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Casi di studio tecnico-economici d’impianti termoelettrici alimentati a biomassa. Stima della propensione alla cogenerazione

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Casi di studio tecnico-economici d’impianti termoelettrici alimentati a biomassa. Stima della propensione alla cogenerazione

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 01:42 pm

Questo studio riporta i risultati di analisi tecnico-economiche compiute su impianti termoelettrici alimentati a biomassa, di cui si è voluta stimare la propensione alla cogenerazione. L’analisi si è basata su alcuni casi studio rappresentativi delle tecnologie di conversione di energia elettrica più rispondenti alle esigenze del mercato, in grado di sfruttare al meglio le potenzialità della biomassa presente sul territorio e trasformata in combustibile nei differenti stati d’aggregazione (solido, liquido e gassoso). In generale la biomassa presente sul territorio non è pronta a essere usata come combustibile: può richiedere alcune operazioni meccaniche per la sua trasformazione in combustibile, o onerosi (in termini energetici ed economici) processi meccanici e chimici di conversione. La biomassa legnosa, in seguito a un trattamento di cippatura meccanica, può essere immessa nel processo di conversione energetica ad alimentare un motore a combustione esterna: in questo studio sono analizzati dei cicli Rankine a fluido organico (ORC) o a vapor d’acqua (TV). Rifiuti agro-alimentari (es. deiezione animale, scarti di coltivazioni come l’insilato di mais) o la parte biodegradabile dei rifiuti solidi urbani (FORSU) possono essere convertiti in biogas attraverso un trattamento di digestione anaerobica e alimentare motori a combustione interna (MCI) o turbine e microturbine a gas (TG e MTG). Allo stesso modo coltivazioni energetiche di oleaginose possono subire trattamenti meccanici di spremitura e chimici di estrazione per produrre biocombustibili liquidi che alimentano gli stessi MCI. In questo studio è stato determinato il costo di produzione di energia elettrica di queste tecnologie di conversione energetica della biomassa, determinando il costo d’investimento (del motore primo, dei suoi ausiliari e componenti d’impianto, tra cui i sistemi di conversione della biomassa in combustibile, delle opere civili, elettriche e meccaniche che consentono l’installazione del motore e il suo utilizzo come cogeneratore), il costo del combustibile e i costi d’esercizio e manutenzione. È stato inoltre definito (e applicato all’analisi economica di questi casi studio) il criterio con cui stimare l’attitudine alla cogenerazione degli impianti a biomassa, basato sulla valorizzazione dell’energia termica prodotta dal sistema cogenerativo, considerando il prezzo di vendita del calore, indicizzato al costo del gas, come se il calore necessario all’utenza fosse prodotto da una caldaia a gas. Per l’analisi del costo di produzione di energia elettrica è stata utilizzata la metodologia del costo annuo equivalente (CAE), che permette di confrontare investimenti di differenti tecnologie. Il CAE è poi stato confrontato con il prezzo di valorizzazione dell’energia elettrica sul mercato (tariffa omnicomprensiva o prezzo di ritiro dell’energia elettrica cui è sommato il prezzo del certificato verde), considerando diverse valorizzazioni dell’energia termica prodotta dai singoli impianti a biomassa: al caso base di sola produzione elettrica sono affiancati i casi in cui è reso disponibile all’utenza rispettivamente il 25%, 50%, 75%, 100% del calore prodotto dal sistema cogenerativo.

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