La combustione di biomasse per la generazione elettrica

1 La combustione di biomasse per la generazione elettrica Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Francesco De Luca Enel Divisione Ingegneria e Ricerca Le biomasse : una risorsa energetica rinnovabile e programmabile Milano, 29 Maggio 2012 Il Gruppo Enel nel Mondo 0 500 MW Potenza installata 500 1000 MW 1000 2000 MW 2000 10000 MW > 10000 MW Potenza installata totale= 97 GW Nazioni= 40 Clienti= 61 milioni Milano, 29 maggio 2012 2 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Uso: Pubblico Enel KPI generazione 2010 Fonte: Dati di Sostenibilit Enel 2010 Incremento % vs 2009 La capacit rinnovabile installata del Gruppo Enel in tutta Europa e nelle Americhe (idroelettrica, geotermica, eolica, fotovoltaica e biomasse ) ha gi superato i 34 GW su una capacit totale del Gruppo di 97,3 GW.

2 Nel settore delle energie rinnovabili, Enel Green-Power si conferma leader mondiale del settore. 3 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Scenari di sviluppo per le biomasse in Europa 4 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel L obiettivo in EU al 2020 quello di raggiungere di capacit installata a biomassa, a fronte dei del 2010 e GW del 2005. In Italia si prevede un raddoppio della energia prodotta rispetto al 2010. National Ren. Energy Action Plans Produzione di elettricit da biomasse in EU (Eurelectric 2011) Il previsto spostamento dei consumi energetici verso l elettrico rende essenziale il tema dell efficienza di conversione. Vision for 2020 and 2050 Linee Strategiche del Gruppo Enel per la crescita nel settore delle biomasse 5 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Perseguire l Innovazione Tecnologica, monitorando le tecnologie emergenti e caratterizzando con pilot-tests quelle prossime allo stadio commerciale; individuando nuove tecnologie con elevati potenziali di crescita su cui investire.

3 Stringere accordi di partenariato con le Associazioni Agricole (ANB, Terrae, CAI, .. ), riguardanti rispettivamente la riconversione del settore bieticolo-saccarifero verso la produzione di energia, lo sviluppo di progetti di cooperazione nel settore delle agro-energie finalizzati alla realizzazione di impianti a biomassa. Adozione delle Best available Technologies attraverso la progressiva conversione degli assets di generazione verso sistemi di sempre maggior efficienza ( high-efficiency coal plants, innovative RES plants, renewable energy storage). Progetti a biomasse realizzati in Italia grande generazione 6 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Sulcis-2 CFBC: Tecnologia a letto fluido circolante, capacit di 320 MWe, operante in co- combustione carbone-cippato di legna, in esercizio dal 2006, impianto progettato e realizzato per questo assetto di funzionamento; efficienza 40%.

4 Fusina 3/4: Tecnologia a polverino di carbone, capacit di 320 MWe cad., operanti in co- combustione carbone-RDF, in esercizio in tale assetto dal 2004, adeguamento tecnologico di impianti gi esistenti; efficienza 35%. CTE Mercure : Teconologia a letto fluido bollente, capacit 35 MWe, operante con sola biomassa legnosa, retrofit di una centrale a olio combustibile, entrata in esercizio attesa a fine 2012; efficienza 26%. Programmi di Ricerca e Sviluppo Integrazione, efficienza e sostenibilit 7 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel biomasse -GEOtermia: Surriscaldamento del fluido geotermico con il calore ottenuto dalla combustione di biomassa. Mini- biomasse : Sviluppo e realizzazione di Impianti (Power e/o Heat&Power) che utilizzano la biomassa disponibile presso aziende partner (agricole e consorzi), basati su tecnologie efficienti e di semplice gestione.

5 Scouting e Sviluppo Tecnologico: Selezione, valutazione e caratterizzazione di tecnologie emergenti per la generazione su piccola scala c/o l Area Sperimentale di LI. Assessment delle risorse: Valutazione della disponibilit e della catena del valore di biomasse forestali e di coltivazioni dedicate, Verifica dei criteri di sostenibilit per lo sviluppo di filiere locali di approvvigionamento. Esperienze di co- combustione Enel in Italia combustione mista carbone-biomassa in letto fluido 8 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Sulcis Centrale Termoelettrica del Sulcis Sulcis 2, 340 MWe, Letto Fluido Circolante Sulcis 3, 240 MWe, Polverino di carbone SU 3 SU 2 Area Biomassa Stoccagigo Biomassa Sulcis-2 co- combustione in letto fluido Caratteristiche principali dell Impianto 9 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Tipo di caldaia: Letto fluido circolante - Alstom Power costituito da 3 sezioni (A, B e C), ognuna con un ciclone dedicato Contributo termico della biomassa: 15% Portata di biomassa alimentata in caldaia: max 45 t/h Efficienza netta: 40 % Sistema di Depolverazione fumi.

6 Filtro a maniche Assorbimento della SO2 con calcare all interno del letto Basse emissioni di Nox th grazie alle basse Temp del letto (850 C) Limiti di emissione autorizzati: NOx 200 mg/Nm3 SO2 200-400* mg/Nm3 Dust 40 mg/Nm3 In funzione della quantit di carbone domestico utilizzato Capacit del Sistema di ricezione della biomassa: 2 x 60 t/h Capacit dello stoccaggio giornaliero: 2 x 500 mc Capacit di Stoccaggio di lungo periodo: t Sulcis-2 co- combustione in letto fluido Principali risultati 10 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Riduzione di consumo di carbone Riduzione delle emissioni di CO2 Accesso ai Certificati Verdi La tecnologia CFBC assicura un ampia flessibilit nei confronti del tipo di carbone e di biomassa che possono essere alimentati La co- combustione si dimostrata una valida opportunit per il territorio locale grazie allo sviluppo di attivit di produzione e fornitura di biomassa kt/anno di cippato Esperienze di co- combustione Enel in Italia Fusina3&4 co-firing carbone-RDF 11 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse .

7 Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Fusina FS 3 & 4 Edificio RDF FS 1 & 2 Centrale termoelettrica di Fusina Fusina 1 & 2, 165/171 MWe, Polverino di carbone Fusina 3 & 4, 320 MWe, co- combustione Polverino di carbone-RDF Fusina 3&4 co- combustione carbone-RDF Caratteristiche principali dell impianto 12 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Tipologia Caldaia: Tangentially fired, dry-bottom boiler Combustibile primario: Polverino di carbone Combustibile secondario: RDF (Refused Derived Fuel) Efficienza netta: 35% Caratteristiche vapore: 1050 t/h, 178 bar, 540 C Apporto termico RDF: 5% (max t/a totali) Iniezione del RDF in caldaia: miscelazione con il polverino a valle dei mulini e quindi iniezione attraverso gli stessi bruciatori Limiti di emissione autorizzati: NOx 200 mg/Nm3 SO2 200 mg/Nm3 Dust 20 mg/Nm3 CO 30 mg/Nm3 NOx 185 mg/Nm3 SO2 200 mg/Nm3 Dust 20 mg/Nm3 CO 30 mg/Nm3 TOC 10 mg/Nm3 HCl 10 mg/Nm3 Media mensile Media giornaliera (co- combustione ) Gruppi #3&4 Piani di alimentazione di RDF Fusina 3&4 co- combustione carbone-CDR Principali caratteristiche del RDF 13 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel RDF utilizzato di classe Normal Quality Moisture (%w.)

8 Ash (%w.) Sulphur (%w.) Chlorine (%w.) LHV (kcal/kg) Normal Q. High Q. Hg (ppm) Intervalli Fusina 25 18 < 15 20 15 13 - 20 0,6 0,3 0,15 0,60 0,9 0,7 0,6 0,9 7 4 1,4 6,9 UNI 9903-2004 Separatore di materiali metallici e amagnetici Mulini a lame per RDF 4x12,5 t/h Vasca di ricezione del RDF (>30t/h) Piattaforma di scarico dei camion in ingresso Sistemadi ricezione e pretrattamento del RDF in centrale Fusina 3&4 co- combustione carbone-CDR Vantaggi principali 14 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Quantit Massima annua di RDF autorizzata : t Portata massima di RDF autorizzata per ogni Gruppo: 4,5 t/h 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010(*) (*) aggiornati al 30/10/2010 RDF plant revamping t 9 t/h Decrease of energy demand La pratica della co- combustione su impianti gi esistenti rappresenta una delle scelte pi efficaci per il recupero energetico dei rifiuti urbani, con costi di investimento (per adeguamento impianti) contenuti, produzione diretta di energia elettrica e senza la necessit di realizzare nuovi impianti.

9 La tecnica della co- combustione carbone-RDF consente una elevata efficienza di conversione (35%), superiore del 40% rispetto ad un inceneritore (efficienza media 25%), assicurando, inoltre, un altissimo livello di protezione ambientale (controllo delle emissioni). L utilizzo di questa tecnologia per il recupero energetico gioca un ruolo chiave nella realizzazione dei piani di gestione dei rifiuti e, sostituendo significative quote di combustibile fossile, contribuisce attivamente alla riduzione delle emissioni di CO2. Progetti di combustione solo biomassa in Italia Retrofit CTE Mercure 15 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Mercure Centrale termoelettrica del Mercure Sezione #2, 35 MWe, 100% biomassa legnosa Tipo caldaia: Letto fluido Bollente Potenza elettrica netta: 35 MW Rendimento netto: 26% Combustibile : (cippato di legno) Consumo di biomassa: t/y Riconversione a solo biomassa della CTE Mercure Principali interventi e Obiettivi 16 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse .

10 Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Istallazione nuovo combustore a letto fluido Installazione Nuovo sistema di pulizia fumi Ripristino delle torri evaporative Ripristino impianto trattamento acque Ripristino sistema movimentazione lignite Bonifiche e demolizioni Manutenzione macchinario principale Generare energia elettrica da biomasse nel rispetto della normativa italiana vigente e con costi di investimento contenuti. Riduzione delle emissioni di CO2 , accesso ai Certificati Verdi. Riattivare il sito produttivo Enel di Mercure. Valorizzare e potenziare il patrimonio e le attivit agro-forestali locali, riutilizzare i residui delle lavorazioni del legno, ottimizzare il ciclo agro-alimentare. Programmi di Ricerca e Sviluppo BIO GEO: Integrazione biomasse -Geotermia 17 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Cornia Cornia 2 Geothermal power plant Situazione attuale: P 20 MWe, vapor saturo, 110 t/h, 153 C, bar Situazione futura: P 25 MWe, 110 t/h, 380 C, bar BIO GEO: Integrazione biomasse -Geotermia Caratteristiche principali e vantaggi del Progetto 18 Uso: Pubblico Milano, 29 maggio 2012 biomasse : Progetti di Ricerca ed esperienze di utilizzo in Enel Vapore in Tipo caldaia: Griglia mobile Potenza caldaia: 16 MWth Potenza elettrica netta: 5 MWe Rendimento netto: 31% Combustibile : cippato dilegno Consumo di biomassa: 5 t/h Costi di investimento limitati Incremento di energia prodotta.