Un esempio di efficienza energetica: l`impianto di
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Un esempio di efficienza energetica: l’impianto di trigenerazione Ferrari Maranello, 19/06/2013 Tecnologie e Infrastrutture L’approccio di Ferrari verso la sostenibilità Alla fine degli anni 90 con il progetto Formula Uomo la tematica ambientale ha assunto un aspetto strategico • tutte le nuove strutture sono state costruite con il rispetto dell’ambiente • si è adottato il processo di verniciatura ad acqua • sono stati piantati centinaia di alberi fuori e dentro i reparti Dal 2001 Ferrari è certificata ISO 14001 • impegno concreto nel minimizzare l'impatto ambientale dei processi e dei prodotti • attestazione dell'affidabilità del sistema di gestione ambientale applicato Nel 2007 ha ottenuto l’Autorizzazione Integrata Ambientale • approccio integrato alle problematiche ambientali connesse alle attività industriali e produttive Dal 2009 Ferrari autoproduce più dell’80% del proprio fabbisogno elettrico • con l’impianto fotovoltaico e la centrale di trigenerazione si sono ridotte le emissioni di CO2 del 35% Tecnologie e Infrastrutture 2 Trigenerazione Con il termine Trigenerazione si intende una particolare forma di cogenerazione che implica la produzione contemporanea di tre forme di energia partendo da un unico combustibile: energia elettrica, termica sottoforma di calore ed energia termica sottoforma di freddo (CHCP = Cogeneration of Heat, Cooling and Power) La trasformazione dell’energia termica in energia frigorifera è resa possibile dall’impiego del ciclo frigorifero ad assorbimento il cui funzionamento si basa su trasformazioni di stato del fluido refrigerante in combinazione con la sostanza utilizzata quale assorbente come il bromuro di litio. Tecnologie e Infrastrutture 3 Vantaggi I principali benefici della trigenerazione sono: ▫ un risparmio economico conseguente al minor consumo di combustibile rispetto quanto impiegato nella tradizionale produzione di energia; ▫ una riduzione dell'impatto ambientale, conseguente sia alla riduzione delle emissioni sia al minor rilascio di calore residuo nell'ambiente; ▫ minori perdite di trasmissione e distribuzione per il sistema elettrico nazionale, conseguenti all'autoconsumo dell'energia prodotta; ▫ la sostituzione di modalità di fornitura del calore meno efficienti e più inquinanti; Tecnologie e Infrastrutture 4 Le motivazioni della scelta L’evoluzione urbanistica industriale degli ultimi 10 anni ha comportato un aumento esponenziale dei consumi energetici La diffusione del condizionamento per esigenze produttive e di comfort in tutti i reparti industriali ha conseguito una rilevante necessità di energia frigorifera La scelta della trigenerazione si inquadra come una azione strategica per contenere i costi della componente energia e contemporaneamente ridurre l’impatto ambientale L’impianto produce energia elettrica per il processo industriale e mette a disposizione acqua surriscaldata contribuendo in modo significativo al riscaldamento invernale, nonché acqua refrigerata per il ciclo produttivo della Verniciatura, Meccanica e Galleria del Vento. Tecnologie e Infrastrutture 5 Step di progettazione Definizione del Processo: ▫ Profili Orari dei consumi di Stabilimento per l’Energia Elettrica, l’Energia Termica e l’Energia Frigorifera, ▫ Definizione dello schema di processo e delle soluzioni impiantistiche per ottimizzare l’efficienza e la flessibilità, ▫ Scelta delle tipologie delle principali macchine da installare (motori, caldaie a recupero …), ▫ Definizione ed ottimizzazione degli assetti di funzionamento dell’impianto Definizione del layout dell’Impianto e delle dimensioni del fabbricato Progettazione civile / architettonica del fabbricato Tecnologie e Infrastrutture 6 Dati di partenza Fabbisogni energetici primari dello stabilimento principale a Maranello ▫ Fabbisogno elettrico: 100.000 MWh – Potenza MAX: 22 MW – Consegna AT (132 kV) – Esercizio con 2 TRAFO da 16 MVA ▫ Fabbisogno termico: 50.000 MWht – Centrale termica per la produzione di acqua surriscaldata 135 °C a servizio dello Stabilimento e del ciclo produttivo della Verniciatura 10.860 MWhf ▫ Fabbisogno frigorifero: – Potenza MAX: 9 MWf – Gruppi frigo raffreddati ad acqua a servizio della Verniciatura, Meccanica e Galleria del Vento Tecnologie e Infrastrutture 7 Scelte tecniche di progetto Produzione di energia elettrica - 2 motori endotermici a gas da 8,55 MW - 2 alternatori da 6,3 kV - 2 trafo elevatori 6,3/15 kV da 12 MVA Produzione di acqua surriscaldata 150°C - 2 caldaie a recupero da 3,5 MWt - l’energia termica prodotta è trasmessa, per mezzo di scambiatori di disaccoppiamento alla Centrale Termica Produzione di acqua reffrigerata 5°C - 2 frigo ad assorbimento da 2,5 MWf - l’energia frigorifera prodotta è trasmessa, per mezzo di scambiatori di disaccoppiamento alle utenze Tecnologie e Infrastrutture 8 Caratteristiche tecniche Potenzialità termica complessiva dei 2 motori a gas: ………………..38 MWt ▫ intesa come potenzialità termica equivalente di gas naturale consumato dall’impianto Potenza elettrica generata: ………………………………………………….…..17,1 Mwe ▫ intendendo come potenza elettrica quella fornita ai morsetti dell’alternatore Potenza termica massima generata come acqua surriscaldata: …..7 MWt ▫ intesa come potenza termica massima di produzione di acqua surriscaldata a 150°C per uso tecnologico ed ambientale da parte dello Stabilimento Potenza termica massima generata come acqua refrigerata: ………5 MWt ▫ intesa come potenza termica massima di produzione di acqua refrigerata a 7°C per uso ambientale e tecnologico da parte dello Stabilimento Tecnologie e Infrastrutture 9 Schema di flusso Gas Naturale MOTORE Energia Elettrica 17,1 MW Gas di Scarico Fluidi Caldi Energia Termica 7 MW RECUPERO TERMICO Perdite UTENZE ELETTRICHE UTENZE TERMICHE Energia Frigorifera GRUPPO FRIGORIFERO 5 MW UTENZE FRIGORIFERE Tecnologie e Infrastrutture 10 Schema di processo Tecnologie e Infrastrutture 11 Prestazioni dell’impianto Prestazioni Motori : ▫ Rendimento Elettrico : 44,1% Prestazioni Impianto di Trigenerazione : ▫ Rendimento Complessivo (elettrico + termico) : 73,5% ▫ Calcolo IRE (Indice di Risparmio di Energia) e LT (Limite Termico) CALCOLO IRE & LT Ec = 239.705.425 Ee = 105.659.781 Et Civ = 70.452.200 Et Civ cor (*) = 56.361.760 πes = 0,4 π ts,civ = 0,8 Ee imm = 100.376.792 Ee autoc = 5.282.989 p imm = 0,972 p autoc = 0,957 p= 0,971 IRE = 0,300 LT = 0,348 (*) Fattore di correz Et = 0,8 kWh/anno kWh/anno kWh/anno kWh/anno kWh/anno kWh/anno Il comma 2.2 - art.2 - della Delibera AEEG n.42/2002 afferma che l’indice IRE non deve essere inferiore al 10%, mentre il Limite Termico (LT) non deve essere inferiore al 15%. >0,100 >0,150 Tecnologie e Infrastrutture 12 Le tappe del progetto 2007 1 2 3 4 5 6 7 2008 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 2009 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15/02/2007 gara d’appalto 31/07/2007 lettera d’intento per assegnazione appalto 29/02/2008 contratto quadro 01/05/2008 presentazione enti amministrativi dell’autorizzazioni 14/07/2008 inizio attività di cantiere 15/10/2008 rilascio dell’autorizzazione edile 17/02/2009 rilascio dell’autorizzazione ambientale 28/05/2009 rilascio dell’autorizzazione fiscale 01/06/2009 avviamento dell’impianto Tecnologie e Infrastrutture 13 2012 – Collegamento elettrico della Gestione Sportiva Due stabilimenti ed un unico comprensorio industriale collegati elettricamente per sfruttare tutta l’energia elettrica della trigenerazione Impianto di Trigenerazione E Sottostazione Elettrica Alta Tensione Gestione Industriale Polo Vettori Energetici Gestione Sportiva Tecnologie e Infrastrutture 14 Bilancio Energetico Principali centri di consumo Ferrari Stabilimento Produttivo, Via Abetone Stabilimento Gestione Sportiva + Pista di Fiorano Stabilimento Scalietti, Via Emilia Est Consumo totale Principali centri di consumo Ferrari Stabilimento Produttivo, Via Abetone Stabilimento Gestione Sportiva + Pista di Fiorano Stabilimento Scalietti, Via Emilia Est Consumo totale Emissioni di CO2 UdM 2008 2009 2010 2011 2012 (GW h) (GW h) (GW h) (GW h) 105,1 8,7 2,9 116,8 93,1 9,8 2,6 105,5 102,4 9,8 2,7 114,8 107,7 11,0 3,2 121,9 110,2 13,0 3,0 126,2 UdM 2008 2009 2010 2011 2012 Smc Smc Smc Smc 11.829.659 415.600 461.064 12.706.323 10.255.213 393.498 408.172 11.056.883 UdM (tonCO2) 2008 107.658 2009 78.014 11.969.409 11.723.615 12.444.441 401.686 392.371 404.698 532.375 411.538 470.262 12.903.470 12.527.524 13.319.401 2010 64.378 2011 65.589 2012 63.591 Stabilimento Produttivo, Via Abetone: -36% Totale Ferrari: -40% Tecnologie e Infrastrutture 15 Impianto di trigenerazione Potenza Elettrica: 17,1 MW Potenza Termica: 7 MWt Potenza Frigorifera: 5 MWf Tecnologie e Infrastrutture 16
