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rapporti - Deliverable

3.2.2.2-Studio della possibilità di utilizzare cicli integrati con la componente turbogas solo per il carico di punta. Analisi in simulato di casi applicativi

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3.2.2.2-Studio della possibilità di utilizzare cicli integrati con la componente turbogas solo per il carico di punta. Analisi in simulato di casi applicativi

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 12:26 pm

Il presente studio intende accertare se un impianto integrato cogenerativo, derivante dall’integrazione dei cicli a vapore di un termoutizzatore di grande taglia e di un ciclo combinato, comporta dei benefici energetici, economici e/o ambientali rispetto alla situazione di riferimento, con termoutilizzatore più ciclo combinato separati, qualora le turbine a gas siano gestite al fine di massimizzare il guadagno d’esercizio annuale, stanti le quotazioni dell’energia sul mercato elettrico ed i Certificati Verdi ai quali l’energia elettrica e termica cogenerate danno diritto. A tale scopo sono calcolati e confrontati i bilanci economico, energetico ed emissivo degli impianti integrati e delle soluzioni di riferimento (o casi base). Si prendono in esame due taglie di turbogas differenti, 75 e 250 MW el netti circa, cui corrispondono cicli combinati rispettivamente ad un livello ed a tre livelli di pressione. Il bilancio economico è formulato direttamente in termini differenziali rispetto al caso base, prescindendo quindi dai costi d’impianto del termoutilizzatore (caldaia più ausiliari), uguali nel caso base e nell’impianto integrato. Il margine annuo d’esercizio di entrambe le alternative è stimato nell’ipotesi di gestione economicamente ottimale del turbogas, per il quale si considerano tre condizioni d’esercizio: carico nominale, 60% dello stesso, spento. Vengono inoltre determinati i flussi di cassa differenziali sulla vita utile degli impianti, assunta pari a 20 anni. Il Valore Attuale Netto differenziale rispetto ai casi base risulta pari a 129.5 M€ per l’impianto integrato di grande taglia, e a 118.3 M€ per quello di piccola taglia, a fronte di un maggiore investimento iniziale rispettivamente pari a 3.5 M€ ed a 1.3 M€. Il tempo di ritorno di tale investimento è perciò brevissimo. Un vantaggio economico fondamentale per gli impianti integrati deriva dai Certificati Verdi sull’energia termica cogenerata dal gas naturale e destinata al teleriscaldamento. Il bilancio energetico valuta il risparmio di energia primaria che le soluzioni analizzate (base ed integrata) garantiscono rispetto al sistema energetico sostituito: parco termoelettrico medio italiano generante la stessa energia elettrica e parco caldaie convenzionali dedicate all’utenza termica altrimenti teleriscaldata. In assenza di Certificati Verdi e conteggiando anche l’energia primaria corrispondente ai rifiuti solidi urbani, l’impianto integrato di grande taglia garantisce un risparmio di energia primaria di circa 63000 TEP/anno, pari al 11% del consumo del sistema sostituito; quello di piccola taglia, invece, fa risparmiare circa 9000 TEP/anno, pari al 4% del consumo del sistema sostituito. Entrambi i valori sono superiori a quelli dei casi base corrispondenti, in virtù del migliore sfruttamento delle risorse energetiche, gas naturale e rifiuti, impiegate. Il bilancio ambientale valuta la variazione delle emissioni di alcune specie inquinanti significative (NO x , CO, CO 2 , SO 2 ) rispetto al sistema energetico sostituito. A livello locale, ovvero considerando la sola città in cui è realizzata la rete di teleriscaldamento, la sostituzione delle caldaie convenzionali con gli impianti integrati comporta un aumento delle emissioni superiore a quello che si registra col solo termoutilizzatore "stand

alone", ovvero nei casi base. A livello globale, invece, ovvero considerando anche le emissioni del parco termoelettrico medio italiano evitate, gli impianti integrati garantiscono le maggiori riduzioni di emissioni: 35%-50% per l’NO x , 40%-45% per la CO 2 , quasi 100% per l’SO 2 In termini assoluti, i vantaggi economici, energetici ed ambientali globali maggiori sono garantiti dall’impianto integrato di grande taglia, il quale però sconta un bilancio ambientale locale generalmente decisamente negativo. Questo problema è meno grave per l’impianto integrato di piccola taglia, che peraltro ha il pregio di massimizzare i benefici derivanti dall’integrazione rapportati alla sua taglia.

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