ENERGIA & AMBIENTERisparmio di energia da fonti rinnovabili:

le opportunità nel Friuli Collinare

Giovedì 11 dicembre 2008

Alcune proposte progettuali di interesse comprensoriale

Gioacchino Nardin, Patrizia Simeoni, Alessandro Mattiussi

Centro Interdipartimentale per la Formazione e la Ricerca Ambientale (CIFRA)

Università di Udine

Finalità dell’indagine

• Fornitura energetica delle vicine utenze industriali totalmente derivante dafonte rinnovabile.

• Benefici ambientali derivanti dal bilancio di emissione di CO2.

• Arricchimento del territorio.

• Garanzia della continuità di fornitura dell'energia

Oltre alle soluzioni “standard”, l’obiettivo di questo studio è stato quello di proporre opzioni/progetti di risparmio energetico “di sistema”, di taglia rilevante e soprattutto non immediatamente palesi.

Metodologia utilizzataAnalisi

della domanda

Localizzazioneimpianto

Scelta impianto - taglia

Simulazione di funzionamento

PianificazioneEnergetica-Rurale

Analisidell’offerta

Analisi di sensitività

Analisi economica e finanziaria

Bilancio Energetico ed Ambientale

VAN

-800.000

-600.000

-400.000

-200.000

0

200.000

400.000

600.000

800.000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

anni

€

Sintesi delle proposte

Impianto di trigenerazione con teleriscaldamento

Recuperi energetici

Impianto alimentato a bio-

olio

Impianti idroelettrici di piccola taglia (“mini-idro”)

Impianto di digestione anaerobica

Soluzioni “di sistema”

Impianti fotovoltaici

Soluzioni singole

1. Soluzioni singole: recuperi energetici

Recupero energetico degli scarti di lavorazione del legno:

Tecnologie cogenerative ORC: soluzione ottimale (tecnicamente edeconomicamente) per aziende dotate di impianti termici a scarti legnosidi almeno 4MW, con tempi di ritorno dall’investimento di circa 6 anni.

Recupero energetico dai fumi dei processi elettrosiderurgici:

Il contenuto energetico residuo dei fumi in uscita da impianti a forno elettrico ad arco è superiore al 20% del totale: l’utilizzo di ORC consente di recuperare parte di questo consistente valore per produrre energia elettrica e termica

Ciclo ORC

2. Soluzioni singole: impianti fotovoltaici

• Vantaggi principali:– Installabili praticamente ovunque– Manutenzione limitata– Elevati livelli di affidabilità– Limitati tempi di installazione

• Limiti– Elevato investimento richiesto– Produttività dipendente dalla disponibilità di radiazione solare– Convenienza economica vincolata a incentivi statali (es: Conto Energia)

P > 20 kWpSilicio Policristallino: 6'450 €/kWp Silicio Monocristallino: 6'500 €/kWpSilicio Policristallino High Power: 6'550 €/kWpSilicio Amorfo: 5'900 €/kWp

3 < P < 20 kWpSilicio Policristallino: 6'500 €/kWp Silicio Monocristallino: 6'550 €/kWpSilicio Policristallino High Power: 6'700 €/kWpSilicio Amorfo: 6'100 €/kWp

1 < P < 3kWpSilicio Policristallino: 6'550 €/kWp Silicio Monocristallino: 6'600 €/kWpSilicio Policristallino High Power: 6'800 €/kWpSilicio Amorfo: 6'200 €/kWp

Il “Conto Energia”Costi di installazione degli impianti FV

Oggetto dell’indagine: installazione di impianti fotovoltaici

3. Soluzioni singole: Impianti “Mini-Idro”

Oggetto dell’indagine: sfruttamento energetico dei canali irrigui tramite impianti idroelettrici di piccola taglia

Vantaggi principali1. Elevata affidabilità ed efficienza2. Riduzione delle opere civili3. Basso impatto sul territorio

450.000350.00095 kWLedraS. Vito

125.00080.00025 kWRisorg. Cornino

160.0002.250.00050 kWAllevamentiForgaria

750.0001.320.000150 kWCornoRive

D'Arcano

650.000900.000170 kWLedra S. Daniele

205.000220.00045 kWCanaleDignano

235.000295.00045 kWLedraBuja

350.000340.00065 kWLedraOsoppo

Energia kWh -Anno

Costi di realizzazionePotenzaRisorsa

Limiti1. Conflitti nell’uso dell’acqua2. Incertezza dei dati di portata3. Danneggiamenti alla fauna ittica

3. Soluzioni singole: Impianti “Mini-Idro”Oggetto dell’indagine: recupero della stazione di pompaggio

(San Daniele)

Soluzione 1: Coclea idraulica Soluzione 2: Ruote idrauliche in serie

4. Soluzioni “di sistema”: Impianto di digestione anaerobica

1a fase: Stima dell’offerta: scarti di macellazione del distretto di San Daniele N.ro

Identificativo prosciuttifici

o

Produzione Annua

(n.ro cosce)

Produzione annua con osso (n.ro

cosce)

Produzione annua

disossato (n.ro cosce)

Tipologia Prodotto

Produzione scarti annua

(Kg)

2 122.870 122.870no

disosso 38.400

4109.571 109.571

no disosso 32.400

10 223.403 145.212 78.191 disosso 156.000

12134.623 134.623

no disosso 38.400

16 7.264 4.722 2.542 disosso 4.80018 3.705 2.408 1.297 disosso 2.88022 63.960 41.574 22.386 disosso 50.400

2348.293 48.293

no disosso 10.200

2437.468 37.468

no disosso 8.400

27 59.689 38.798 20.891 disosso 45.0001 213.240 191.916 21.324 disosso 86.4473 227.343 204.609 22.734 disosso 92.1655 258.283 232.455 25.828 disosso 104.7086 27.231 27.231 no disosso 8.0767 116.588 104.929 11.659 disosso 47.2658 10.800 10.800 no disosso 3.2049 21.770 19.593 2.177 disosso 8.82613 120.342 108.308 12.034 disosso 48.78714 9.453 9.453 no disosso 2.80815 246.107 221.496 24.611 disosso 99.77217 13.052 11.747 1.305 disosso 5.29119 22.706 20.435 2.271 disosso 9.20521 158.239 142.415 15.824 disosso 64.15025 10.878 9.790 1.088 disosso 4.41026 97.460 87.714 9.746 disosso 39.510

TOTALE 2.364.338 2.088.430 54.844 1.011.504

Quantitativo non sufficiente – in prima analisi –per giustificare l’investimento!

4. Soluzioni “di sistema”: Impianto di digestione anaerobica

1a fase: Stima dell’offerta: potenziale biogas producibile dai reflui zootecnici

Bovini e bufalini SuiniAvicoli (pollina)

2a fase: Localizzazione dell’impianto

435006143674897COMUNITA’ COLLINARE

05114Treppo Grande

1680003116406San Vito di Fagagna

64002238San Daniele del Friuli

0265310Rive d'Arcano

0093Ragogna

0048Osoppo

03213Moruzzo

00537Majano

07159Forgaria nel Friuli

20000094Flaibano

210002743913Fagagna

0100113Dignano

35000508408Coseano

18500052756Colloredo di M. A.

0489Cassacco

6000172132Buia

AvicoliSuiniBoviniComune

4. Soluzioni “di sistema”: Impianto di digestione anaerobica

4. Impianto di digestione anaerobica3a fase: Scelta e dimensionamento preliminare dell’impianto a biogas

Caratteristiche tecniche

-Tipologia di impianto: digestore anaerobico accoppiato a motore cogenerativo endotermico

-Potenza: 1,5 MW

-Funzionamento annuale: 7500 h/anno

Bilancio economico-Investimento totale: ≈ 3.000.000 €-Ricavi annuali: 570.000 €-Costi annuali: 67.500 €-Flussi di cassa: 502.500 €-Pay-back semplice: 5,5 anni

Fermentatori

Vasca di raccolta/miscelazione

Gruppi motori e

post trattamento

5. Soluzioni “di sistema”: Impianto a bio-olio vegetale

Azienda di prodotti dolciari

Conservazione prodotti caseari

Essiccatoio

Costruenda zona

artigianale

Cabina di Trasformazione

Localizzazione: comune di Fagagna

STEP 1: costruzione di un impianto di produzionedi energia elettrica alimentata ad olio di originevegetale.

STEP 2: costruzione di una rete di teleriscalda-mento /teleraffrescamento per lo sfruttamento dellecode termiche della centrale (raffreddamentomotori e calore sensibile dei fumi).

STEP 3: organizzazione di una filiera agro-industriale per la produzione in loco del biolio.

5. Soluzioni “di sistema”: Impianto a bio-olio vegetale

L’impiantoDue motori endotermici Pe1 = 2,6 MWe; Pe2 =1,5 MWe

Produzione di energia elettrica: 32.000 MWh/anno

Produzione di energia termica utilizzabile: 23.048 MWh/anno

Consumo specifico di olio : 218 kg/kWh

Consumo di olio totale: 8.353 m3/anno

%21,39100, =⋅⋅

=ic

nelel HG

Pη

%28,55100,, =⋅

⋅=

ic

ttertter HG

Pη

Olio vegetale

Controllo

Stoccaggio

Motori endotermici

Aria

Gasolio

Scambiatore a piastreAcqua

Energia termica

Caldaia a recupero

Urea

Fumi

Sistema riduzione NOx

Controllo emissioni

camino Fumi depurati

Alternatore

Energia elettricaEnergia elettrica

Trasformatore

acqua

Acqua calda

Legenda

Materie prime ed ausiliarie

Sottoprodotti

Prodotti

Legenda

Materie prime ed ausiliarie

Sottoprodotti

Prodotti

5. Soluzioni “di sistema”: Impianto a bio-olio vegetale

L’impianto: schema a blocchi

5. Soluzioni “di sistema”: Impianto a bio-olio vegetale

L’impianto: l’edificio

5. Soluzioni “di sistema”: Impianto a bio-olio vegetale

L’impianto: il lay-out

5. Soluzioni “di sistema”: Impianto a bio-olio vegetale

L’impianto: i serbatoi

Fr[Hz] 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 dB 65,1 61,8 59,8 54,4 52,9 54,1 52,8 47,6 32,9

5. Soluzioni “di sistema”: Impianto a bio-olio vegetale

sigl

a

unita

à di

mis

ura

Valo

re li

mite

emis

sion

i tot

ali (

t ann

o-1)

Valo

ri de

ll' im

pian

to

Dis

tanz

a da

l lim

ite (%

)

Polveri totali PM mg m-3 30 0,40 2 93Ossidi di azoto espressi come biossido di azoto NO2 mg m-3 400 49,8 250 38Monossido di Carbonio CO mg m-3 650 25,9 130 80

L’impianto: le emissioni

6. Soluzioni “di sistema”: Impianto di Trigenerazione con

teleriscaldamentoLocalizzazione: comune di San Daniele

Possibilità di intercettare la domanda contemporanea di:

Consumi energetici mensili dell'Ospedale di San Daniele

0

300.000600.000

900.000

1.200.0001.500.000

1.800.000

Genna

ioFeb

braio

Marzo

Aprile

Maggio

Giugno

Lugli

oAgo

stoSett

embre

Ottobre

Novem

breDice

mbre

Consumi termici [kWh] Consumi elettrici [kWh]

2. Utenza ospedaliera – Ospedale di rete per Acuti

3. Altre utenze comunali o civili

0

2.000.000

4.000.000

6.000.000

8.000.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 25 26 27

Consumi energetici annuali nel "Distretto del Prosciutto"

Consumi elettrici [kWh] ConsumiTermici [KWh]

1. Utenze industriali – Prosciuttifici del Distretto

5. Soluzioni “di sistema”: Impianto di Trigenerazione con

teleriscaldamento

Prosciuttifici

Ospedale Civile

Rete di teleriscaldamento

23.500tCO2/a

Effetto serra evitato

≈ 5,5 anniPay-back semplice

≈ 2,5 M€/aRisparmio medio

≈ 13,5 M€Costo totale

86%Rendimento globale

7-8 MWPotenza stimata

Sintesi degli interventi proposti

23.507181513,58610,2517,54Trigenerazione Trigenerazione

con con teleriscaldamentoteleriscaldamento

15.27030204,080,956,5911,44BioBio--olio con olio con teleriscaldamentoteleriscaldamento

1.92720102,939-1,25Digestore Digestore AnaerobicoAnaerobico

3213,5201,210-0,21Solare FVSolare FV

79212301,773-0,51MiniMini--idroidro

Effetto serra

evitato [tCO2eq/

anno]

Tempo realizz. [mesi]

Vita utile

[anni]

Costo totale

[milioni di €]

η energ. globale

[%]

Copertura

termica [%]

Copertura elettrica

[%]

ENERGIA & AMBIENTERisparmio di energia da fonti rinnovabili:

le opportunità nel Friuli Collinare

Giovedì 11 dicembre 2008

Grazie per l’attenzione

Centro Interdipartimentale per la Formazione e la Ricerca Ambientale (CIFRA)

Università di Udine

gioacchino.nardin@uniud.ittel. 0432-558011