La canna da zucchero. L`agroindustria a Cuba: oppotunità

LA CANNA DA ZUCCHERO
L’AGROINDUSTRIA A CUBA:
OPPORTUNITÀ PER LA
PRODUZIONE DI ENERGIA
RINNOVABILE
Ministero dello Zucchero della Repubblica di
Cuba
1
UN BREVE RIASSUNTO STORICO
2
IL SETTORE DELLO ZUCCHERO ATTUALE
3
POTENZIALE ENERGETICO DELLA CANNA
4
PAGLIA DI CANNA E BIOGAS DA VINACCE
5
CASE STUDY: A 30 Mw TPP
1- BREVE RIASSUNTO STORICO
Poche parole sullo zucchero. Mercato internazionale inferiore al
30% della produzione. Quasi la metà dipende da quote e
accordi. Sussidi. Barriere: PREZZI VARIABILI.
1- BREVE RIASSUNTO STORICO (Cont…)
ANNI 50: Raccolti nell’ordine di 5 MM ton Zucchero:
90 % delle esportazioni cubane. Totale dipendenza
dalla quota americana. Arrivò a 4 MM ton. 161
fabbriche, 1,4 MM ettari. Nel gennaio del 1959 trionfa
la Rivoluzione Cubana.
Anni 60: gli USA cancellano la quota dello zucchero.
Possibile disastro economico. Accordi con la URSS e i
paesi socialisti. Zucchero come base dello scambio.
Programma dello Zucchero e obiettivo delle 10 MM
ton. Si arriva a 8,4 MM ton.
Anni 70-80: Il COMECON, Investimenti, 8 nuovi
zuccherifici, impianti di derivati. Produzione media di
più di 7 MM t. L’Area della canna cresce a 1,8 MM Ha.
L’energia ancora non era molto importante.
Ingresos por exportaciones de
azúcar (MMUSD)
6.000,0
5.275,3
4.737,0
5.000,0
4.000,0
2.737,8
3.000,0
2.000,0
1.454,6
1.000,0
131,0
405,0
430,6
1970
1973
0,0
1963
1975
1980
1985
1990
Anni 90. Scompare la URSS e il socialismo europeo. Gli
USA aumentano il blocco. Nuova possibilità di crollo.
Diminuisce progressivamente la produzione dello zucchero.
Dal 2002-2007. Prezzi bassi dello zucchero. Decisione di
ridimensionare il settore. Passano 1 MM ad altre coltivazioni.
Chiudono 94 fabbriche. Riduzione del sistema di sostegno e
servizi al settore.
2- IL SETTORE DELLO ZUCCHERO ATTUALE
Può contare su 60 fabbriche di zucchero, 750 mil ha di terra per
la canna, officine e imprese di servizi, istituti di I+D, etc.
Nell’ultima raccolta operarono 45 fabbriche dovuto alla scarsa
disponibilità di canna. Clima, finanziamenti tardivi, ecc.
Si lavora per una riorganizzazione verso forme più efficienti di
amministrazione imprenditoriale e diminuzione dei costi.
LE PRIORITÀ:
Produzione di canna. Aumento del rendimento. Irrigazione.
Diversificare la Produzione: Energia, alimento animale. Prodotti
di alto valore aggiunto. Sostituire le importazioni.
Diversificare e aumentare le esportazioni. Prodotti zuccherieri
diversi, alcol e bevande, Tecnologie e Servizi Tecnici.
Investimenti e affari con capitale straniero. Contratti di gestione
degli zuccherifici. Produzione di energia rinnovabile. Alcol e altri
derivati.
SVILUPPO PRODUTTIVO
Arrivare a rendimenti medi di 54 t/ha per produrre 25 – 28
milioni di tonnellate di canna.
Produrre 2,5 – 3,0 milioni di tonnellate di zucchero, alcol,
alimento animale. Moltiplicare la distribuzione di elettricità in
tutte le sue varianti.
CANNA DA ZUCCHERO
ZUCCHERO
ENERGIA ELETTRICA
DERIVATI
3. POTENZIALE ENERGETICO
DELLA CANNA DA ZUCCHERO
La canna è una coltivazione permanente. Si
raccoglie ogni 12-14 mesi. Si risemina in cicli di 5-7
raccolte.
La canna è una pianta eccezionale per la sua elevata
effettività fotosintetica. Combina la capacità di
produrre biomassa ligneo-cellulosica con quella di
sintetizzare saccarosio.
Il rendimento medio mondiale è di 40-50 t/ha all’anno.
Con irrigazione o condizioni ottime di pioggia si
ottengono medie di 80-100 t/ha.
La canna, al momento della raccolta, è formata da
polloni, foglie secche, foglie verdi e punte. Alla
centrale vanno polloni puliti.
Ogni 100 tonnellate di canna contengono:
Zuccheri Solubili
12-14 ton
Biomassa cellulosica secca 14-16 ton
Lo zuccherificio tradizionale è energeticamente inefficiente. È
disegnato solo per autorifornirsi di vapore mediante la
combustione della bagassa e dell’elettricità mediante la
cogenerazione. AFFINCHÈ NON AVANZI BAGASSA.
Si usano schemi che consumano 500-520 kg di vapore per
tonnellata di canna. È possibile ridurre tale indice a 360-380 Kg.
/ t. L’industria della barbabietola consuma l’equivalente di 260300 Kg. / t.
Tradizionalmente si usavano caldaie a vapore di 15-20 bar con
efficacia del 68-70%. Attualmente sono frequenti caldaie da 6065 bar con 88% de efficacia.
Uno zuccherificio moderno, disegnato con interesse per
l’energia, può generare, solo con la bagassa, 100-120 Kw-hr per
tonnellata di canna e consumare 25-30.
Pertanto può vendere 80-90 Kw-hr por ogni tonnellata di canna.
Per 7000 tc/al giorno significa generare 30 e vendere 22 Mw
ELECTRIC POWER
GENERATION
BAGASSE BOILERS
STEAM
BAGASSE
GRID CONECTION
SUGAR
SURPLUS
POWER
SUGAR MILL
SUGAR CANE
THE SUGAR MILL ENERGY CYCLE
L’ENERGIA NELL’INDUSTRIA DELLO ZUCCHERO A CUBA
Il risparmio di energia e la generazione di eccedenze per la
vendita alla Rete Elettrica Nazionale costituisce una
priorità da anni nell’industria dello zucchero.
In modo progressivo sono state introdotte misure e
modesti investimenti per diminuire i consumi di vapore e
incrementare la vendita di elettricità.
La capacità di generazione installata negli zuccherifici è di
circa 500 Mw.
L’indice di generazione ha registrato una crescita a una
media attuale di 35 kw-hr per ogni tonnellata di canna.
Il consumo del vapor è in una media di 470 kg / ton
La tavola seguente riassume il bilancio energetico
dell’industria negli ultimi anni.
EVOLUZIONE DELLA GENERAZIONE E DEL
CONSUMO DELL’ELETTRICITÀ A CUBA
1990
2003
2007
2008
Generation (GWh)
1449
685
409
591
Deliver to National
Grid (GWh)
118.5
93.9
71.1
90.8
Total industry
consumption (GWh)
899
446
315
290
Generation (Kw-h /t
of cane)
19.0
31.7
31.5
36.7
101
110
123
Self sufficiency (%)
4. Residuo agricolo della raccolta di canna da zucchero
Il residuo della raccolta della canna, formato da foglie
e punte, costituisce circa il 25 - 30% in peso ed è
denominato Paglia o RAC.
Con un’umidità tra il 20 e il 40% a seconda della
composizione e momento d’uso, costituisce biomassa
energetica di grande importanza.
A Cuba la Paglia di Canna rimane disponibile:
Nei centri di rifornimento e pulizia:
Nei campi dopo la raccolta:
LA PAGLIA DI CANNA PUÒ ESSERE UTILIZZATA PER:
Le caldaie dello zuccherificio
Uso della paglia in Zuccherifici dell’Africa del Sud
Gassificazione della Biomassa
Gassificazione Biomassa en China
BIOGAS DA VINACCE DI DISTILLERIE
BIOGAS DA VINACCE (Cont…)
La vinaccia è il residuo liquido della produzione di
alcol da fermentazione di mieli o succhi zuccherieri.
Sono generati 12-15 m3 di vinacce per m3 de alcol
prodotto.
Con la vinaccia di 1 m3 de alcol è possibile ottenere
circa 100 kg de CH4 che equivalgono
approssimativamente a un(1) barile di petrolio
Si può bruciare nelle caldaie delle distilleria o
purificare e generare elettricità in gruppi generatori a
motore diesel.
IMPIANTO DI BIOGAS DI
VINACCE.
DISTILLERIA H. DUQUESNE
PROV. VILLA CLARA, CUBA
IMPIANTO DIMOSTRATIVO
BIOGASNORD
CIEGO DE AVILA, CUBA
POTENZIALE NAZIONALE DI BIOGAS
Alcohol
(L/d)
Vinazas
(m3/d)
Biogás
(m3/d)
Biogás
(m3/a)
H. Molina
50.000
800
14.215
3.454.338
J. Rabí
50.000
800
14.215
3.454.338
H. Duquesne
50.000
800
14.215
3.454.338
M. Hernández
80.000
1.280
22.745
5.526.942
E. Varona
50.000
800
14.215
3.454.338
A. Guiteras
100.000
1.600
8.529
2.072.603
Amancio Rdguez
60.000
960
17.058
4.145.206
A. Colina
50.000
800
4.265
1.036.302
Urbano Noris
50.000
800
14.215
3.454.338
Argeo Martínez
30.000
480
8.529
2.072.603
A. Sánchez
90.000
1.440
7.676
1.865.343
TOTAL
660.000
10.560
139.879
33.990.69
Destilería
5. CASE STUDY
A 30 Mw Thermo Power Plant based on sugar cane
biomass.
“Ciro Redondo” Sugar Mill, Province of Ciego de
Ávila.
HIGHLIGHTS
Vari zuccherifici a Cuba, con capacità medie di 7 mil tc/d
richiedono capitali nei sistemi energetici (caldaie e turbo
generatori). Questa è una buona opportunità per installare
sistemi nuovi, di alta efficienza e pressione che permettano di
distribuire elettricità alla rete nazionale.
Un progetto tipico consiste in una TPP basata sulla Biomassa
della Canna da zucchero con capacità di generazione di 30
MW dei quali consuma 8 Mw e il resto lo distribuisce alla Rete.
I prezzi attuali dell’elettricità sono allettanti, giacché costituisce
un interesse nazionale e l’esistenza di una rete elettrica
nazionale totalmente interconnessa agevola questo tipo
d’investimento.
Il nuovo impianto operaio come unità indipendente, che riceve
dallo zuccherificio tutta la biomassa e la distribuisce in cambio
del vapore di bassa pressione e dell’elettricità richiesta.
Lo schema allegato spiega il funzionamento dell’impianto.
Canna
Residui (Trash)
Bagassa
Fabbrica di Zucchero
Centrale Termica di
Cogenerazione 30 MW
Biomassa rimanente
in epoca di raccolto
Biomassa da consumare nel periodo
di inattività
Magazzino Biomassa
CASE STUDY: BIOMASS THERMO POWER PLANT
ALTRE INFORMAZIONI
La TPP dispone di due (2) caldaie a vapore per biomassa di
90-100 t/hr a 63 bar e 480 gradi C di temp. E due (2) turbogeneratori con estrazione a 2,5 bar e condensazione.
L’impianto sarà in funzione 250 giorni con bagassa (canna da
zucchero +”energy cane”) e altri 50-60 giorni con “cane trash”
e/o bagassa di altri zuccherifici.
Ogni anno la generazione sarà di 220 Gw-hr dei quali circa 160
Gw-hr si esportano alla rete.
S stima un investimento totale di 40-45 Milioni US$ e un tempo
di costruzione tra 18 e 24 mesi.
Si discutono i prezzi dell’elettricità, che si aggirano sui 100-120
US$ el Mw-hr.
In tal modo, secondo le condizioni del finanziamento ottenute, il
recupero dell’investimento avverrà tra i 5 e i 6 anni.
CONCLUSIONI
Un progetto tecnicamente sicuro con buoni risultati
economici
Accordo a lungo termine per potere di vendita a
buon prezzo
L’Energia Rinnovabile è un’alta priorità nazionale
Potenziali benefici dal Credito di Emissione
Potentiale di simili progetti in altri zuccherifici
La canna da zucchero è buona
non solo per produrre zucchero
per il tuo caffè.
GRAZIE