del spondenza tra produzione e domanda di ener- comprendere quando dal punto di vista eco- • Vantaggi finanziari: con l’attuazione gas naturale usato come combustibile gia elettrica e termica; non serve a molto otte- nomico ed energetico risulta conveniente della direttiva UE 2004/8, recentemen- per la cogenerazione. Un impianto co- nere alti rendimenti complessivi se poi non si produrre; te approvata dal Consiglio dei Ministri, generativo correttamente dimensionato può razionalmente utilizzare tutta l’energia • ricercando nuovi fornitori di energia e com-A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O la cogenerazione beneficerà di sempli- consente risparmi energetici dell’ordine prodotta. bustibile. Il mercato libero, infatti, consente ficazioni amministrative e di nuovi cri- del 20-30% (si vedano al di perseguire notevoli risparmi attraverso la teri in base ai quali saranno rilasciati i riguardo le figure 1 e 2 ricerca della migliore offerta. “certificati bianchi”, titoli di efficienza nel paragrafo precedente) La convenienza tecnico-economica nella ge- energetica che sono scambiati sul mer- ed un pay-back dell’inve- stione di un impianto di cogenerazione è un cato e hanno un valore economico. stimento intorno ai 36-60 problema complesso, a causa dell’elevato nu- Come ulteriore vantaggio finanziario mesi. mero di variabili in gioco. Lo studio di otti- mizzazione di un impianto di cogenerazione richiede la conoscenza e la valutazione di Ipotizzando per l’esempio al paragrafo precedente i seguenti valori annui economici e di consumo energetico: molti parametri e grandezze che spaziano da quelli tecnici e termodinamici a quelli econo- Costo impianto cogenerativo 1.000 kWe / kWt: 900.000 € mici e tariffari. Costo metano: 0,30 Cent/Smc (1 Smc = 9,6 kWh) A meno di situazioni particolarmente sfavore- Costo medio elettricità: 110 Euro/MWh Le utenze civili e industriali assorbono l’ener- voli, l’autoproduzione di elettricità, accompa- Costo manutenzione: 8,0 Euro/MWh gia elettrica e termica con leggi sostanzial- gnata dall’utilizzo del calore prodotto, con- Ore funzionamento: 4.500 annue mente indipendenti e, considerando che l’e- sente di ottenere apprezzabili vantaggi. lettricità non è praticamente accumulabile ed Vediamo ora quali sono i passi da effettuare SENZA COGENERAZIONE: il calore lo è solo per brevi periodi, la coge- per lo studio di ottimizzazione dell’impianto Consumo elettrico: 1.000 x 4.500 h = 4.500.000 kWh Spesa elettrica: 110 x 4.500 h = 495.000 € nerazione è proponibile e conveniente quan- cogeneratore. Consumo metano: 1.250 x 4.500 h / 9,6 = 585.900 Smc Spesa metano: 585.900 x 0,30 = 175.770 € do le domande di energia elettrica e termica Da un punto di vista concettuale, le tappe da sono compatibili e usufruibili contemporanea- percorrere per arrivare ad una realistica quan- CON LA COGENERAZIONE: mente nel tempo. tificazione dei benefici economici ed energe- Consumo metano: 2.500 x 4.500 / 9,6 = 1.171.875 Smc Spesa: 585.900 x 0,30 = 351.560 € L’ottimizzazione energetica ed economica tici prodotti da un impianto di cogenerazione Costo manutenzione annua: 4.500 x 8 = 36.000 € della fornitura di energia attraverso l’impianto sono: Risparmio ottenuto: 495.000+175.770 – 351.560 – 36000 = 283.210 €/anno di cogenerazione è realizzabile andando ad • studio del sistema energetico dell’utenza. operare nei seguenti punti: • Definizione dei consumi elettrici e termici Pay Back (senza oneri finanziari): 900.000 / 283.210 = 3,2 anni circa • analizzando la logica di funzionamento del orari, specificando le temperature di eserci- sistema energetico in modo tale da propor- zio richieste. È estremamente importante co-4 5
  • 5. GUIDA ALLA MICRO-COGENERAZIONE A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O LA MICRO-COGENERAZIONE noscere la tipologia di calore da utilizzare: la trica che garantirà il fabbisogno dell’uten- Il processo cogenerativo è particolar- cogenerazione difficilmente produce calore za, mentre se esuberante, vi sarà una ces- mente indicato ed ha storicamente avu- superiore ai 200-250°C. La funzione più sione strutturale di energia all’esterno che to maggiore applicazione in processi classica della cogenerazione, quella che deve essere attentamente valutata (le ces- energetici produttivi di grande taglia e consente un maggiore recupero, è quella sioni elettriche nelle ore vuote notturne o ad alta intensità energetico/termica (car- che privilegia recuperi termici a bassa tem- festive sono critiche, in quanto poco valo- tiere, teleriscaldamento urbano, chimica peratura (ciò è vero soprattutto per il moto- rizzate dal mercato). di processo): in quegli ambiti l’economia re endotermico). • Determinazione degli spazi di installazione IL QUADRO NORMATIVO ATTUALE di scala del grande impianto premia una Attualmente è stata recepita la DirettivaA M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O • Valutazione oraria della effettiva contempo- dell’impianto. L’utente deve essere disposto scelta che energeticamente ed economi- raneità di utilizzo di energia elettrica e ca- a privarsi di una quota parte delle proprie Comunitaria UE 2004/8 al fine di potenziare luso camente favorisce l’installazione quan- lore/freddo, a causa della contemporaneità aree interne per un periodo considerevole della cogenerazione come mezzo per risparmiare do esiste grande contemporaneità elet- di produzione delle due fonti. Poiché nella pari alla vita utile dell’impianto (10-20 anni). energia. Considerati i benefici della cogenerazione trico-termica. cogenerazione elettricità e calore sono con- • Definizione dell’ambiente e dei vincoli cir- in termini di risparmio di energia primaria, Tuttavia, recentemente, un ambito mol- temporaneamente prodotti e, dato che il ca- costanti che condizionano la gestione del- di prevenzione delle perdite di rete e di riduzione to interessante di applicazione della tec- lore è difficilmente stoccabile, la cogenera- l’impianto: condizioni di fornitura dell’elet- delle emissioni, in particolare quelle dei gas nologia è diventato anche quello della zione è tanto più efficiente quanto più le esi- tricità e dei combustibili (tensione elettrica, a effetto serra, la promozione della cogenerazione micro-cogenerazione, ovvero un ambito genze elettriche e termiche dell’utente si pressione/portata gas metano, ecc.), connes- ad alto rendimento basata su una domanda di potenze elettriche tra i 50 ed i 1.000 presentano congiunte, nel medesimo istan- sioni con altri impianti, vincoli normativi, di calore utile è una priorità comunitaria. kW, ambito nel quale il Ministero dello te (diversamente, la cogenerazione non po- ecc. La disponibilità del combustibile ne- Inoltre, poiché luso efficiente dellenergia Sviluppo economico (di concerto con il trebbe garantire i medesimi benefici econo- cessario deve essere attentamente valutata, di cogenerazione può contribuire alla sicurezza Ministero dell’Ambiente e dell’Interno) mici ed energetici). soprattutto per il gas naturale può non esse- dellapprovvigionamento energetico e alla prevede di implementare procedure au- • Valutazione della tecnologia di cogenera- re possibile il potenziamento della rete gas competitività dellUnione europea e dei suoi Stati torizzative semplificate per l’installazio- zione da adottare. Tale scelta è direttamen- ai valori richiesti. Altro caso tipico è l’insuf- membri, è stato necessario adottare misure che ne e l’esercizio, nonché condizioni tec- te correlata all’analisi del rapporto elettrici- ficiente disponibilità di pressione per una consentano di sfruttare meglio questo potenziale nico-economiche di connessione alla re- tà-calore che si desidera ottenere. General- soluzione cogenerativa con turbogas (alme- nel quadro del mercato interno dellenergia. te per la cogenerazione ad alto rendi- mente è opportuno evitare una cogenera- no 5 bar richiesti). In questa circostanza è Grazie a questa direttiva lo Stato deve elaborare mento, particolarmente incentivanti e zione con sovrapproduzione di calore ri- necessario dotare l’impianto cogenerativo regimi di sostegno della durata di almeno 4 anni, premianti. spetto alle reali necessità aziendali. È anzi di un compressore che aumenta il costo e evitando frequenti cambiamenti nelle procedure Inoltre lo sviluppo tecnologico ha porta- opportuno dimensionare l’impianto coge- diminuisce l’efficienza. amministrative ed assicurando che i regimi to alla creazione di una nuova genera- nerativo in base alla potenza termica ri- • Analisi dei vincoli ambientali sia sulle emis- di sostegno pubblico rispettino il principio zione di unità micro-cogenerative parti- chiesta, al fine di evitare lo spreco di calo- sioni al camino che su quelle sonore, so- di soppressione graduale del sostegno. colarmente compatte ed efficienti, la cui re. In funzione della scelta termica, è poi prattutto per i motori alternativi che genera- Il meccanismo d’incentivazione principale è quello introduzione nel processo produttivo possibile determinare l’output elettrico il no vibrazioni pulsanti a bassa frequenza fa- dei cosiddetti titoli di efficienza energetica aziendale risulta essere poco invasiva e quale può essere insufficiente o esuberante stidiose per eventuali nuclei abitativi vicini o certificati bianchi, varati per tutte le iniziative premiante, soprattutto laddove sia neces- a coprire il fabbisogno. Di conseguenza, se e che possono richiedere onerosi interventi di risparmio energetico. saria una produzione di calore a bassa insufficiente, è il parallelo con la rete elet- di insonorizzazione. temperatura.6 7
  • 6. GUIDA ALLA MICRO-COGENERAZIONE A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O TIPOLOGIE DI COGENERAZIONE Per quanto riguarda la microcogenerazione in Esistono tre tipologie motoristiche base e I settori applicativi in cui la tecnologia ambito industriale, essa è già disponibile ed consolidate, per la cogenerazione: della micro-cogenerazione si colloca applicabile grazie alla standardizzazione del- 1. motori a combustione interna; idealmente con le esigenze energetiche le taglie di potenza, con modelli estremamen- 2. turbine a vapore; delle utenze sono il terziario, la piccola te affidabili e di limitato ingombro da tempo 3. turbine a gas. e la media industria e il settore disponibili sul mercato. Le applicazioni tipi- residenziale. che prevedono soprattutto utenze elettriche La scelta ottimale della tecnologia è fun- che richiedono una contemporanea produzio- zione del rapporto elettricità/calore del-A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O Di particolare rilevanza è lo sviluppo di tale ne di acqua calda ad uso riscaldamento am- l’utente, della taglia dell’impianto e del li- tecnologia nel campo delle utenze civili. In- bientale od ancor meglio produttivo. L’ambito vello di temperatura richiesto dall’utenza fatti, se si considera l’applicazione della mi- può essere quanto mai vario, dall’utilizzo di calore. crocogenerazione nell’ambito domestico, si acqua calda per processi di decapaggio a fi- può pensare di sostituire le caldaie a gas na- nalità di riscaldo o pre-riscaldo prodotto/mac- 1. Motore a combustione interna. turale con sistemi che abbiano le stesse ca- chinario nell’industria alimentare e/o chimica. Rappresenta la più semplice e standardiz- ratteristiche di sicurezza e semplicità d’uso e La foto sottostante rappresenta gli ingombri di zata delle soluzioni ipotizzabili, con taglie d’installazione, ma che abbiano la caratteri- stica di realizzare la coproduzione di elettri- Vantaggi: cità e calore in modo “intelligente”, vale a • rapidità di installazione; dire recuperando sempre integralmente il ca- • semplicità costruttiva; lore e concentrando la produzione elettrica • disponibilità a frequenti avviamenti ed ar- nelle ore in cui il prezzo è più elevato. resti; A titolo di esempio, è da segnalare la di- • buona attitudine a seguire le variazioni sponibilità sul mercato di un cogeneratore di carico; domestico di bassissimo impatto sonoro ed • elevati rendimenti elettrici, anche a po- ambientale, tenze di targa piccole; della potenza impianto per un utilizzo in parallelo di tre elettriche disponibili da 40 a 8.000 kW. • limitato costo unitario per kW installato. elettrica di microturbine a gas di tale tipologia, destina- Questi i dati fondamentali di un impianto Svantaggi: 1,2 kW e 8 te alla produzione di acqua calda per il con- cogenerativo: • alto costo di manutenzione; kW termici, dizionamento di un edificio industriale. Rendimento elettrico: 30÷50%. • vibrazioni e rumore; perfettamente In prospettiva, l’attuazione della direttiva Rendimento recupero termico: 30÷45%. • parte consistente del calore cogenerato a integrabile in comunitaria 2004/8 consentirà di fare no- Rendimento complessivo: 65÷85%. bassa temperatura (<100° C). una cucina tevoli passi in avanti in termini di incenti- Rapporto produzione domestica, vazione della micro-cogenerazione, soprat- termica/elettrica: 0,5÷1,0. 2. Turbina a vapore come si può tutto grazie ad una auspicata semplificazio- Combustibili: gas naturale, GPL, gasolio. In questo caso si produce vapore con una notare nella ne sotto l’aspetto burocratico, tecnico e Costi installazione: 700÷1000 €/kW. caldaia esterna; tale vapore viene espanso in foto a fianco. normativo delle pratiche autorizzative. Costi manutenzione: 0,012÷0,016 €/kWh. turbina per la produzione elettrica e a valle8 9
  • 7. GUIDA ALLA MICRO-COGENERAZIONE A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O LE MICRO-TURBINE A GAS PER LA COGENERAZIONE della stessa o in punti intermedi viene “spil- recupero termico cogenerativo, con il van- Nell’ambito della micro-cogenera- lato” vapore per le necessità di processo. taggio della concentrazione del calore recu- zione con turbina a gas, importan- Taglie elettriche disponibili: 500-200.000 kW. perabile in un’unica vena fluida. za sempre maggiore stanno assu- Rendimento elettrico: 10÷35%. Taglie elettriche disponibili: 30-100.000 kW. mendo le cosiddette microturbine Rendimento recupero termico: 60÷75%. Rendimento elettrico: 20÷38%. a gas a cogenerazione integrata, di Rendimento complessivo: 75÷90%. Rendimento recupero termico: 35÷50%. taglia compresa tra i 30 ed i 200 Rapporto produzione Rendimento complessivo: 70÷85%. kW. Queste nuove microturbine termica/elettrica: 0,1÷1 e oltre. Rapporto produzione prevedono le seguenti importantiA M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O Combustibili: gas, gasolio, olio combustibile, termica/elettrica: 0,2÷0,8. innovazioni di macchina: cherosene, gas da impianto di gassificazione, Combustibili: sostanzialmente gas naturale. • Turbomacchina ad espansione carbone, rifiuti ecc. Può essere efficacemente Costi installazione: 500÷1800 € /kW. radiale anziché assiale. utilizzato anche calore di scarto a media/alta Costi manutenzione: 0,006÷0,009 € /kWh. • Basso rapporto di compressore temperatura di esercizio. Temperatura fumi: 400-550 °C. e ciclo rigenerativo. Oneri di installazione: 1.500÷3.000 € /kW. Vantaggi: • Eliminazione del riduttore per Oneri di manutenzione: 0,002÷0,006 € /kWh. • rapidità di installazione; alternatore. Vantaggi: • spazi ridotti per la macchina operatrice; • Generazione in conversione • possibilità di utilizzare combustibili non • semplicità operativa; statica di frequenza. pregiati; • energia termica disponibile ad alta tem- La taglia particolarmente ridotta, il limitato Per facilitare la scelta della soluzione più • estrema affidabilità; peratura; ingombro e l’elevata affidabilità di questa adatta alle specifiche esigenze della singola • efficienza globale più elevata; • possibilità di operare in postcombustione. tipologia di macchina la rendono partico- impresa, la figura 3 riporta alcune combina- • disponibilità a variare il rapporto termi- Svantaggi: larmente apprezzata in soluzioni cogene- zioni di potenza, rendimento e dimensione co/elettrico. • rendimento ridotto a carichi parziali; rative di tipo civile od utilizzo servizi-uffi- attualmente disponibili sul mercato. Svantaggi: • sensibilità alle variazioni di temperatura ci, laddove non sia necessaria una elevata Come si nota, il limitato ingombro ed il pe- • basso indice energetico e basso rendimen- e pressione esterne; temperatura del fluido caldo. so ridotto rendono questa filosofia cogene- to elettrico; • non disponibilità a frequenti avviamenti L’immagine ben rappresenta i limitati in- rativa particolarmente interessante, qualo- • rendimento ridotto a carichi parziali; ed arresti; gombri e la tipologia poco invasiva di un ra l’elemento spazio diventi una delle va- • complessità di gestione; • tempi di realizzazione. impianto a micro-turbina a gas. riabili critiche dell’impianto. • sensibilità alle variazioni di carico termico. FIGURA 3 - CONFIGURAZIONI DI MICRO-TURBINA A GAS 3. Turbina a gas Configurazione Potenza (kW) Rendimento elettrico netto % Peso (kg) Ingombri (lunghezza x larghezza x altezza – mm) In questa macchina viene compressa aria Ipotesi #1 30 25 405 1.515 x 762 x 1.943 esterna ad alta pressione e in essa bruciato il Ipotesi #2 60 28 1.250 1.956 x 762 x 2.764 combustibile che viene poi a valle espanso Ipotesi #3 80 28 1.930 3.100 x 876 x 1.922 in una turbina integrata sul medesimo asse Ipotesi #4 100 29 2.040 3.000 x 840 x 2.110 del compressore per la produzione di elettri- Ipotesi #5 100 30 2.000 2.900 x 840 x 1.920 Ipotesi #6 200 33 n.d. n.d. cità. A valle dell’espansione viene effettuato il10 11
  • 8. CONCLUSIONI La micro-cogenerazione distribuita è un hanno le caratteristiche idonee un im- processo energetico ormai consolidato, portante strumento di risparmio ed otti- in grado di fornire alle aziende che ne mizzazione energetica.A M B I E N T E E R I S PA R M I O E N E R G E T I C O Dal punto di vista economico, se corret- tamente dimensionata, la cogenerazione può garantire risparmi importanti, sia per l’azienda che la implementa con succes- so, sia per il Paese, portando un contri- buto di efficienza al sistema produttivo più che mai prezioso per il mantenimen- to di una posizione di competitività di prodotto e di processo nel contesto dei mercati internazionali, nel medio e lun- go periodo.12