Cogenerazione biomassa

- Pompe di calore - Fluidi: range di temperature di lavoro - Acciaieria di Ori Martin - Caso studio: Heat e Cooling - Tecnologia multi-fuel: biomassa e scarti

Prospettive future: - Smart Grids - Sistemi energetici intelligenti - controllo efficiente dell'elettricità - Approvvigionamento energetico decentralizzato - Fonti di energia rinnovabile - Evitare i combustibili fossili - Minimizzare le emissioni di CO2

La società TBM Europe, con sede nei Paesi Bassi, sviluppa, costruisce e gestisce centrali di cogenerazione a biomassa dal 2013. Paesi Bassi: i perché della necessità di una nuova soluzione energetica I motivi sono due, entrambi legati al rischio ambientale. Il primo riguarda il cambiamento climatico, una problematica sempre più concreta considerando quanto il Paese sia esposto, per natura, al rischio di inondazioni marine. La seconda motivazione ha a che fare con i giacimenti di gas di Groninguenel, a nord del Paese. Lo sfruttamento di queste risorse genera cedimenti del terreno, al punto da aver indotto il Governo a disporne la chiusura graduale.

Come aggiornare i propri sistemi per il monitoraggio emissioni e accedere agli incentivi statali con PowerCEMS100 di SICK Spesso si è erroneamente portati a credere che solamente i più avanzati e digitalizzati sistemi per l’automazione di fabbrica possano accedere a super e iper-ammortamento, ma l’allegato A della Legge di Bilancio 2017 include, tra i dispositivi per l’Impresa 4.0, anche i sistemi per l’assicurazione della qualità e della sostenibilità. Tra questi compaiono: - i sistemi di monitoraggio in-process per assicurare e tracciare la qualità del processo produttivo e che consentono di qualificare i processi di produzione in maniera documentabile e connessa al sistema informativo di fabbrica - componenti, sistemi e soluzioni intelligenti per la gestione, l’utilizzo efficiente e il monitoraggio dei consumi energetici e idrici e per la riduzione delle emissioni - filtri e sistemi di trattamento e recupero di acqua, aria, olio, sostanze chimiche, polveri con sistemi di segnalazione dell’efficienza [...] I sistemi di analisi per il monitoraggio emissioni SME (monitoraggio in continuo) e SAE (analisi delle emissioni), oltre a quelli per il controllo di processo, possono usufruire dell’iper-ammortamento del 250% in quanto garantiscono la qualità e il controllo dei processi produttivi aumentando, al contempo, l’efficienza e la sostenibilità dell’impianto. Ma le agevolazioni non finiscono qui. Il Dm Ambiente del 14 aprile 2017, infatti, disciplina le condizioni di accesso all’incremento dell’incentivazione prevista dal decreto 6 luglio 2012 per la produzione di energia elettrica da impianti alimentati a biomasse e biogas. I sistemi di monitoraggio in continuo e i sistemi di analisi delle emissioni hanno diritto a un premio tariffario di 30€ per ogni MW prodotto (per impianti con potenza nominale >15MW), previa positiva verifica iniziale di idoneità e garantito il rispetto dei requisiti EN14181 (per SME) e UNI EN 15267/2009 (per SAE). Oggi più che mai è il momento di investire e di far avanzare i propri impianti a un nuovo livello di automazione e di intelligenza affidandosi alle soluzioni SICK, che dal 1956 realizza sistemi per il controllo delle emissioni e per la misura dei parametri di processo che consentono di ottimizzare gli impianti industriali. Nella sua vasta gamma di analizzatori gas, polverimetri e misuratori di portata sono presenti numerose tecnologie di misura (polveri con light scatter e gas con IR, UV, Laser, ZrO2, FTIR, fotometri a caldo, …) sia con versioni in situ che estrattive. Sistema di analisi modulare Accanto alle tradizionali soluzioni di analisi estrattive con fotometri a caldo richieste per processi con esigenza di misura di componenti, quali acidi e ammoniaca, e alle versioni più avanzate richieste per applicazioni più complesse, PowerCEMS100 di SICK è un sistema per la misura in continuo delle emissioni di impianti di combustione alimentati con combustibili fossili. Il sistema è conforme alle norme europee EN 15267 e EN 1481, ed è costituito da un analizzatore di gas GMS800 che lavora ad infrarossi per misurare CO, NO e O2. Completato con l’analizzatore UV DEFOR, il sistema può rilevare anche SO2, NO e NO2 senza necessità di un convertitore. Grazie alle certificazioni raggiunte, il sistema prevede un intervallo di manutenzione di 6 mesi, dando la possibilità di sfruttare l’impianto per lunghi periodi prima di un breve stop per il check del dispositivo. PowerCEMS100 viene gestito da una semplice unità di controllo BCU posta all’esterno del cabinet, la cui interfaccia è stata sviluppata anche in lingua italiana per facilitare il lavoro dell’operatore. Le dimensioni contenute del cabinet IP 54 rendono l’installazione possibile anche in qualsiasi contesto indoor, e può essere dotato di un sistema di condizionamento per operare in ambienti con temperatura superiore ai 40° C.

Analisi e valutazione della sostenibilità economica e ambientale degli impianti di generazione di calore ed elettricità che sfruttano la biomassa legnosa come combustibile, applicati al settore della serricoltura.

Il teleriscaldamento di Nova Levante (BZ) è una case history di successo: l’impianto tradizionale di sola produzione termica è stato trasformato in un impianto cogenerativo a pieno utilizzo del calore, anche estivo; un innovativo sistema di asciugatura del cippato di legno locale consente di aumentare il rendimento generale e ridurre al minimo possibile le emissioni; si produce inoltre cippato di legno di alta qualità destinato ai piccoli impianti termici dei dintorni.

• I moduli ORC Turboden possono soddisfare anche utenze termiche vapore • Conversione di utenti termici dal consumo stabile e continuo in utenti cogenerativi • Convenzioni con Pubblica Amministrazione per utilizzo residui da potature da verde pubblico • Normativa Sistemi Efficienti d’Utenza per centrali di cogenerazione a biomassa a servizio di utenti energivori • Trading di energia elettrica

Il progetto GAST del gruppo di Fisica Tecnica della Libera Università di Bolzano ha analizzato le prestazioni di impianti di cogenerazione da biomasse presenti in Alto Adige. Lo studio individua negli impianti di piccole dimensioni una soluzione energetica efficiente e conveniente, sia dal punto di vista economico che ambientale. L’Alto Adige è la provincia italiana con la più alta densità di impianti di cogenerazione - produzione combinata di elettricità e calore - da biomassa. In diverse zone della provincia di Bolzano, imprese e privati cittadini hanno deciso di investire su questa tecnologia. Attualmente, nel territorio altoatesino, sono in funzione più di 30 piccoli impianti che producono energia tramite la gassificazione di materiali legnosi, appositamente prodotti a fini energetici oppure derivanti dagli scarti della lavorazione del legno, come pellet, bricchetti o cippato. L’energia termica viene sfruttata per il teleriscaldamento, mentre quella elettrica - ricavata dalla combustione dei gas ottenuti dalla biomassa - è immessa in rete e rivenduta. Uno studio della Libera Università di Bolzano suggerisce che i piccoli impianti di gassificazione potrebbero essere una soluzione energetica alternativa cui ricorrere in ambito locale - soprattutto montano, per la disponibilità di biomassa legnosa - quando l’obiettivo è raggiungere alta efficienza energetica e minimizzare l’impatto ambientale in termini di emissioni di gas serra. La ricerca GAST – che sta per Gasification experiences in South Tyrol: energy and environmental assessment, ovvero Esperienze di gassificazione in Alto Adige: valutazione energetica e ambientale ndt. – è stato svolto dal 2013 al 2015 dall’équipe di ricercatori diretta dal prof. Marco Baratieri, responsabile del laboratorio “Bioenergy & Biofuels” e docente di Fisica Tecnica Industriale alla Facoltà di Scienze e Tecnologie. I ricercatori di unibz hanno misurato in scala reale - con gli impianti in condizione di esercizio - le prestazioni di alcuni impianti di cogenerazione rappresentativi, distinti tra di loro per dimensioni e produzione. Secondo i risultati delle misurazioni, i vantaggi che tale tecnologia presenta in impianti di piccole dimensioni consistono in un rendimento elettrico molto più alto, che raggiunge – e spesso supera – il 20%, rispetto al 10% degli impianti tradizionali a combustione. “In Alto Adige, abbiamo un’abbondante disponibilità di biomassa. La filiera, quindi, può essere corta. Il cippato, una possibile tipologia di combustibile per gli impianti di cogenerazione, non deve viaggiare per centinaia di chilometri prima di essere gassificato”, spiega Baratieri. Il docente individua negli impianti di piccole dimensioni la soluzione ideale per decentralizzare e rilocalizzare la produzione di energia nei centri abitati. “Idealmente, sfruttando questo tipo di tecnologia, ogni comune potrebbe produrre tutta l’energia che gli serve per scaldare gli edifici e fare funzionare le attività produttive”. La tecnologia degli impianti di cogenerazione a biomassa, pur vantaggiosa, presenta tuttavia anche alcuni svantaggi. Durante il processo di gassificazione si formano sostanze di scarto come i catrami (tar) e un residuo carbonioso simile alla carbonella (char). Il follow-up del progetto GAST prevede però una ricerca per ottimizzare il funzionamento degli impianti di cogenerazione. “Stiamo lavorando per sfruttare il char come catalizzatore per promuovere il cracking termico del catrame che ci permetterebbe di bruciare gas più pulito, aumentando l’efficienza complessiva delle macchine e abbattendo un costo. Attualmente, infatti, sia i catrami che il char vanno smaltiti”.

La biomassa è una risorsa distribuita sul territorio che può e deve essere valorizzata al meglio per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Il modo migliore per utilizzare la biomassa è in impianti cogenerativi di piccola taglia distribuiti sul territorio e possibilmente al servizio diretto di una o più utenze termiche ed elettriche. I moduli ORC Turboden, grazie alla elevata affidabilità e semplicità d'uso sono la soluzione per questa tipologia di impianti a partire da 1MW termico e 30

Il turbogeneratore utilizza l’olio diatermico ad alta temperatura per preriscaldare e vaporizzare un adatto fluido organico di lavoro nell’evaporatore. Il vapore organico espande nella turbina, che è direttamente collegata al generatore elettrico attraverso un giunto elastico. Il vapore passa attraverso il rigeneratore e in questo modo preriscalda il fluido organico. Il vapore viene poi condensato nel condensatore (raffreddato dall’ acqua di raffreddamento). Il liquido organico viene infine pompato nel rigeneratore e da qui nell’evaporatore, completando così la sequenza di operazioni nel circuito chiuso.

Le biomasse legnose in Italia: stima del potenziale energetico, come utilizzarlo al meglio: la cogenerazione. Nel 2019, le rinnovabili hanno fornito 10.6 MTEP, di cui 91% come consumo diretto e 9% come calore cogenerato, in gran parte distribuito mediante reti di teleriscaldamento. Nel corso della presentazione sarà illustrato anche il prototipo RSE per test in campo.

La cogenerazione a biomassa da cippato di legno di GLOCK ha il pregio di essere stata completamente sviluppata prima dell'inserimento nel mercato, e ad oggi risulta essere l'unica alternativa rinnovabile con performance garantite.

Il Gruppo GLOCK si occupa di obiettivi a lungo termine nel campo dell'approvvigionamento energetico al fine di plasmare migliorare attivamente il futuro. L'energia elettrica ecologica proveniente da fonti come acqua, sole, biomassa e vento. Durante l'intervento ad essere evidenziati i vantaggi dei clienti della GLOCK Ökoenergie GmbH che hanno fatto ricorso alla Cogeneratore -Gas dal legno calore e a centrali di teleriscaldamento arrivando sempre più a percorsi per l'autosufficienza energetica.