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Analisi dei costi di produzione degli impianti termoelettrici alimentati a biomassa

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Analisi dei costi di produzione degli impianti termoelettrici alimentati a biomassa

Il presente documento è stato redatto nell’ambito del progetto “Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti – Sviluppo di tecnologie e impianti pilota” definito nell’Accordo Triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e E.R.S.E. S.p.A. firmato il 29 Luglio 2009. La biomassa è un argomento complesso: il termine biomassa include un vasto numero di materiali, con proprietà anche molto differenti, aventi in comune la loro origine biologica. La biomassa è una fonte di energia rinnovabile che presenta il vantaggio di restituire all’atmosfera la sola anidride carbonica sequestrata precedentemente con i processi di fotosintesi. Il presente rapporto si propone di definire i costi di produzione d’energia elettrica da impianti a biomassa in ambito Nazionale, considerando tutti i costi sostenuti durante l’intero periodo di costruzione e funzionamento dell’impianto. L’ambito d’indagine di questo documento riguarda le seguenti tipologie di biomassa per produzione e utilizzo ai fini energetici: • biomassa solida – biomassa legnosa (cippato e pellet), • biomassa liquida – biocombustibili (e autoproduzione degli stessi da semi), • biomassa gassosa – biogas (e produzione dello stesso da materiale organico). Lo stato d’aggregazione della biomassa determina la tipologia d’impianto di conversione della stessa in combustibile (es. cippato, biocombustibile, biogas, ecc.) e la tecnologia di produzione d’energia elettrica più adeguata (es. caldaia e turbina a vapore, motore a combustione interna, ecc.). Per ciascuna delle suddette tipologie d’impianto esistono taglie tipiche che questo rapporto ha preso in considerazione riportando un’analisi di alcuni casi studio rilevanti. Le indagini sono state condotte esaminando le informazioni e i dati disponibili in letteratura, integrando i precedenti lavori svolti nell’ambito della Ricerca di Sistema con dati aggiornati, avvalendosi inoltre, in maniera preponderante, dei contatti con operatori ed esperti del settore, rappresentativi della realtà italiana, che hanno fornito i dati rilevanti di questo studio. Nei capitoli successivi, a valle di una breve introduzione sulle caratteristiche delle biomasse e sulle tecnologie di conversione energetica, che mostra alcuni tra gli approcci più innovativi e promettenti per lo sviluppo del settore (capitolo 1), è stata fatta un’analisi statistica dello stato dell’arte della produzione energetica da biomasse in Italia (capitolo 2). Nel capitolo 3 è poi stato riportato uno studio sul costo del combustibile ricavato dalla biomassa grezza e sono quindi presentati sei casi studio d’impianti a biomassa già in esercizio oppure in fase di costruzione, riportando i costi d’investimento e d’esercizio sostenuti o previsti: due impianti di taglia diversa alimentati a biomassa solida (cippato), due alimentati a biomassa liquida (oli vegetali) ed infine due alimentati a biogas (FORSU e deiezione animale). Il capitolo si conclude con un’analisi delle tecnologie per il controllo delle emissioni degli impianti presi in considerazione. Lo studio sul costo del combustibile ricavato dalla biomassa grezza e i costi d’investimento ed esercizio ricavati dai casi studio sono stati analizzati criticamente per determinare il “costo di produzione di energia elettrica da impianti a biomassa”, principale obiettivo di questo rapporto. L’analisi e la descrizione del modello di calcolo, implementato a sostegno dell’analisi, sono riportate al capitolo 4. Il modello menzionato calcola, attraverso una procedura iterativa, il “costo annuo equivalente” (CAE), ossia il valore attuale netto delle spese sostenute complessivamente dal produttore in relazione ad uno specifico investimento lungo la vita utile dell’impianto; questo indice, espresso in termini unitari in funzione della quantità prodotta (€/MWh è stato scelto per confrontare i casi studio tra di loro ed individuare gli aspetti critici di ognuno di essi.

L’analisi ha dunque preso in considerazione oltre ai costi d’investimento, anche i costi di “Operation and Maintanance” (O&M) e il costo del combustibile (a volte dedotto dal costo della materia prima, o biomassa grezza, e dal costo d’impianto di conversione in combustibile). I risultati dello studio hanno permesso un confronto tra gli impianti considerati, evidenziando che i costi di produzione dell’impianto sono nella maggior parte dei casi fortemente dipendenti dal costo del combustibile (dal 30% al 80%), viceversa è in genere meno rilevante il costo di O&M (dal 10% al 30%). Per quanto riguarda il costo dell’investimento, questo ha un peso, nella definizione del costo totale, più o meno rilevante a seconda dei casi (dal 10% al 70%). A valle dei risultati di questo confronto tra gli impianti si è valutato in maniera “assoluta” il costo di produzione d’energia elettrica di ogni singolo impianto, rapportandolo al prezzo cui l’energia elettrica può essere ceduta alla rete. Un impianto a biomassa ha diritto all’incentivazione, essendo un impianto a fonte rinnovabile (IAFR). Nel panorama italiano esistono essenzialmente due forme d’incentivazione per impianti qualificati IAFR, secondo la taglia dell’impianto: il certificato verde, che si somma alla tariffa di vendita o cessione dell’energia elettrica (per impianti di potenza superiore a 10 MVA) e la tariffa omnicomprensiva (per impianti di potenza inferiore a 10 MVA). Secondo la taglia degli impianti considerati nei sei casi studio, è stato quindi fissato un prezzo di cessione di riferimento. Dal confronto del CAE ottenuto per i singoli casi studio e il relativo prezzo di cessione di riferimento sono emerse le considerazioni finali di questo studio. In linea generale, per quasi tutti gli impianti si è verificata l’adeguatezza dell’incentivo a essi riservato, a parte quei casi che sono molto sbilanciati sulla produzione termica. Per questi impianti non è sufficiente la valorizzazione dell’energia elettrica per garantire un conveniente ritorno dell’investimento, occorre fissare un’adeguata remunerazione dell’energia termica prodotta.

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