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Rese energetiche ed efficienze del sistema biogas
Stato dell’arte e prospettive
Castello dei Solaro, 21/02/2020
Ing. Marco Marchisone
NUMERI del CMA… e non solo
DECRETO DI RIFERIMENTO
70 % degli impianti CMA incentivati 0,28 €/kWh
30 % degli impianti CMA incentivati 0,236 – 0,233 €/kWh
POTENZA
Potenza media impianti a 0,28
654 kWe
Potenza media impianti FER
184 kWe
Impianti CMA suddivisi per classi di potenza
CMA PERFORMANCE nel 2019
Performance
I migliori 10 impianti
IPL = Indice di Performance Lorda (En. Lorda/En. Teorica
nell’anno di esercizio)
IPN = Indice di Performance Netta (En. Netta/En. Teorica
nell’anno di esercizio)
IPO = Indice di Performance Oraria (Ore lavorate/Ore
anno di esercizio)
2017 2019
Indici CMA Min MED Max Min MED Max
Ore lavorate 7.833 8.535 8.746 6.723 8.493 8.733
IPO 89,42% 97,43% 99,84% 76,75% 96,95% 99,69%
IPL 64,00% 95,00% 99,40% 72,41% 94,70% 99,45%
IPN 57,60% 85,10% 93,90% 63,81% 86,3% 93,75%
Ausiliari % 4,10% 9,20% 19,80% 5,04% 8,93% 25,68%
Impianto Pot.Ore
Eserc.Ore Lav.
Energia
Teorica
Energia
Lorda
Energia
NettaIPL IPN IPO Ausiliari
n kWe h/y h/y MWhe/y MWhe/y MWhe/y % % % %
TO02 998 8.760 8.733 8.742 8.616 8.052 98,55 92,1 99,69 6,55
PV01 999 8.760 8.731 8.751 8.684 7.940 99,23 90,73 99,67 8,57
AL02 635 8.760 8.729 5.563 5.518 5.130 99,2 92,22 99,65 7,04
NO01 600 8.760 8.726 5.256 5.210 4.628 99,12 88,05 99,61 11,16
TO18 999 8.760 8.726 8.751 8.700 8.096 99,41 92,51 99,61 6,94
TO21 834 8.760 8.723 7.306 7.240 6.719 99,1 91,97 99,58 7,19
CR04 999 8.760 8.719 8.751 8.668 8.204 99,05 93,75 99,53 5,35
CN55 999 8.760 8.718 8.751 8.703 7.834 99,45 89,52 99,52 9,99
TO03 998 8.760 8.717 8.742 8.687 7.911 99,36 90,49 99,51 8,93
AL17 300 8.760 8.714 2.628 2.605 2.284 99,11 86,89 99,47 12,33
I NOSTRI OBIETTIVI ENERGETICI
1) EFFICIENZA
• Migliorare i rendimenti elettrici
• Aumentare il recupero termico
• Migliorare, quindi, lo sfruttamento del combustibile
2) FLESSIBILITÀ
• Produrre quando la rete lo chiede
• Aumentare lo «stoccaggio» del gas
3) CONSUMO SMART
• Valorizzare il consumo aziendale di energia
• Mettere a «sistema» l’energia (prosumer, energy communities)
SIAMO EFFICIENTI?
IL CONFRONTO CON IL GAS NATURALE
BIOGAS
• Rendimento elettrico 39%
• Rendimento termico 45,8%
CENTRALE TURBOGAS
• Rendimento elettrico 52%
• Rendimento termico 36%
1,9 Mld Smc/a metano nel biogas
6,9 TWh elettricità
13,3 TWh risparmiati da fonte fossile
1,4 Mld Smc/a gas naturale risparmiati
Un impianto biogas elettrico che impiega 100 MWh
di energia nel biogas consente di risparmiare circa
68 MWh di energia nel gas fossile
39%
Un esempio…
…. E CON IL BIOMETANO?
Perdita di metano nell’off gas
Consumo per ausiliari elettrici e termici
Un impianto biometano che impiega 100 MWh
di energia nel biogas equivale ad immettere in
rete circa 76 MWh sotto forma di energia
contenuta nel biometano
Una quota variabile fra lo 0,2 % e il 4-5 % del metano finisce nell’off gas
Upgrading, compressori, cabina REMI, purificazione gas…
Quota variabile fra il 20 e il 25 % dell’energia primaria contenuta nel biogas
Perché il biogas abbia la stessa
efficienza del biometano almeno il
50% dell’energia primaria deve
essere usata (oggi è il 37%).
Dobbiamo recuperare almeno il
30-35% del calore disponibile
IL BIOGAS ELETTRICO CONSENTE IN GENERE DI RISPARMIARE CIRCA IL 17,5% IN MENO DI FONTE FOSSILE RISPETTO AL BIOMETANO
BIOGAS
Recupero T°10%
BIOGAS
Recupero T°32%
BIOMETANO
Energia primaria risparmiata 68 76 76
Energia immessa 35,5 35,5 76
Calore utile 2 14,6 0
EFFICIENZA: ABBIAMO DUE
POSSIBILITA’…
•Maggior rendimento EE dei motori•Fuel cells•….
Aumentare il rendimento elettrico
• Filiere in sinergia con il biogas
• Utenze civili
• …..
Aumentare lo sfruttamento del
termico
Teleriscaldamento
(es. CH4)
Recupero del 43% del calore prodotto dall’impianto biogas
Efficienza totale 55%
Allevamenti avicoli
(es. Tima)
Recupero del 43% del calore disponibile dell’impianto biogasEfficienza totale del biogas circa 50%
Serre
(es. Agrinord Energia)
Recupero del 40% del calore prodotto dell’impianto biogasEfficienza totale del biogas circa 54%
Alcuni impianti
del CMA lo
fanno già!!
LA FLESSIBILITA’• E’ una richiesta pressante del CMA
• Recepita in linea di principio nella legge di stabilità
• Auspicata da RSE
Fonte: C. Valli
RSE
CONSUMO SMART
• Ing. Luigi Mazzocchi RSE → approfondimento
Opportunità dal recepimento ed applicazione delle norme europee che incentivano l’autoconsumo e le comunità dell’energia (Art. 21 e 22 RED2)
Potrebbe creare un importante ruolo per gli impianti biogas (bilanciamento rete su scala locale)
IN CONCLUSIONE…
Il biogas elettrico rappresenta ancora la soluzione vincente nei contesti agricoli ove sin possa valorizzare una quota di termico (almeno il 32% del calore prodotto) e, in futuro, aumentare i rendimenti elettrici
Questa situazione è davvero comune per gli impianti di taglia medio piccola (<300 kWe), mentre non è ancora diffusa fra i grandi impianti. Ma molto si può fare.
Per queste taglie elevate, al contrario, in assenza di prospettive di valorizzazione di quote importanti di energia termica il biometano potrà rappresentare una soluzione razionale ove i futuri sistemi di incentivazione dovessero consentire una riconversione in termini anche economicamente sostenibili.
