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Progetto di fattibilità tecnico-economica di un sistema CAES mediante stoccaggio geologico di aria compressa e con palloni sommersi

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Progetto di fattibilità tecnico-economica di un sistema CAES mediante stoccaggio geologico di aria compressa e con palloni sommersi

È stata effettuata la simulazione dell’esercizio di un impianto CAES in funzione degli andamenti dei prezzi dell’energia elettrica in tre zone differenti del territorio nazionale e si è stimato il costo dell’energia elettrica prodotta. È stato sviluppato di un modello geo fluido dinamico di serbatoio geologico di accumulo. È stata effettuata un’analisi tecnico economica di un impianto CAES con accumulo con palloni sommersi.

L’immagazzinamento di aria compressa, o CAES (Compressed Air Energy Storage), è una delle tecnologie potenzialmente più interessanti per accumulare quantità considerevoli di energia a basso costo specifico d’investimento. Unitamente agli impianti idroelettrici di pompaggio, gli impianti CAES sono gli unici in grado di rilasciare energia per alcune ore in quantità analoghe a quelle tipiche dei grandi impianti di produzione di energia elettrica (100 – 1000 MW). Al fine di valutare le reali potenzialità applicative di questa tecnologia d’accumulo nel caso specifico nazionale è stata svolta un’analisi di fattibilità tecnico-economica che ha riguardato gli aspetti seguenti: 
• La simulazione dell’esercizio di un impianto CAES in funzione degli andamenti dei prezzi dell’energia elettrica in tre zone differenti del territorio nazionale e relativa stima dei costi dell’energia elettrica prodotta.
• Lo sviluppo di un modello geo fluido dinamico di un serbatoio geologico poroso con caratteristiche analoghe a quelle di formazioni realmente esistenti nel sottosuolo nazionale al fine di valutarne la risposta per applicazioni CAES.
• Primo studio di fattibilità tecnico-economica di un impianto CAES con serbatoi sottomarini d’accumulo.
Ciò ha consentito di ottenere i risultati seguenti:
• mediante le simulazioni dell’esercizio di un impianto CAES, è stato possibile dimensionare l’impianto per tre diverse aree geografiche nazionali (Nord, Sud e Sicilia) caratterizzate da diversi profili temporali del costo dell’energia elettrica utilizzando quale parametro di merito il rapporto tra margine operativo lordo e costo d’investimento dell’impianto al variare della taglia del compressore, per un’assegnata taglia dell’espansore. 
•E’ stato avviato lo sviluppo di un modello geo fluido dinamico di un serbatoio geologico poroso rappresentativo di un acquifero salino utilizzato quale serbatoio di accumulo di aria compressa, mediante il Sistema Integrato di Analisi Modellistica SIAM. Dalle prove preliminari è stato possibile comprendere che i processi di diffusione dell’aria all’interno delle porosità e la successiva fuoriuscita della medesima in fase di espansione sono caratterizzati da tempi significativamente più lunghi di quelli dell’impianto: ciò comporterà di considerare serbatoi sovradimensionati e probabilmente la realizzazione di molti pozzi.
• L’accumulo d’aria compressa in palloni sottomarini sembra essere tecnicamente fattibile ed economicamente competitivo una volta che la tecnologia sarà consolidata. Questa soluzione potrebbe risultare interessante soprattutto nel caso specifico nazionale, nelle aree ove effettivamente esista una buona disponibilità di siti che soddisfino ai requisiti logistici e batimetrici per una tale tipologia d’impianto 
• E’ stata infine effettuata una valutazione dei costi dell’energia accumulata in funzione della tipologia di serbatoio e per le tre aree geografiche nazionali considerate, dalla quale è emerso che anche per impianti di taglia media i costi di accumulo CAES sono superiori (leggermente) solo a quelli del pompaggio idroelettrico.

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