8.
Dimensionamento dell’impianto di Ponte a Egola
8.1. Specifiche dell’impianto
L’impianto dovrà essere di tipo combinato gas vapore a derivazione e condensazione. Il combustibile è il gas naturale.
Ipotesi di funzionamento: dalle ore 7:00 alle 19:00 dal lunedì al venerdì, sabato dalle 8:00 alle 12:00 escluso il mese di agosto per un totale di 3136 annue.
Sono previste quindi le seguenti fermate giornaliere di 10 – 12 ore, una fermata settimanale da 36 – 48 ore e una fermata annuale di 3 settimane.
L’impianto deve fornire 143 GWh /anno di calore
La potenza termica media annua da fornire risulta 45600 KW
Il calore sarà distribuito con rete di teleriscaldamento ad acqua calda in pressione a 8 bar.
La temperatura di mandata dovrà essere di 160 °C, mentre la temperatura di ritorno sarà di 100°C.
Occorre inoltre che:
LT = Et / (Et +Ee) > 0,15 IRE > 0,1
Temperatura ambiente 15 °C Pressione ambiente 1,013 bar
8.2. Schema di massima impianto 2 –A
Economizzatore AP Evaporatore AP C Surriscaldatore AP CC TG AP BP BP Economizzatore comune Evaporatore BP surriscaldatore BP Scambiatore di calore Degasatore Condensatore Camino Utenza termica 100°C 160°C Fumi8.2.1.
Descrizione dei componenti principaliLe caratteristiche principali dei componenti sono le stesse viste al paragrafo 7.3.1, in questo caso invece di due turbine a gas V64.3° si ha una sola.
8.2.2.
Riassunto prestazioni dell’impiantoPer il dettaglio dei calcoli si rimanda all’appendice B.
q Potenza introdotta con il combustibile = 195402,3
q Potenza termica recuperata dai fumi = 107335,8 KW
q Potenza termica perduta al camino = 16720,65 (8,55%)
q Potenza termica ceduta al condensatore 29620,9 KW (15,2%)
q Potenza termica erogata minima 0 KW
q Potenza termica erogata nominale 47300 KW (24,2%)
q Potenza termica erogata massima 71288 KW
q Potenza elettrica lorda minima ai morsetti generatore 85755 KW
q Potenza elettrica netta nominale ai morsetti trasformatore elevatore 90699,2 KW (2% autoconsumi)
Campo di funzionamento dell'impianto 2-A
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 Termica minima-elettrica massima Termica nominale-elettrica nominale Termica massima-elettrica minima Punto di funzionamento KW Potenza termica Potenza elettrica
Il grafico seguente fornisce la distribuzione dell’energia quando l’impianto funziona in condizioni nominali. Le percentuali si riferiscono alla energia primaria introdotta.
Distribuzione dell'energia 48% 24% 1% 3% 15% 9%
Potenza elettrica generata Potenza termica erogata Perdite al generatore Perdite turbina a vapore Perdite al condensatore Perdite al camino
8.2.3.
Verifica limiti delibera AEEG 42/02Per le definizioni ed i parametri di confronto vedere l’appendice C. ore di funzionamento annue 3136
potenza elettrica totale 90699,2 KW potenza termica erogata 47300 KW Et = 148,3 GWh
Ee = 284,4 GWh Ec = 612,8 GWh LT = 0,343 > 0,15
IRE = 1 - Ec/(Ee/0,49+Et/0,9) = 0,177 < 0,100.
Rendimento elettrico netto = 46,4 % Indice elettrico = Ee/Et = 1,91
Rapporto cogenerazione = Et/Ee = 0,52
Indice di sfruttamento del combustibile = (Ee+Et)/Ec = 70,6 %
8.2.4.
Analisi economicaDATI DI RIFERIMENTO:
q Durata dell’investimento 25 anni
q Potenza elettrica installata 100 MW
q Potenza termica installata 50 MW
q Energia termica erogata all’anno 148,3 Gwh
q Energia elettrica erogata all’anno 284,4 Gwh
q Energia termica consumata attualmente 143 Gwh
q Costo impianto 400 Euro/Kwe installato + 100 Euro/Kwt
q Costo rete di teleriscaldamento zone industriali di Ponte a Egola e Castelfranco 5.000.000 Euro
q numero utenze termiche 80
q costo allacciamento utenze 15000 Euro/utenza
q Costo pieno metano 0,496 Euro/Nm3 per produzione energia elettrica
q Costo defiscalizzato metano 0,326 Euro/Nm3 per produzione energia elettrica
q Costo esercizio manutenzione e spese generali 0,004 Euro/Kwh
q Prezzo di vendita degli esuberi di energia elettrica 0,06 Euro/ Kwh (100% ore piene)
q Prezzo di vendita energia distribuita nel distretto 0,09 Euro/kwh (100% ore piene)
q Tasso di sconto annuo 5 %
INVESTIMENTO INIZIALE I
costo impianto 45.000.000 Euro
costo rete teleriscaldamento 5.000.000 Euro numero utenze termiche 100
costo allacciamento utenze 1.500.000 Euro (15000 Euro/utenza) I = 51.500.000 Euro
COSTI
Costo annuale esercizio manutenzione e spese generali Ce = 1137600 Euro
Gas necessario 62.111.605 Nm3
quota di gas da defiscalizzare 0,25 * 674.000.000 = 71.000.000 Nm3 (tutto il metano) Costo annuale combustibile Cc = 20.248.383 Euro
RICAVI
Costo annuale attuale dell’energia termica alle imprese energia primaria consumata 45,6 Gwh
metano consumato dalle imprese 14.494.221 Nm3 Costo energia termica Ct = 7.913.845 Euro
Ricavi annuali derivanti dall’energia termica
si riduce cautelativamente del 10% rispetto alla spesa attuale quindi Rt = 7.122.460 Euro
Ricavi annuali derivanti dall’energia elettrica
energia distribuita direttamente nel distretto 100 Gwh energia in esubero 184,4 Gwh
RISULTATO ECONOMICO
Investimento iniziale 51.500.000 Euro Costo annuale esercizio 21.385.983 Euro Ricavi annuali esercizio 27.162.460 Euro Utile annuale esercizio 5.776.477 Euro
Senza prendere in considerazione il ricavo derivante dalla vendita dei certificati verdi si ha: VAN = 28.488.902 € TIR =10,24 % PBT = 13 anni VAN -50,000,000 € -40,000,000 € -30,000,000 € -20,000,000 € -10,000,000 € 0 € 10,000,000 € 20,000,000 € 30,000,000 € 40,000,000 € 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Anni
8.2.5.
Calcolo CO2 risparmiataCome riferimento per la produzione separata si prendono gli impianti più efficienti allo stato attuale:
q Impianto di riferimento per la produzione separata di energia elettrica: Impianto combinato gas-vapore a gas metano con rendimento netto pari a 0,53.
q Impianto di riferimento per la produzione separata di calore: caldaia a metano con rendimento 0,9.
In realtà il rendimento medio del parco macchine italiano è circa il 39%, e poi si brucia per lo più carbone e olio combustibile. nel comprensorio del cuoio il rendimento medio delle caldaie è di
In queste condizioni la percentuale di CO2 risparmiata coincide col IRE% calcolato in
