26 maggio 2016 webinar liquigas - il gnl e l'efficienza … · 2016. 5. 27. · 26 maggio 2016...

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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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)


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


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


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



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



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


Valutazione economica di 2° principio corretta: costo dell’energia termica utile al netto dei costi di impianto e manutenzione


On-grid Off-grid


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


Valutazione economica di 2° principio corretta: costo dell’energia termica utile al netto dei costi di impianto e manutenzione


On-grid Off-grid


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


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


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

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200.000

300.000

400.000

500.000

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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

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tili

mese

Case history



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



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


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EGE Secondo UNI CEI 11339 e DL 102/2014

Certificato: 0015-SI-EGE-2015

26 maggio 2016 webinar liquigas - il gnl e l'efficienza … · 2016. 5. 27. · 26 maggio 2016...

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