Cogenerazione a bioliquidi: efficienza e sostenibilità

Presentazione sul tema: "Cogenerazione a bioliquidi: efficienza e sostenibilità"— Transcript della presentazione:

1 Cogenerazione a bioliquidi: efficienza e sostenibilità
Seconda conferenza nazionale sulle rinnovabili termiche Cogenerazione a bioliquidi: efficienza e sostenibilità Dr.Marco Golinelli Vice Presidente Wärtsilä Italia S.p.A. Rome 19 Aprile 2011 1 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

2 Il Lego® dell’Efficienza Casi studio Sostenibilità Filiera industriale
AGENDA Wärtsilä LBF Il Lego® dell’Efficienza Casi studio Sostenibilità Filiera industriale Conclusioni 2 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

3 Wärtsilä Power Plants - Missione
Noi generiamo per i nostri Clienti un valore superiore per mezzo delle nostre soluzioni altamente flessibili, efficienti ed ambientalmente compatibili, che permettono una transizione verso una infrastruttura energetica più moderna e sostenibile. 3 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli 3

4 Wärtsilä – Smart Power Generation
Efficienza Energetica Competitività e minimo impatto La più alta efficienza elettrica a ciclo semplice(>46%) La più alta efficienza in condizioni estreme Il più basso consumo di acqua Flexicycle™ (Ciclo combinato a MCI) Alta efficienza a carico parziale Alta efficienza di impianto a carico parziale grazie a modularità di impianto Impianti Multi tasking pronti per i mercati futuri Illimitato , ultrarapido ed affidabile avviamento e spegnimento senza impatto sul programma manutentivo. Riserva Rapida, inseguimento del carico, peaking e base load Tutti i servizi ancillari Supporto alla rete, facilitatori delle fonti rinnovabili Smart Power Generation Flessibilità combustibili Eccellenza Operativa Scelta continua dei combustibili più sostenibili Soluzioni per Combustibili liquidi o gassosi Fonti rinnovabili Protezione per il futuro Impianti poli combustibili Conversioni combustibili 4 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

5 Ordini power plants 2010 (combustibili liquidi e gas)
Other CEs Other GTs 1.9 GW 3.2 GW 1.8 GW 1.9 GW 3.2 GW 23.7 GW 3.9 GW GE 23.7 GW Siemens 17.0 GW MHI 3.9 GW Wärtsilä 3.2 GW Alstom 1.9 GW Ansaldo 1.8 GW Other GTs 3.2 GW (incl. Hitachi, R-R, P&W !!; Solar only partially) Other CEs 1.9 GW (incl. GE Jenbacher, Bergen, MAN, etc; excl. Asian manufacturers, Solar) 17.0 GW TOTAL MARKET: 56.6 GW Note: includes all gas and liquid-fuelled power plants with prime movers > 5 MW Note: includes estimated output of steam turbines of combined cycles (factor 0.5 for industrial turbines, 0.4 for aero turbines) 5 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

6 Wärtsilä Powering the World*
Europe: Output: MW Plants: 1771 Engines: 3284 Americas: Output: 9289 MW Plants: 362 Engines: 1207 Total: MW Plants: 4563 Engines: 10014 Countries: 168 Asia: Output: MW Plants: 1608 Engines: 3456 Africa & Middle East: Output: 9951 MW Plants: 822 Engines: 2067 Industrial self-generation Flexible baseload *December 2010 Grid stability & peaking Oil & gas 6 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli 6

7 Wärtsilä Biocombustibili in Italia
Biomassa solida Bio combustibili Biogas Totale N° 107 81 535 723 MW 499,58 529,357 461,944 1490,881 <1MW 1-3MW 3-10MW > 10MW 35 21 22 19 52 10 9 325 135 18 2 412 166 50 30 Fonte: APER Studio Bioenergie 2009 W-SHARE >1MW : 96,5% 7 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

8 LBF – Liquid Bio Fuels 8 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

9 Flessibilità Combustibili
Liquid Biofuels (LBF) Baseload power, Europe/Kyoto Natural gas (NG) Baseload power, power islands, grid stability services, compressor drives Associated gas (AG) Oil field power, eliminates the need for flaring in oil fields Light Fuel Oil (LFO) Stand by & emergency power Crude Oil (CRO) Oil field power, Oil pipeline pumpsets Heavy Fuel Oil (HFO) Baseload plants, Power Islands, Back-up power Fuel Water Emulsions (FEW) Oil sands, Oil refinery power based on process residue 1. We want to see more CO2 neutral fuels in our portfolio 2. But we recognise the importance of fossil fuels and promote the natural gas as the most attractive fossil fuel 3. Coke = koksi (petroleum coke) Char = hiili (puuhiili) tai hiillyttää Pyrolysis = kuvatislaus, no oxygen ( C) Hydrous pyrolysis = steam cracking high temp 750 – 900C Gasification = pyrolysis + combustion + reaction with steam produces CO2, CO and H2 (high temps > 700C) 9 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

10 Conversion technology Internal Combustion engine
LBF Resources Conversion technology End fuel Oil Palm Crude Veg. Oil Pressing Jatropha seed Bio-oil Pressing - Esterification Rape seed Crops Wheat Bio Diesel Internal Combustion engine Maize Hydrolysis - Fermentation Ethanol Potato Methanol Fuel Cell Vehicle Willow/poplar Pyrolysis Wood Pine/Spruce DME Gasification Waste fats/oils Bio Methane Digestion Residues Straw Hydrogen Municipal waste Combustion Battery Vehicle Electricity Train Source: iccept 10 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

11 Bilancio Energetico LBF
BAD GOOD 11 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

12 Bio Oli come combustibili
Unit LFO HFO W-LBF Palm Refined Property MAX Values Stearin Palm Oil Density at 15 oC kg/m3 864 993 991 927.7 915.8 Viscosity at 50 oC mm2/s 3 622 22 33 31 Carbon Residue % m/m < 0.5 0.6 0,3 0.2 Water % v/v 0.1 Sediment Total 0.7 0.01 - Ash 0.082 Vanadium mg/kg <1 370 Nickel 55 Sodium 30 594 1.2 Calcium 8 Phosphorus N.A. 16 4 Sulphur 2.3 0.05 Cold Filter Plugging Point oC -15 15 24 39 18 Acid Number mg KOH/g <3 5 0.67 0.12 Net Calorific Value MJ/kg 42.6 40.1 Min 35 36.73 36.77 12 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

13 Bio Oli come combustibili
13 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

14 “Straight liquid bio fuels specification”
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15 Il Lego dell’Efficienza
15 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

16 Costruire l’efficienza
16 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

17 Potenza Elettrica (MW)
I motori Genset W20 W32 W34 W46 W50 Potenza Elettrica (MW) 1,0 - 1,5 2,6 – 8,9 3,8 - 8,7 8,5 - 22,3 16,6 Efficienza Elettrica 42% 45,5% 46,5% 47% 47,3% 17 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

18 Il Profilo operativo Elettricità Elettricità in Acquisto da rete
Motore 1 Motore 2 Elettricità Calore e raffreddamento Compressori Elettrici Caldaie di Picco Motore 1 Calore Motore 2 Raffreddamento 18 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

19 Lo schema 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 5 120 (2) 152 (5) 180 (10) 198 (15) 212 (20) 224 (25) 234 (30) 240 (33,5) Temperature °C (Pressure, bar) Efficienza % Radiante & raffr.Generatore Aria comburente BT Olio Lubrificante Aria comburente AT Acqua camicie Econom. gas di scarico Scambiatore gas di scarico Produzione elettrica TELERISCALDAMENTO (= 89%) DESALINIZZAZIONE o CHILLER (lordo) (= 75%) CHILLER (netto) (= 62% ) 19 19 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

20 L’impianto 20 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

21 Casi Studio 21 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

22 POWER IN ITALY WIT Power Plants Offices WIT Service Centers
NG (under construction) LFO HFO LBF 177 power plants 1300 MW Wärtsilä Italia Power Plants Mix Engines: W34 (9L, 16V, 18V, 20V) W20 (6L, 9L) W32 (6L, 9L, 12V, 16V, 18V, 20V) W46 (18V) Power: from 1 MW (Treviglio) to 120MW (Monopoli) Scope: ED,EEQ and EPC solutions Fuels: Natural Gas, Vegetable oil, Diesel oil, heavy fuel oil 22 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

23 “LBF World’s Largest plant”
Italgreen Energy - Monopoli Motogeneratori 6x 18V46 Potenza Elettrica kWe Potenza Termica kWth Ciclo Combinato (turbina a vapore) kWe Efficienza Elettrica Totale 50% 23 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

24 Ciclo Combinato G Steam turbine Condenser HP Steam drum 16 bar(a)
Exhaust gas in Superheated steam from other boilers Steam turbine Electric power 375°C Superheated steam G 15 bar(a) 345°C Steam header Condenser 30°C HP Steam drum 16 bar(a) 0.1 bar(a), 35°C 35°C 20°C Cooling Water pump Condensate pump HT water heat recovery 85°C Exhaust gas boiler Make-up water Feed water tank 1.2 bar(a) Exhaust gas out 180°C Feed water 105°C Feed water pump LP circulation water 105°C LP circulation water pump 24 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

25 UNIGRA’ Power plant Motogeneratori 3 x 18V46 Potenza Elettrica
51228 kWe Efficienza Elettrica 46,2% Potenza Termica 5400 kWth Efficienza Totale 51,0% 25 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

26 FRIEL ACERRA EPC Motogeneratori 4 x 18V46 + ST
Potenza netta di impianto kWe Efficienza totale di impianto 50,4 % 26 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

27 Acqua 27 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

28 Cogenerazione Pane Motogeneratori 1 x 18V32 Potenza Elettrica
8.032 kWe Potenza Termica 7.400 kWth Efficienza Elettrica 45,9% Efficienza Totale 88% 28 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

29 Cogenerazione Cioccolato
Motogeneratori 1 x 20V32 Potenza Elettrica 8.900 kWe Potenza Termica 7.450 kWth Efficienza Elettrica 46,1% Efficienza Totale 84,6% 29 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

30 Trigenerazione 30 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

31 La trigenerazione vola – Linate Airport Tri-generation
Motogeneratori 3 x 20V34SG Potenza Elettrica kWe Potenza Termica kWth Efficienza Elettrica 46,2% Efficienza Totale 82,7% CO2 evitate 35000 ton/yr Emissioni NOx 40 mg/Nm3 (5% 02) 31 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

32 FANTONI POWER PLANT (3rd) 18V50DF
Motogeneratori 1 x 18V50DF Potenza Elettrica kWe Potenza Termica kWth Efficienza Elettrica 45% Efficienza Totale 85% 32 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

33 Sostenibilità 33 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

34 Sostenibilità? 34 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

35 Bilancio Energetico LBF
BAD GOOD 35 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

36 kg CO2 equivalent per GJ fuel
Biocombustibili e CO2 GOOD BAD Data not available kg CO2 equivalent per GJ fuel 36 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

37 Cogenerazione e CO2 37 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

38 L’Acqua è preziosa Consumo di acqua tipico per impianto
tipo di impianto consumo acqua specifico litri/kWh Carbone/Vapore 2.3 Nucleaer/Vapore 1.9 Ciclo Combinato Turbine a gas 0.95 Motori a combustione interna < 0.00…… 38 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

39 La Filiera Industriale
39 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

40 Wärtsilä Italia S.p.A. 40 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

41 Wärtsilä Italia Background
Fincantieri [ ] [1997] Wärtsilä [1984] GMT becomes a Division of Fincantieri [1982] GMT acquires Sulzer License [1975] GMT becomes a Company of IRI Group [1972] HQ in Trieste [1966] FIAT, Ansaldo and CRDA founded GMT The earlier production [ ] The beginning [ ] 41 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

42 Wärtsilä Italia Key Figures Year 2010
Deliveries Personnel 2066 MW (2’809’760 HP) / 176 engines 1503 Employees Wärtsilä Engines Wärtsilä LMT Thrustres Spare Parts 26, 38, 46,46F, 50DF, 50SG & 64 Wärtsilä, Sulzer and GMT 42 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

43 Conclusioni 43 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

44 PUO’ FARE! SI 44 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

45 Si può fare, ma.. Norme certe per i biocombustibili
Incentivi stabili e coerenti con gli obbiettivi ed il mercato Supporto alla Cogenerazione come processo di ottimizzazione delle fonti Supporto alla filiera industriale nazionale Supporto allo sviluppo dei biocombustibili 2.0 45 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

46 SOSTENIBILITA’ SICUREZZA ENERGETICA PYMBY
CHP-PHC Bio Combustibili Alta Efficienza Il Circolo virtuoso SOSTENIBILITA’ SICUREZZA ENERGETICA PYMBY 46 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

47 ..verso una infrastruttura energetica più moderna e sostenibile
central New Future Model Power for changing the World… 47 © Wärtsilä AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli

48 Grazie! 48 © Wärtsilä 5 Novembre AMICI DELLA TERRA / Dr. Marco Golinelli