Si prende in considerazione una azienda chimica che ha elevati consumi elettrici (prelevati da rete) e termici (vapore prodotto da gas naturale). L'azienda decide di valutare la convenienza di un investimento in un impianto di cogenerazione a metano.Le valutazioni preliminari vanno fatte sul consumo elettrico complessivo e sul consumo termico complessivo, verificando che ci sia una sufficiente continuità nel corso dell'anno e anche una buona contemporaneità tra i due utilizzi. Il parametro riassuntivo di questa analisi è il T/E, rapporto tra consumo termico e consumo elettrico. Si assume che il rapporto sia ca. 2 e ca. costante per almeno 7000 h/anno (quindi ciclo continuo). Si assume che il consumo elettrico sia mediamente 1,5 MW.Si valuta quindi l'inserimento di un gruppo cogenerativo turbogas della potenza di 1,5 MW elettrici, con caldaia a recupero in grado di erogare vapore alla pressione di rete per ca. 3 MW termici.Ipotizzando che il nuovo gruppo abbia un rendimento elettrico del 30% e un rendimento termico del 60% (contro un rendimento termico delle caldaie esistenti dell'80% e un rendimento di produzione dell'EE di rete del 40%) l'indice di risparmio energetico vale:IRE=1-1/(30/40+60/80)=33%Il consumo dell'azienda è:Consumo gas = 2000 kW / 80% / 35000 (PCI metano kJ/Nmc)=0,07 Nmc/secPer un costo complessivo di 107 €/h + 100 €/h di acquisto EE (valorizzata a 0,1 €kWh). Il consumo orario di metano con coge sarà:consumo = 1000 kW / 30%(rendimento) / 35000 (PCI metano kJ/NMc) = 0,1 Nm3/secPer un costo orario di 137 €/h (metano valorizzato a 0,4 €/Nmc).Quindi il gruppo permette un risparmio di 207-137 = 70 €/h e di 490.000 €/anno. Se si stima l'investimento in 2,5 M€ il pay-back (non attualizzato) è di ca. 5 anni. Va tenuto conto che l'intervento potrebbe godere anche dell'incentivazione con titoli di efficienza energetica, che andrebbero a ridurre il pay-back appena calcolato.Nella valutazione va tenuto conto anche di: disponibilità di spazi all'interno dello stabilimento;cambiamenti di lay-out logistico e di distribuzione utilities;cambiamenti organizzativi (nuovo personale / formazione del personale esistente);modifiche nel regime autorizzativo (emissioni);modifiche contrattuali per la fornitura del gas;tempi di fermo impianto per installazione e collegamento del gruppo coge; Per tutte queste voci vanno valutati i costi e le criticità relative.
Esempio di studio di fattibilità per impianto cogenerativo
Si prende in considerazione una azienda chimica che ha elevati consumi elettrici (prelevati da rete) e termici (vapore prodotto da gas naturale). L'azienda decide di valutare la convenienza di un investimento in un impianto di cogenerazione a metano.Le valutazioni preliminari vanno fatte sul consumo elettrico complessivo e sul consumo termico complessivo, verificando che ci sia una sufficiente continuità nel corso dell'anno e anche una buona contemporaneità tra i due utilizzi. Il parametro riassuntivo di questa analisi è il T/E, rapporto tra consumo termico e consumo elettrico. Si assume che il rapporto sia ca. 2 e ca. costante per almeno 7000 h/anno (quindi ciclo continuo). Si assume che il consumo elettrico sia mediamente 1,5 MW.Si valuta quindi l'inserimento di un gruppo cogenerativo turbogas della potenza di 1,5 MW elettrici, con caldaia a recupero in grado di erogare vapore alla pressione di rete per ca. 3 MW termici.Ipotizzando che il nuovo gruppo abbia un rendimento elettrico del 30% e un rendimento termico del 60% (contro un rendimento termico delle caldaie esistenti dell'80% e un rendimento di produzione dell'EE di rete del 40%) l'indice di risparmio energetico vale:IRE=1-1/(30/40+60/80)=33%Il consumo dell'azienda è:Consumo gas = 2000 kW / 80% / 35000 (PCI metano kJ/Nmc)=0,07 Nmc/secPer un costo complessivo di 107 €/h + 100 €/h di acquisto EE (valorizzata a 0,1 €kWh). Il consumo orario di metano con coge sarà:consumo = 1000 kW / 30%(rendimento) / 35000 (PCI metano kJ/NMc) = 0,1 Nm3/secPer un costo orario di 137 €/h (metano valorizzato a 0,4 €/Nmc).Quindi il gruppo permette un risparmio di 207-137 = 70 €/h e di 490.000 €/anno. Se si stima l'investimento in 2,5 M€ il pay-back (non attualizzato) è di ca. 5 anni. Va tenuto conto che l'intervento potrebbe godere anche dell'incentivazione con titoli di efficienza energetica, che andrebbero a ridurre il pay-back appena calcolato.Nella valutazione va tenuto conto anche di: disponibilità di spazi all'interno dello stabilimento;cambiamenti di lay-out logistico e di distribuzione utilities;cambiamenti organizzativi (nuovo personale / formazione del personale esistente);modifiche nel regime autorizzativo (emissioni);modifiche contrattuali per la fornitura del gas;tempi di fermo impianto per installazione e collegamento del gruppo coge; Per tutte queste voci vanno valutati i costi e le criticità relative.