Cogenerazione: valutare la convenienza

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/sec
Per 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/sec
Per 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.

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