ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI 16 - 17 GENNAIO 2013

1. MUNDUS ENERGISAVE GAL MERIDAUNIA ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI 16 - 17 GENNAIO 2013 In collaborazione con

2. MUNDUS ENERGISAVE • Promotore tecnologie ed impianti di cogenerazione a fonte rinnovabile • Rappresentante x mercato Italiano della società Biomass Power LTD • Produttore impianti di cogenerazione a fonti rinnovabili e RSU • Promotore tecnologia ed impianti di cogenerazione ORC • Agente x mercato Italiano della società GE - GENERAL ELECTRIC • Specialisti in automazione industriale

3. A) LE FONTI RINNOVABILI B) LA POLLINA : OPPORTUNITA’

4. LE FONTI RINNOVABILI Vengono definite FER, cioè Fonti di Energia Rinnovabile, secondo il D. Lgs. n. 387 del 2003 “…..la fonte eolica, solare, geotermica, del moto ondoso, mare-motrice e idraulica. Sono altresì considerate fonti rinnovabili le biomasse, i gas di discarica, i gas residuati dai processi di depurazione ed il biogas. etc. etc. “ I materiali in cui siamo tutti interessati sono : LE BIOMASSE Biomassa è un termine che riunisce una gran parte dei materiali, di natura estremamente eterogenea, ma si può dire che è biomassa tutto ciò che è a matrice organica, con esclusione ovviamente delle sostanza di derivazione fossile. La biomassa è la forma più sofisticata di accumulo dell’energia solare. Essa infatti consente alle piante di convertire CO2 atmosferica in materia organica, tramite il processo della fotosintesi, durante la loro crescita.

5. LE BIOMASSE • Le biomasse sono combustibili definiti a CO2 neutro perché si considera che, durante il loro ciclo di vita le piante hanno contribuito alla purificazione dell’aria assorbendo CO2 e quindi, il loro bilancio è zero. • Il risparmio di CO2 emessa per impianto, paragonata con la produzione di pari energia utilizzando combustibili fossili. Ad esempio, un impianto da 200 KWe genera un risparmio di emissioni di circa 1.200 tonnellate / anno !! • Le biomasse utilizzabili direttamente come combustibili ai fini energetici possono essere costituite da una vasta gamma di materiali reperibili e presenti nelle comuni attività agricole, oltre a piante espressamente coltivate per lo scopo, definite “colture energetiche”. • Le biomasse trasformabili efficientemente in energia sono tutti i prodotti ed i residui cellulosici e legnosi in cui il rapporto C/N abbia valori superiori a 30 ed il contenuto di umidità non superi il 30%.

6. Combustibili base biomassa • Le più importanti tipologie di biomassa utilizzabile negli impianti, come riportato nella tabella 1.A Punto 2 e 3 del decreto sono : • 2. Sottoprodotti provenienti da attività agricola, di allevamento, dalla gestione del verde e da attività forestale • effluenti zootecnici • paglia • pula • stocchi • fieni e trucioli da lettiera • residui di campo delle aziende agricole • sottoprodotti derivati dall’espianto • sottoprodotti derivanti dalla lavorazione dei prodotti forestali • sottoprodotti derivati dalla gestione del bosco • potature, ramaglie e residui della gestione del verde pubblico e privato • 3. Sottoprodotti provenienti da attività alimentari ed agroindustriali • sottoprodotti della trasformazione del pomodoro (buccette, bacche fuori misura) • sottoprodotti della trasformazione delle olive (sanse, acque vegetazione, etc.) • sottoprodotti della lavorazione dell’uva (vinacce, raspi, etc.) • etc. etc. etc.

7. LA POLLINA Come visto nelle slide precedenti, anche la pollina viene classificata come “biomassa” utilizzabile per gli impianti a fonti rinnovabili. La pollina, una volta trattata, è caratterizzata da un buon potere calorifico (valutabile mediamente in 2.500 kcal/kg) e costituisce un materiale energeticamente valorizzabile, mediante processo di conversione termochimica : grazie all’azione del calore, si innescano delle reazioni chimiche che trasformano la materia in energia. Quindi : LA POLLINA E’ OGGI UN PROBLEMA CHE PUO’ DIVENTARE UNA OPPORTUNITA’

8. QUADRO NORMATIVO POLLINA QUADRO NORMATIVO POLLINA Riassunto dei riferimenti normativi relativi alla pollina Il testo fondamentale in tema di energia da fonti rinnovabili è il D. Lgs. 387 del 29/12/2003 che contiene disposizioni per l’incentivazione all’uso delle stesse imponendo obiettivi nazionali in merito. L’art. 5 si occupa nello specifico di valorizzazione energetica delle biomasse e del biogas e l’art. 12 dispone che gli impianti alimentati ad energia rinnovabile sono soggetti ad Autorizzazione Unica di emanazione della Regione o provincia delegata. Le opere sono da considerarsi di pubblica utilità, indifferibili ed urgenti. Resta salva la competenza dei VV.FF. sulle procedure di prevenzione incendi. Viene stabilito il tempo massimo di 90 giorni per la conclusione del procedimento al netto dei tempi dell’eventuale procedura di VIA o assoggettabilità. La tabella allegata al decreto (introdotta dalla finanziaria 2007, Legge 244 del 24/12/2007) indica le soglie di impianto sotto le quali si esula dal procedimento di autorizzazione unica e si rientra nel campo della procedura semplificata con Denuncia di Inizio Attività. Il comma 7 dell’art. 12 del 387/2003 prevede espressamente che gli impianti da fonti rinnovabili possono essere ubicati anche in zone agricole. Il D. Lgs. 387/2003 è stato modificato dalla Legge 99 del 23/7/2009 e dal D. Lgs. 28 del 3/3/2011. Il provvedimento applicativo del D. Lgs. 387/2003 è il DM 10/9/2010 che contiene in allegato le linee guida per l’autorizzazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili, nonché le linee guida tecniche per gli impianti stessi. Le parti più rilevanti dell’Allegato sono la seconda e la terza che definiscono il regime giuridico delle autorizzazioni e disciplinano il procedimento unico. In particolare vengono meglio precisati gli interventi soggetti ad autorizzazione unica, quelli soggetti a DIA e quelli a sola comunicazione. Vengono anche definiti i contenuti minimi dell’istanza per l’autorizzazione unica. Inoltre è descritto l’iter di svolgimento del procedimento con la scansione temporale delle varie fasi ed i contenuti dell’autorizzazione unica. Di assoluto rilievo è l’Allegato 1 che contiene l’elenco indicativo degli atti di assenso che confluiscono nel procedimento unico.

9. QUADRO NORMATIVO POLLINA • I punti essenziali quindi sono : • Gli impianti alimentati ad energia rinnovabile sono soggetti ad Autorizzazione Unica di emanazione della Regione o provincia delegata. • Viene stabilito il tempo massimo di 90 giorni per la conclusione del procedimento al netto dei tempi dell’eventuale procedura di VIA o assoggettabilità. • Le soglie di impianto sotto le quali si esula dal procedimento di autorizzazione unica e si rientra nel campo della procedura semplificata con Denuncia di Inizio Attività, presso il Comune dove è ubicato l’impianto : • Impianti fino a 200 kWe equivalente a 1 MWt • impianti da fonti rinnovabili possono essere ubicati anche in zone agricole.

10. IMPIANTI A POLLINA • Quantitativi pollina necessari per alimentare un impianto : • 200 kWe = 1 MWt = circa 348 Kg/h = 2.800 t/anno • 300 kWe = 2 MWt = circa 770 Kg/h = 6.160 t/anno • Il peso è considerato relativo ad un PCI di 10,35 MJ/Kg equivalenti a 2.470 kcal/Kg ed una umidità di circa il 35%. • Secondo un quadro approssimativo, queste quantità sono riferibili ad allevamenti con i seguenti capi :

11. IMPIANTI A BIOMASSE • Quantitativi biomassa legnosa o equivalente necessari per alimentare un impianto : • 200 kWe = 1 MWt = circa 257 Kg/h = 2.056 t/anno • 300 kWe = 2 MWt = circa 515 Kg/h = 4.120 t/anno • Il peso è considerato relativo ad un PCI di 14 MJ/Kg equivalente a 3.343 kcal/Kg ed una umidità di circa il 35%.

12. conversione energetica BIOMASSE ASPETTI TECNICI

13. conversione energetica BIOMASSE • Le tecnologie attualmente disponibili per questa tipologia di conversione energetica sono schematizzate di seguito e comprendono : • Combustione diretta; • Gassificazione; • Pirolisi; • Carbonizzazione.

14. SCHEMA DI FLUSSO DELL’IMPIANTO

15. CARATTERISTICHE TECNICHE IMPIANTO • La fornitura comprende : • A - PARTE TERMICA • Sistema di carico combustibile molto flessibile • Meccanismo per alimentazione combustibile robusto e affidabile • Combustore a griglia mobile, a doppia camera • Camera Primaria di gassificazione e Camera Secondaria • Sistema espulsione automatica ceneri • Generatore di vapore a 30 bar • Sistema trattamento fumi, con ciclone e filtro a maniche, completo di accessori • Sistema iniezione calce, controllata da PLC centralizzato • Camino ( altezza in funzione di stabili circostanti ) • Sistema centralizzato per il controllo del sistema completo • Tubazioni di collegamento fra le unità

16. CARATTERISTICHE TECNICHE IMPIANTO • La fornitura comprende : • B - PARTE COGENERATIVA • Turbina a vapore da 60 kWe (120 kWe – Combi 300 Plus) • Gruppo ORC General Electric Mod. WHG 125/140 • Torre evaporativa • Sistema centralizzato per il controllo del sistema completo

17. MUNDUS ENERGISAVE SISTEMA COMBI PLUS - 200 SISTEMA COMBI PLUS - 300

18. SCHEMA INDICATIVO IMPIANTO 200 KWe

19. CARATTERISTICHE TECNICHE IMPIANTO Caratteristiche di Progetto Impianto 200 kWe

20. SCHEMA INDICATIVO IMPIANTO 300 KWe

21. CARATTERISTICHE TECNICHE IMPIANTO Caratteristiche di Progetto Impianto 300 kWe

22. IL GASSIFICATORE - La TECNOLOGIA BPL La tecnologia che adottiamo è definita “gassificazione assistita”. I gassificatori, rispetto ai sistemi di termovalorizzazione più tradizionali, sfruttano la combustione in carenza di ossigeno (condizione sub-stechiometrica) del combustibile in una camera, denominata “camera primaria”, per produrre un gas combustibile caldo, il cui potere calorifico deriva, sostanzialmente, dalla presenza di monossido di carbonio; l’utilizzo energetico del gas combustibile così prodotto, avviene successivamente in un altra area, denominata “camera secondaria”, dell’impianto di gassificazione con un sistema che si può considerare indipendente, viste le totali variazioni di condizioni chimico-fisiche del combustibile, a questo punto gassoso. Questa particolare configurazione consente di regolare al meglio le condizioni della combustione e quindi di ottimizzare il recupero energetico.

23. SCHEMA GASIFICAZIONE ASSISTITA

24. LA NOSTRA TECNOLOGIA Utilizziamoi sistemi più avanzati per la progettazione - Codice FLIC per il dimensionamento della griglia per la maggior resa di Gassificazione e combustione

25. LA NOSTRA TECNOLOGIA Utilizziamoi sistemi più avanzati per la progettazione - Programma di simulazione CFD per i flussi dei gas nelle camere di gassificazione e combustione -Computerised Fluid Dynamics (CFD)

26. PARTICOLARI IMPIANTO TERMICO Griglia mobile Camera Primaria Aspetto esterno Combustore Sezione Camera Primaria e Camera Secondaria

27. GRUPPO COGENERAZIONE PROGECO SCHEMA DI FLUSSO

28. GRUPPO COGENERAZIONE ge - PROGECO L’espansore di vapore sfrutta le ottime prestazioni termodinamiche del vapore a temperature che vanno dai 150°C in su, poiché sale velocemente di pressione con modesti aumenti di temperatura, (ad esempio a 150°C ha una pressione di 5 bar, a 200°C di 15 bar e a 240°C di 30 bar). Espandendo quindi il vapore in questi campi di pressione (>5 bar) l’espansore produce quantità di energia interessanti facendo passare volumi di vapore abbastanza contenuti, dotati di alta energia specifica (KJ/Kg). Questo rende l’espansore stesso compatto ed economico. L’espansore proposto è costituito da una piccola turbina monostadio ad azione accoppiata ad un generatore a magneti permanenti. L’espansore è dimensionato per una portata nominale di vapore pari a 1650Kg/h, per l’unità da 200 kWe e di circa 3.000 Kg/h per l’unità da 300 kWe, che è sufficiente poi al funzionamento di 1 modulo ORC – GE Clean Cycle posto a valle, per il 200 kWe e di 2 moduli per il 300 kWe. Dati tecnici dell’espansore di vapore: Portata vapore nominale Kg/h 1650 [200] e 3.000 [300] Pressione in ingresso 20 - 24 Bar Pressione in uscita 5 Bar Generatore tip a magneti permanenti con raddrizzatore e inverter Potenza elettrica resa 60 KWe [200] e 120 kWe [300] Tensione uscita inverter 380 V 50Hz Velocità circa 12000 g/min Accoppiamento diretto Rendimento 6,5%

29. GRUPPO COGENERAZIONE ge - PROGECO Al contrario il Ciclo Rankine Organico, grazie alla bassa temperatura di evaporazione del fluido, è adatto per temperature da 140°C in giù e non necessita del vuoto nel condensatore, perché a 20°C la tensione di vapore è circa 1,2bar a. Il ciclo ORC ha poi il grande vantaggio che, grazie alle proprietà termodinamiche dei fluidi organici, non presenta il rischio di condensazione in turbina, anzi il fluido esce più lontano dalla curva di saturazione di quando entra. Questo rende possibile l’utilizzo di turbine di piccole dimensioni ad alta velocità (che è il caso del Clean Cycle 125). Dati tecnici del gruppo ORC : Potenza Elettrica nominale lorda prodotta: 125 / 140 kW Potenza termica necessaria 940÷1000KW (in funzione delle condizioni di condensazione) (Vedi curve di prestazione) Temperatura sorgente termica necessaria 150°C Temperatura ambiente 0 °C ÷ 50 °C Tensione 400V 50 Hz Distorsione armonica totale < 5 % Rumore a 10m < 72 dBA Autoconsumi (17% secondo D.Lgs.) …… KW Rendimento 13,5% Considerando che il rendimento lordo dell’espansore è circa 6,5% e quello dell’ORC è circa il 13,5%, il rendimento lordo del ciclo combinato diventa superiore a 18%.

30. GRUPPO ORC COGENERAZIONE PROGECO

31. CONNESSIONE IN RETE NAZIONALE Impianti fino a 200 kW La delibera AEEG ARG/elt n. 99/08 disciplina le condizioni tecnico economiche per la connessione degli impianti di produzione. Per impianti con potenza minore o uguale a 100 kW è prevista la connessione in bassa tensione. Se invece la potenza è compresa tra 100 e 200 kW il gestore di rete può scegliere se connettere l'impianto in media o bassa tensione. Impianti oltre 200 kW Per impianti con potenza compresa tra 100 e 6000 kW la connessione avviene in media tensione. La delibera AEEG ARG/elt n. 99/08 e s.m.i., permette al gestore di connettere alla rete impianti di produzione ad un livello di tensione inferiore rispetto a quello previsto dalla loro potenza. NOTA : Dal 1° luglio 2012 le nuove domande di connessione e tutte le successive informazioni necessarie per la gestione dell’iter di connessione dovranno essere inviate esclusivamente attraverso la procedura on line. Pertanto a partire da tale data non saranno più ammesse le domande presentate attraverso le procedure tradizionali (i.e. cartacea, pec, consegna a mano).

32. LAY-OUT INDICATIVO IMPIANTO 200 KWe Ogni Cliente ha una sua particolare esigenza per la realizzazione del progetto, per esempio la possibilità che il potenziale Cliente abbia già identificato una costruzione o un’area, all’interno della sua azienda, ove installare l’impianto. Per questo motivo, le dimensioni dell’area necessaria per l’installazione sono indicative, e comunque sarà in genere necessario elaborare un lay-out personalizzato, calato nella realtà del Cliente e del sito prescelto per la realizzazione dell’impianto. Le dimensioni di massima si possono considerare le seguenti : Area chiusa : Larghezza 20 m Lunghezza 20 m Altezza (min.) 8 - 9 m Area esterna (a fianco del capannone) : Larghezza 6 - 7 m Lunghezza 20 m (Vedi lay-out indicativo nella pagina seguente)

33. LAY-OUT INDICATIVO IMPIANTO 200 KWe

34. LAY-OUT INDICATIVO IMPIANTO 300 KWe Ogni Cliente ha una sua particolare esigenza per la realizzazione del progetto, per esempio la possibilità che il potenziale Cliente abbia già identificato una costruzione o un’area, all’interno della sua azienda, ove installare l’impianto. Per questo motivo, le dimensioni dell’area necessaria per l’installazione sono indicative, e comunque sarà in genere necessario elaborare un lay-out personalizzato, calato nella realtà del Cliente e del sito prescelto per la realizzazione dell’impianto. Le dimensioni di massima si possono considerare le seguenti : Area chiusa : Larghezza 15 m Lunghezza 40 m Altezza (min.) 8 - 9 m Area esterna (a fianco del capannone) : Larghezza 10 m Lunghezza 20 m (Vedi lay-out indicativo nella pagina seguente)

35. LAY-OUT INDICATIVO IMPIANTO 300 KWe

36. LA MICRO-GENERAZIONE • Il potenziale per lo sviluppo di impianti per la micro-generazione di energia elettrica è oggi favorito da un quadro legislativo favorevole e da un quadro di incentivi molto interessante. • Una buona nicchia del mercato è oggi rappresentata da un sistema di generazione semplice, economico ed efficiente, a biomasse, per potenze dai 100 kWe fino ai 300 / 500 kWe.

37. Applicazioni • Aziende agricole • Centri residenziali • Costruzioni isolate • Industrie lavorazione del legno • Edifici pubblici / Scuole • Centri benessere • Autorità Locali

38. conversione energetica BIOMASSE ASPETTI ECONOMICI

39. Ricavi Potenziali • Ricavo da vendita energia elettrica • alla rete con tariffa incentivata, • secondo nuovo decreto. • Ricavo da vendita energia termica • Oppure economia spese riscaldamento allevamento o abitazioni.

40. BENEFICI ECONOMICI DECRETO RINNOVABILI ELETTRICHE • Questo Decreto, entrerà in vigore dal 1 Gennaio 2013. I valori degli incentivi sono applicabili agli impianti alimentati a biomasse e precisamente “tutti i prodotti di origine biologica di cui alla tabella 1 A, art. 8 - 4b”. • Altro punto fondamentale : la durata degli incentivi è estesa a 20 anni. • Gli incentivi sono riportati nelle tabelle nelle pagine seguenti. • Vendita di energia termica a edifici circostanti o utilizzo in un processo produttivo proprio o terzo

41. BENEFICI ECONOMICI DECRETO RINNOVABILI ELETTRICHE IMPIANTI DA 0 A 300 KWe IMPIANTI DA 300 A 1.000 KWe

42. BENEFICI ECONOMICI DECRETO RINNOVABILI ELETTRICHE IMPIANTI DA 0 A 300 KWe IMPIANTI DA 300 A 1.000 KWe

43. Ricavi Potenziali / Economie • Per un impianto da 200 kWe si avrebbe : • Energia Elettrica prodotta (lorda) = 200 kWe/h • Autoconsumo (17% - D.Lgs.) = 34 kWe/h • Energia Elettrica prodotta (netta) = 166 kWe/h • Energia Elettrica prodotta (netta) x anno = 1.328.000 kWhe/anno • Vendita Energia Elettrica a tariffa omnicomprensiva (minima) : • 1.328.000 x 0,287 €/kWh = 381.136,00 €/anno

44. Ricavi Potenziali / Economie • Per un impianto da 300 kWe si avrebbe : • Energia Elettrica prodotta (lorda) = 300 kWe/h • Autoconsumo (17% - D.Lgs.) = 51 kWe/h • Energia Elettrica prodotta (netta) = 249 kWe/h • Energia Elettrica prodotta (netta) x anno = 1.992.000 kWhe/anno • Vendita Energia Elettrica a tariffa omnicomprensiva (minima) : • 1.992.000 x 0,287 €/kWh = 571.704,00 €/anno

45. Investimenti IMPIANTI A POLLINA • Per un impianto da 200 kWe si avrebbe : • Circa € 1.210.000,00 • Per un impianto da 300 kWe si avrebbe : • Circa € 1.860.000,00

46. Investimenti IMPIANTI A BIOMASSE • Per un impianto da 200 kWe si avrebbe : • Circa € 1.110.000,00 • Per un impianto da 300 kWe si avrebbe : • Circa € 1.760.000,00

47. CONTO ECONOMICO - 200 kWe - POLLINA - Pag. 1

48. CONTO ECONOMICO - 200 kWe - POLLINA - Pag. 2

49. CONTO ECONOMICO - 300 kWe - POLLINA - Pag. 1

50. CONTO ECONOMICO - 300 kWe - POLLINA - Pag. 2