Progetto BioPower in Tuscany
Scenari di utilizzo integrato ed efficiente della biomassa all’interno del sistema energetico toscano
Il progetto Biopower in Tuscany mira allo sviluppo della produzione di energia da biomasse forestali e agricole nel territorio regionale secondo due scenari di utilizzo: cogenerazione distribuita sul territorio per la produzione combinata di calore ed energia elettrica e riconversione a biomasse di impianti di generazione elettrica convenzionali di grande taglia, seguendo i criteri della sostenibilità e della massimizzazione dell’efficienza nell’uso delle risorse.
Il progetto è cofinanziato dal Bando unico Ricerca e Sviluppo anno 2012 del POR CReO della Regione Toscana, linea d’intervento 1.5 a.
Scenari tecnico-economici della generazione distribuita
Nell'ambito del progetto BioPower in Tuscany sono state condotte delle simulazioni di scenari di generazione distribuita di energia elettrica e calore con piccoli impianti basati su diverse tecnologie disponibili e con varie taglie d'impianto. In particolare sono state prese in considerazione la tecnologia EFMGT sviluppata da Enel, e la gassificazione di piccola taglia, per impianti da 75 a 200 kWe, e la tecnologia ORC (Organic Rankine Cycle) per impianti da 1 MWe. Lo scopo delle simulazioni, condotte con modelli software per l'analisi di fattibilità di impianti ad energie rinnovabili, é stato quello di quantificare l'effetto della variazione di alcuni parametri (come aspetti tecnici, tecnologici, incentivi, costo della biomassa, quantità di calore valorizzato ed altri) sul rendimento economico-finanziario dei diversi scenari ipotizzati. Il rendimento economico é determinato, infatti, dalla relazione fra i fattori di costo della produzione di energia (costi d'installazione, esercizio e manutenzione etc.) e la sua remunerazione (tariffa incentivante per l'energia elettrica ed eventuale vendita di calore).
Dall'analisi é emerso che tra i fattori che influiscono maggiormente sulla redditività degli impianti vi sono, oltre al costo iniziale d'installazione, anche il costo di approvvigionamento delle biomasse e la loro origine (residui o colture dedicate), quest'ultima legata al valore dell' incentivo percepito per la produzione di energia elettrica, in quanto la normativa attuale favorisce l'impiego di biomasse residuali rispetto alle colture dedicate. Molto importante fra le voci che concorrono all'ottenimento di una buona redditività, é infine la possibilità di valorizzare almeno in parte il calore residuo prodotto dagli impianti. Altro parametro importante é la disponibilità dell'impianto, ossia il numero di ore annuali di esercizio, che dovrebbe approssimarsi il più possibile alle 8.000 ore anno e oltre.
L'analisi di sensitività ha messo in luce che la combinazione dei vari fattori sopra menzionati può determinare dei tassi di rendimento degli investimenti variabili fra il 10 ed il 15%, e dei tempi di rientro compresi fra 5 e 9 anni.
Maurizio Cocchi, ETA-Florence Energie Rinnovabili

    
Sperimentazione della tecnologia EFMGT per la microgenerazione distribuita
La tecnologia EFMGT (Externally-Fired Micro Gas Turbine) rappresenta una soluzione innovativa per la produzione di energia elettrica da biomassa e risulta particolarmente indicata per la piccola taglia (50-300 kWe). La produzione avviene tramite ciclo termodinamico Brayton ad aria con combustione esterna. Al fine di acquisire un quadro completo e dettagliato di tale tecnologia, Enel Ingegneria e Ricerca ha condotto una campagna sperimentale con circa 1200 ore di esercizio su un impianto EFMGT di potenza nominale 70 kWe ubicato nell’Area Sperimentale di Livorno. L’impianto, opportunamente dotato di strumentazione aggiuntiva per campionamenti e per il monitoraggio dettagliato dei parametri di processo, è stato sperimentato con quattro tipologie di biomassa: cippato di legno vergine di alta qualità, nocciolino d’oliva, cippato di verde urbano, cippato di Arundo donax. L’attività ha permesso d’identificare le criticità operative e di misurare le prestazioni dell’impianto in diversi assetti in termini di potenza elettrica generata ed emissioni. La sperimentazione ha compreso anche estese analisi di laboratorio e misure in fiamma, queste ultime eseguite da IFRF. I dati raccolti hanno consentito la messa a punto di un modello di simulazione del processo (sviluppato da Enel Ingegneri a e Ricerca) e di un modello fluidodinamico della camera di combustione (sviluppato dall’Università di Pisa).
Paolo Leoni, Enel Ingegneria e Ricerca

    
Analisi modellistica per la conversione di impianti di grossa taglia a biomassa
Il lavoro svolto prende in esame la modifica di una camera di combustione di un impianto di grossa taglia per adeguarla alla combustione di biomassa. Per far questo è stata ipotizzata una riduzione della potenza termica ed una modifica dei bruciatori, utilizzando bruciatori di tipo TEA-C adatti a bruciare biomassa legnosa ed anche polverino di carbone.
Sono stati modellati vari assetti della configurazione sia attuale che modificata per la combustione della biomassa, inoltre sono state anche simulate configurazioni di combustione mista.
Lo studio effettuato non ha rilevato particolari criticità a carico della camera di combustione della centrale verificando positivamente la possibilità tecnica di combustione a biomassa in grossi impianti, una volta accettata la riduzione della potenza e con le opportune modifiche del sistema di combustione (mulini, bruciatori e ecc…).
Lucia Giovannini e Sandro Merlini, RJC SOFTsrl.

    
Flusso termico alle pareti con alimentazione a biomassa legnosa
La diffusione degli impianti di co-generazione a biomassa: il punto di vista degli imprenditori
La diffusione degli impianti a biomassa è caratterizzata da una crescita di gran lunga inferiore alle aspettative per la diffusione di impianti a biomassa.
E’ stata realizzata una ricerca qualitativa circa la percezione degli operatori del settore (principalmente imprenditori) sulle barriere ed i punti di forza dello sviluppo dell’uso della biomassa per cogenerazione.
Lo studio mostra come importanti barriere siano rappresentate dalla bancabilità degli impianti, l’accettabilità sociale, la crisi del settore edilizio, l’assenza di un mercato per contratti di O&M e la bassa qualità del cippato toscano. Una forte fonte di preoccupazione è l’approvvigionamento della biomassa ed il costo della stessa.
Lo studio riporta anche elementi a supporto della tendenza di un maggiore sviluppo di impianti di piccola taglia ed alcuni punti di forza ed opportunità del settore. Questi sono rappresentati da iniziative a supporto della ricerca sulla gassificazione e la presenza di aree non metanizzate dove gli impianti a biomassa godono di vantaggi di costo rispetto a sistemi alternativi di generazione di calore.
Il lavoro propone quindi un’analisi SWOT ed elementi per un piano di gestioni dei rischi per le imprese. Infine, si propongo alcune raccomandazioni anche per il decisore pubblico.
Lo studio è stato integrato con un’analisi multi-criterio circa possibili ubicazioni alternative di impianti per uno scenario di co-generazione distribuita. I criteri scelti riflettono sia il punto di vista degli imprenditori che quelli del governo regionale e/o nazionale.
Matteo Borzoni, Centro di ricerca Interuniversitario in Biomasse da Energia

    
Seminario del progetto presso Enel a Pisa il 18 marzo 2015
Il seminario "Progetto BioPower in Tuscany: utilizzo integrato ed efficiente della biomassa all’interno del sistema energetico toscano – Risultati conclusivi", si terrà a Pisa mercoledì 18 marzo p.v. presso l'Auditorium di Enel S.p.A. in via Andrea Pisano 120.
Durante il seminario i partner del consorzio presenteranno le varie tematiche inerenti il progetto BioPower in Tuscany e i principali risultati conseguiti nel corso delle attività svolte.
L’agenda aggiornata del seminario e la scheda di registrazione possono essere consultate e scaricate alla seguente pagina del sito web del progetto.
Stefano Capaccioli, ETA-Florence Energie Rinnovabili

    
BioPower in Tuscany progetto finanziato nell’ambito del Bando Unico Ricerca e Sviluppo – anno 2012 della Regione Toscana, programma operativo POR CReO FESR 2007-2013

Questa e-mail è stata inviata da: ETA-Florence Energie Rinnovabili
Via A. Giacomini 28, Firenze, 50132

 

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