La biomassa ad uso energetico: potenzialita` e limiti

INNOVAZIONE E DIVERSIFICAZIONE
IN AGRICOLTURA
Rufina
10 Ottobre
2013
LA BIOMASSA AD USO ENERGETICO:
POTENZIALITA’ E LIMITI
Relatore Alessandro Tirinnanzi
[email protected]
ENERGIE RINNOVABILI E TERRITORIO: LE OPPORTUNITA’ PER LE AZIENDE AGRICOLE
INNOVAZIONE E DIVERSIFICAZIONE
IN AGRICOLTURA
Rufina
10 Ottobre
2013
1. Inquadrare il tema delle biomasse
1.1 Offerta di biomasse (legno cippato) in Toscana
1.2 Domanda di biomasse (legno cippato) in Toscana
1.3 Osservatorio sulle biomasse
2. Monitoraggio impianti
2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
2.2 Approccio per la gestione di un impianto
2.3 Gestori d’impianto o produttori di cippato: attenzione al CI
3. Opportunità sul territorio: il consorzio delle colline Lucchesi
4. Sintesi
ENERGIE RINNOVABILI E TERRITORIO: LE OPPORTUNITA’ PER LE AZIENDE AGRICOLE
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1.1 Offerta di biomasse (legno cippato) in Toscana
Province
Arezzo
Firenze
Grosseto
Livorno
Lucca
Massa
Pisa
Prato
Pistoia
Siena
t di residui
65 €/t 83 €/t
76962 78356
82010 83076
66690 68101
14500 15340
34660 35276
20263 20743
31777 32296
10036 10240
26442 27004
72694 73704
• Criteri di sostenibilità ecologica
• Criteri di sostenibilità economica
1200000
1000000
800000
Residui 65 [t]
600000
Residui a 83 [t]
400000
Produttività ecologica
[t]
200000
Regione Toscana
436034 444136
0
Produttività
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1.2. Domanda di biomasse (legno cippato) in Toscana
Attualmente in Toscana sono stati censiti 74 impianti alimentati a cippato di
legno. Sono impianti sorti sia con finanziamento pubblico ma anche piccoli
impianti realizzati spontaneamente a servizio di agriturismo, piscine, centri
sportivi (26).
80
80000
7070000
6060000
5050000
40000
40
30000
30
20000
20
10000
10
0
fino a 150 [kW]
Consumo di cippato
da 151 a 320
[kW]
progressivo
[t/anno]
da 320
a 420 [kW]
Energia
termica
erogata
n° impianti
[MWh/anno]
da 500 a 700 [kW]
Energia
elettrica
da 701
a 1400 erogata
[kW] (per
cogeneratori) [MWh/anno]
oltre 1401[kW]
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
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1.3. Osservatorio sulle biomasse
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Occorre avere idea dello stato delle realizzazioni degli impianti in Toscana e
monitorare l’andamento della domanda di cippato in relazione alle potenzialità
reali del Territorio.
E’ necessario un osservatorio sulle biomasse al fine di indirizzare le scelte di
Governo del Territorio e pianificare e programmare degli investimenti nel settore
per garantire la sostenibilità: esiste un n° massimo di impianti!
t
Limite di sostenibilità dell’offerta
Andamento della domanda di cippato
Tempo
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1.3. Osservatorio sulle biomasse
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1.3. Osservatorio sulle biomasse
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2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
Potenza della caldaia: 220 kWt
Lunghezza rete TLR: 320 m
Consumo annuo: 70 t/anno (M25)
Il materiale proviene da interventi eseguiti dall’Unione dei Comuni della
Lunigiana (ex CML) da boschi di proprietà pubblica (max 50 km).
Piattaforma logistica
Taglio
Aprile
Agosto
Cataste stoccaggio
e asciugatura
1÷10 Settembre
Cippatura
Aprile
Stoccaggio
cippato
Trasporto
1÷2 km
Novembre
Kindergarten
Central Office MC
Public Assistance
Heating plant
Energia
termica
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2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
Si tratta di una filiera di autoproduzione di cippato
Autoproduzione di legname da aree demaniali
(taglio, abbattimento, allestimento, esbosco)
Trasporto da imposto a piattaforma
Cippatura
32,50 €/t sf
(finanziamenti regionali per la
gestione delle aree demaniali e per
la ripulitura degli alvei fluviali, ecc.
43,50 €/t sf
(costi effettivamente sostenuti)
76 €/t sf
Costi connessi alla gestione impianto
• Stoccaggio - piattaforma
• Trasporto cippato all’impianto
• Gestione impianto per autoconsumo
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2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
Costi totali di realizzazione dell'impianto a cippato
Voce di costo
Costi di
realizzazione
impianto (€)
Costi di realizzazione
con finanz. 25% (€)
Caldaia e accessori impianto, Vano
centrale term. e stocc. Cippato, Rete
di teleriscaldamento, Installazione e
servizi di ingegneria
142.999
106.999
Caldaia backup (€/kW)
assente
assente
142.999
106.999
TOTALE (€)
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2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
Costi totali di gestione considerando anche la piattaforma logistica
Voce di costo
Costi di gestione annui
(€)
Costi di realizzazione
con finanz. 25% (€)
Manutenzione ordinaria (€/anno)
Manutenzione straordinaria
(€/anno)
Acquisto cippato (€/anno)
Costo dell'energia elettrica
(€/anno)
Interessi su capitali (€/anno)
1.979
1.979
423
423
3.147
3.147
2.059
2.059
715
535
TOTALE (€)
8.324
8.144
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2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
Costi di installazione e gestione degli impianti alternativi a gasolio
Voce di costo
Costi di realizzazione impianti (€)
Caldaia e accessori impianto, Vano centrale
term., Rete di teleriscaldamento, Installazione
e servizi di ingegneria
TOTALE (€)
78.649
78.649
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2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
Costi totali di gestione impianto a gasolio
Voce di costo
Costi di gestione annui (€/anno)
Manutenzione ordinaria
Manutenzione straordinaria
Acquisto del gasolio
Costo dell'energia elettrica (€/kWhel)
Interessi su capitali (€/anno)
TOTALE (€)
1.089
233
22.058
1.750
393
25.523
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2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
INDICI DI EFFICIENZA FINANZIARIA
Tempo di ritorno (anni)
ΔVAC (€)
Saggio di Rendimento Interno
(%)
Prezzo di BEP del cippato
(€/t s.f.)
Costo equivalente
energia termica (€/MWh)
con risorse rinnovabili
Costo equivalente
energia termica (€/MWh)
con risorse non
rinnovabili
senza finanziamento iniziale
4
152.566
con finanziamento del 25%
2
190.836
25,9%
61.3%
210,7
252,6
94
79
150
-
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2.1 Fivizzano gestione impianto e performance finanziarie
Impianti come questo:
- Medio-piccoli
- Con lunghezza della rete contenuta
- Che alimenta utenze pubbliche lontane dalla rete del metano (gasolio e gpl)
- Con una densità di domanda termica elevata
Sono impianti che si sorreggono finanziariamente anche senza l’intervento
pubblico, in particolare se sono impiegati per l’autoconsumo ed ancora meglio se
il cippato viene prodotto dal soggetto che gestisce l’impianto.
Un’ottima occasione di risparmio oltreché di business!
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2.2 Approccio per la gestione di un impianto
Analisi domanda, della concorrenza e del contesto:
• Verifica del mix energetico e del relativo costo di produzione del MWh termico
convenzionale dei potenziali utenti (gpl, gasolio, legna da ardere, ecc….). Questo
sarà indice di quanti saranno sin da subito invogliati ad allacciarsi alla rete.
• Tipologia di utenza (privato-pubblico): attenzione al mix energetico impiegato.
• Quantità e distribuzione della domanda energetica
• Risparmio minimo richiesto dai consumatori potenziali
• Prezzo di vendita minimo/massimo dell’energia prodotta da cippato
• Costo di produzione del cippato (autoproduttori)
• Prezzo di mercato del cippato
• Prezzo massimo di acquisto del cippato
• Qualità del cippato in relazione al tipo di caldaia
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2.3 Gestori d’impianto o produttori di cippato: attenzione al C.I.
Contenuto
Contenuto Contenuto in
Prezzo costo energia
energetico MWh/t
in legno t
acqua t
€/t
€/MWh
cippato M30
Ipotesi da contratto
1 t cippato 30% umidità
0.7
0.3
3.39
65
19.13
Contenuto
Contenuto Contenuto in
Prezzo costo energia
energetico MWh/t
in legno t
acqua t
€/t
€/MWh
cippato
situazione attuale
1 t cippato 40% umidità
1 t cippato 50% umidità
0.6
0.5
0.4
0.5
2.81
2.23
65
65
23.09
29.11
70
60
Costo di produzione del MWh
in funzione del contenuto
idrico del cippato (65€/t)
€/MWh
50
40
30
20
10
0
M10
M20
M30
M40
M50
M60
M70
Contenuto idrico del cippato
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2.3 Gestori d’impianto o produttori di cippato: attenzione al C.I.
IMPIANTO Y
Condizioni attuali
IMPIANTO Y
condizioni contrattuali
Costi legati all'eccesso di
umidità €/anno
Energia
Umidità
Contenuto
consumi stimati
prodotta
Prezzo
costo annuo
costo
media
energetico
da utenti
nelle attuali unitario combustibile condizioni
cippato MWh/t cippato
t/anno
condizioni cippato €/t
€/anno M38 €/MWh
attuale %
M38
M38 MWh
305.00
38
2.89
881.49
65
19825
22.49
Energia
Contenuto
Fabbisogno di umidità
prodotta
Prezzo
costo annuo
costo
energetico
cippato M30 cippato da
nelle attuali unitario combustibile condizioni
MWh/t cippato
(t/anno)
contratto %
condizioni cippato €/t
€/anno M30 €/MWh
M30
M30 MWh
259.523
2956.03
30
3.396604
881.49
65
€/anno
Prezzo
equivalente del
cippato €/t
76.39
€/t
16868.97
19.13
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2.3 Gestori d’impianto o produttori di cippato: attenzione al C.I.
E gli effetti indiretti del Contenuto Idrico?
Situazione attuale
Consumo di cippato: 51.156 t/anno M35 (3,11 MWh/t)
Contenuto energetico lordo: 159.095 MWh
Situazione con innovazione in filiera per la riduzione del C.I.
Consumo di cippato: 46.040 t/anno M25 (3,69 MWh/t)
Contenuto energetico lordo: 169.887 MWh
• Con minori trasporti aumenta la quantità di energia potenzialmente
producibile! Meno costi di trasporto e meno emissioni.
• Viene ottimizzata la risorsa perché si produce potenzialmente più energia
(10792 MWh) -> circa 380 utenze termiche (residenze) (µc=0,7).
• Bruciare meno biomassa significa comunque produrre meno ceneri, meno
emissioni, ecc..
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3. Opportunità sul territorio: il consorzio delle colline Lucchesi
Sulle colline lucchesi si è strutturato un consorzio (formato da proprietari
forestali, utilizzatori, ecc.) per la valorizzazione energetica dei loro boschi.
- Quale è la domanda energetica termica del territorio?
- Ci sono le condizioni per avviare una filiera?
- Quali sono le tecnologie impiantistiche a disposizione?
- Che tipo di cippato possiamo produrre?
Obiettivi:
- Gestire piccoli impianti di teleriscaldamento (100 – 150 kWt)
- Produrre cippato di elevata qualità “cippatino” (P10 M10 -> 4,56 MWh/t) in
modo da intercettare la domanda termica diffusa sul territorio legata alla
diffusione di piccoli impianti bifamiliari (conto termico)
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4. Sintesi
Per le aziende agricole-forestali l’energia da biomassa (cippato) rappresenta
un’occasione:
- di risparmio sui consumi energetici
- per produrre cippato di elevata qualità
- per la gestione di impianti domestici (referenti tecnici)
- per la gestione piccoli impianti di TLR
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE
PER QUALSIASI DOMANDA:
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