26 maggio 2016 webinar liquigas - il gnl e l'efficienza … · 2016. 5. 27. · 26 maggio 2016...
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Etanomics Italia S.r.l.
Piazzale Biancamano, 8
I-20121 Milano
26 Maggio 2016
WEBINAR Liquigas - Il GNL e l'efficienza energetica per la sostenibilità
Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili
Ing. Marco Rossi
Mob.:+39 366 6468745
Fisso:+39 02 62032040
Iscrizione all’Ordine degli Ingegneri
della Provincia di Milano n°: A24239
EGE Secondo UNI CEI 11339 e DL 102/2014
Certificato: 0015-SI-EGE-2015
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Vettori energetici e sistemi di conversione
On-grid: Gas naturale, energia elettrica e loro sistemi di conversione
Off-grid: Energia primaria da fonti fossili e rinnovabili e loro sistemi di conversione
Analisi e struttura dei costi per produzione di energia secondaria sotto forma di energia
termica
Case history
Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Sistemi On-grid - Energia primaria da fonti fossili
Potere calorifico inferiore normato (AEEG 9/11 Tabella 1) pari a:
8250 kcal/Sm3 pari a 9,59 kWh/Sm3
Possibilità di accedere ai benefici derivanti da meccanismi incentivanti per l’efficienza: detrazioni e TEE, CAR
Sensibilità alle variazione del prezzo del barile di petrolio
Gas Naturale
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Dispositivi di conversione efficienti e tecnologie mature
Possibilità di generazione a bassa temperatura
Possibilità di generazione combinata
Emissioni controllabili attraverso l’utilizzo di dispositivi di qualità
Sistemi On-grid - Energia primaria da fonti fossili
Gas Naturale - dispositivi
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Sistemi On-grid – Energia elettrica
1 TEP di energia primaria = 0,187 MWh elettrico [EEN 3/08]
Rendimento medio delle centrali in Italia 46%
SEU e RIU
Tariffa D1 per le pompe di calore
Oneri di sistema
Potenziale instabilità di rete causata dal proliferare di generazione distribuita
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Utilizzo di sorgenti «gratuite» di energia termica presenti in natura
Possibilità di utilizzo come sorgenti fredde o calde di cicli termodinamici
Estremamente ampia possibilità di soluzioni tecnologiche condensate ad aria e ad acqua
Variabilità COP: sistemi ibridi
Incentivazioni e tariffe agevolate
T m
and
ata
Sistemi On-grid – Energia elettrica
La pompa di calore
Il 18,5% dei comuni italiani non è metanizzato
Il 6% degli abitanti vive in comuni non metanizzati
Nel settore industriale il 30,8% del calore è prodotto da prodotti petroliferi diversi dal gas naturale (fonte GSE Dicembre 2015)
Anche nei comuni metanizzati non tutte le aree sono raggiunte dalla rete del GN (in particolare le aree periferiche dove vi sono la maggior parte delle industrie)
Elaborazione GSE su dati MISE – Dicembre 2015
Ripartizione regionale dei comuni italiani non metanizzati
Sistemi Off-grid
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Sistemi Off-grid - Energia primaria da fonti fossili
Gasolio, BTZ
Gasolio, BTZ: attenzione al rispetto dei limiti di emissioni inquinanti
BTZ: molto copetitivo ma attenzione ai costi aggiuntivi per addititivi e scaldiglie
BTZ: elevato decadimento dei rendimenti di conversione, impossibilità di lavorare a basse T
Sensibilità all’andamento del prezzo del petrolio
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
GPL, GNL
GPL: ampissima capillarizzazione sul territorio
GNL: ottima soluzione per realtà energivore industriali e i teleriscaldamenti; prezzo non variabile con l’andamento del barile di petrolio; ottimi rendimenti di conversione e basse emissioni
Possibilità di produzione combinata di energia termica ed elettrica
Sistemi Off-grid - Energia primaria da fonti fossili
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Incentivazioni molto interessanti: conto termico e meccanismo TEE
Elevato costo delle tecnologie se paragonate a dispositivi a combustibili fossili di pari potenza
Controllo emissioni
Basso costo del kWh di energia primaria
Potere calorifico inferiore variabile in funzione della qualità e del contenuto idrico del combustibile
Cippato: presenza di corpi estranei (sassi, ferro, plastica) deleteria per il funzionamento dei dispositivi
Importanza di idonei accumuli termici opportunamente dimensionati
Biomasse legnose
Sistemi Off-grid - Energia primaria da fonti rinnovabili
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Reflui zootecnici, matrici vegetali, forsu
Biogas e biometano:
Biogas: miscela di CH4 (da 40% a 60%) e CO2 da in funzione delle tecnologie utilizzate
Biometano: upgrading del biogas a condizioni fisico chimiche idonee all’immissione in rete (deumidificazione, desolforazione, innalzamento del tenore di CO2)
In Italia circa 1000 impianti a digestione anaerobica funzionanti prevalentemente a insilato di mais e reflui zootecnici
In prospettiva:
- Reti di biometano ai fini di combustibile per autotrazione
- Reti di biometano per centrali di medie/grandi dimensioni per teleriscaldamenti
Biogas: DM 6 Luglio 2012 avvantaggia taglie «piccole» < 300 kW elettrici
Sistemi Off-grid - Energia primaria da fonti rinnovabili
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Energia secondaria da fonti rinnovabili
Energia dal sole: fotovoltaico e solare termico
Gratuità dell’energia primaria
Interessanti meccanismi incentivanti
Non elevata prevedibilità quindi non programmabilità
Bassi costi di manutenzione
Tecnologie mature
Possibilità di abbinamento sistemi di accumulo sia termico che elettrico
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Energia primaria da fonti fossili e rinnovabili
Conclusioni:
Ampissima scelta di soluzioni tecnologiche per ogni vettore energetico disponibile
Possibilità di utilizzare più vettori energetici contemporaneamente/alternativamente per la produzione di energia termica
Possibilità di generazione combinata (cogenerazione)
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Molti vettori energetici sono influenzati dal prezzo del barile di petrolio
Alcune commodity più sensibili di altre
Previsioni nel breve/medio termine
Energia primaria da fonti fossili
- 60% rispetto alle previsioni
Relazione del 2013 relativa le previsioni del prezzo del barile di petrolio…
$/barile
Scenario 3
Scenario 1
Scenario 2
Scenario 4
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Industria anno 2008 vs. 2015
In Italia le industrie e gli impianti di teleriscaldamento hanno sparkspread più elevato rispetto agli altri paesi
In Italia siamo avvantaggiati nella promozione della piccola cogenerazione come da direttiva europea 27/2012 (recepita da DL 102/2014)
Lo spark spread: settore industriale
Fonte: Eurostat
0
2
4
6
8
10
12
14
16
€ce
nt
SPARK SPREAD SETTORE INDUSTRIALE
INDUSTRIALE 2008
INDUSTRIALE 2014
2008
2015
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Vettori energetici per produzione di energia termica
Valutazione economica di 1° principio: costo dell’energia primaria
BTZ e cippato sono oggi fortemente competitivo, anche se con notevole scostamento min/max dovuto alla variabilità qualitativa del combustibile stesso
Oggi il BTZ è competitivo grazie al basso costo del barile di petrolio
Un’analisi di primo principio non fornisce informazioni significative
Considerazioni valide per applicazioni con consumi annui di energia primaria superiori a 2.000 MWh
NO
N S
IGN
IFIC
AT
IVO
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Vettori energetici per produzione di energia termica
Valutazione economica di 2° principio: costo dell’energia termica utile
Gas naturale, GNL e GPL sono fortemente avvantaggiati grazie a rendimenti di conversione elevati
Le pompe di calore hanno ampia forbice min/max, dovuta alla variabilità del COP
Considerazioni valide per applicazioni con consumi annui di energia primaria superiori a 2.000 MWh
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Le biomasse scontano gli elevati costi di impianto e di manutenzione
Il BTZ seppur competitivo sconta elevati costi di gestione
In queste analisi non sono stati considerati:
- benefici derivanti da incentivi
- i benefici ambientali e di immagine dell’utilizzo di tecnologie non inquinanti
Vettori energetici per produzione di energia termica
Valutazione economica di 2° principio corretta: costo dell’energia termica utile al netto dei costi di impianto e manutenzione
Considerazioni valide per applicazioni con consumi annui di energia primaria superiori a 2.000 MWh
On-grid Off-grid
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Conclusioni:
Si per l’ONGRID che per l’OFFGRID: assenza di un vettore energetico dominante
Gli scostamenti tra min e max (elevati) sono dovuti a:
Bontà dei contratti di approvvigionamento
Qualità del combustibile
Performances dei dispositivi utilizzati
Corretta scelta, installazione e manutenzione della soluzione impiantistica adottata
Vettori energetici per produzione di energia termica
Valutazione economica di 2° principio corretta: costo dell’energia termica utile al netto dei costi di impianto e manutenzione
Considerazioni valide per applicazioni con consumi annui di energia primaria superiori a 2.000 MWh
On-grid Off-grid
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Sistemi incentivanti incerti, non omnicomprensivi e premianti logiche di autoconsumo
Volatilità dei prezzi vettori energetici tradizionali
Assenza di un vettore energetico dominante
Spark spread elevato nel settore industriale
Prezzo al kWh sempre più gravato da oneri fissi e meno dalla materia prima/costi di produzione
«Trend» verso l’autoconsumo e soluzioni autarchiche
Vettori energetici
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Nelle industrie molte situazioni «multivettore»
Diversi sistemi di generazione non ottimizzati
Diversi interventi effettuati negli anni non coordinati tra loro
Difficile controllo e valutazione dei contratti di approvvigionamento
Case history
Industria – aggregazione di più vettori energetici
492.311
402.145
437.468
340.435
311.991
228.844224.243
31.565
124.256
290.002
337.467
274.922
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic
Consumi finali di energia termica divisi per fonte, anno 2014 [kWh]
TOTALE BTZ GPL TELERISCALDAMENTO
kW
h te
rmic
i u
tili
mese
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Nella PMI situazioni «multivettore»
Diversi sistemi di generazione non ottimizzati
Diversi interventi effettuati negli anni
Difficile controllo e valutazione dei contratti di approvvigionamento
492.311
402.145
437.468
340.435
311.991
228.844224.243
31.565
124.256
290.002
337.467
274.922
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic
Consumi finali di energia termica divisi per fonte
anno 2016 [kWh]
GNL
kW
h te
rmic
i u
tili
mese
Case history
Industria – aggregazione di più vettori energetici
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Revamping con unica centrale in posizione baricentrica rispetto ai carichi
Unico contratto di approvvigionamento con maggior competitività dovuta ai volumi
Sistemi di accumulo
Incremento dei rendimenti
Minori perdite di distribuzione
82%
12%
6%
RIPARTIZIONE PERCENTUALE ENERGIA TERMICA UTILE
2014
% BTZ % GPL % TELE
100%
RIPARTIZIONE PERCENTUALE ENERGIA UTILE
2016
GNL
Case history
Industria – aggregazione di più vettori energetici
26 Maggio 2016 - Valutazione delle fonti e dei vettori energetici integrati fossili e rinnovabili Marco Rossi
Lo studio di fattibilità di fuel switchingporta ad ottimi parametri di investimento
Il fuel switching renderà anche possibile in un prossimo futuro l’installazione di un cogeneratore con interessanti parametri di investimento
-€ 100.000
-€ 50.000
€ 0
€ 50.000
€ 100.000
€ 150.000
€ 200.000
€ 250.000
€ 300.000
€ 350.000
€ 400.000
€ 450.000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
CASH FLOW CUMULATO ATTUALIZZATO
CASH FLOW ATTUALIZZATO
ENERGIA TERMICA
COSTI OPERATIVI EX ANTECOSTI OPERATIVI
EX POST
BTZ + GPL + TELE GNL
Approvvigionamento combustibili/tele€ 238.175 € 199.498
Scaldiglie BTZ € 11.174 -
Additivi € 23.922 -
Manutenzione € 3.300 € 2.000
Canone annuo impianto GNL - € 27.000
totale € 276.571 € 228.498
Tempo di payback 1,1anni
NPV € 381.816
IRR 96,0%
Case history
Industria – aggregazione di più vettori energetici
Etanomics Italia S.r.l.
Piazzale Biancamano, 8
I-20121 Milano
Ing. Marco Rossi
Mob.:+39 366 6468745
Fisso:+39 02 62032040
Iscrizione all’Ordine degli Ingegneri
della Provincia di Milano n°: A24239
EGE Secondo UNI CEI 11339 e DL 102/2014
Certificato: 0015-SI-EGE-2015
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