Il principale utilizzo del cippato è la combustione in caldaia per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento.
Ma grazie all’estrema economicità del cippato e al funzionamento automatizzato delle caldaie, si possono avere soluzioni impiantistiche più complesse che vanno oltre la semplice produzione di calore al servizio di singoli edifici.
E’ possibile infatti sfruttare il cippato per ricavarne calore e/o elettricità, principalmente in due modi:
• teleriscaldamento a cippato
• cogenerazione e teleriscaldamento a cippato
Non affrontiamo invece la produzione esclusiva di elettricità da cippato, pur risultando a oggi installati in Italia circa 400 MW elettrici, per un totale di circa 30 grandi centrali alimentate a cippato. Si tratta di impianti di grande taglia che spesso soddisfano il fabbisogno di materia prima importandola dall’estero, con trasporti via nave di centinaia o migliaia di chilometri. Queste lunghe e complesse catene di approvvigionamento, oltre a non promuovere la nascita di filiere su scala locale, vanificano i benefici ambientali delle biomasse e rendono ambientalmente insostenibili gli investimenti economici incentrati esclusivamente sulla logica del massimo profitto. Si tratta inoltre di operazioni finanziarie che rispecchiano un approccio centralizzato alla produzione di energia e non favoriscono l’evoluzione verso un nuovo modello energetico basato sulla generazione distribuita.
Sistemi di cogenerazione e teleriscaldamento a cippato sono pensabili solo con caldaie a cippato di una certa dimensione, da 300 kW fino a qualche MW termico.
Non esiste, di norma, una soluzione impiantistica migliore delle altre. Il criterio fondamentale, invece, riguarda la necessità di un bilancio energetico che dimensioni l’impianto in base all’effettiva disponibilità locale di biomassa, al fine di evitare impianti sovradimensionati.
Dal punto di vista tecnico, la combustione del cippato avviene di solito all’interno di caldaie a griglia mobile, che rispetto a quelle a griglia fissa consentono una migliore qualità della combustione. Tutte le grandi caldaie hanno sistemi automatici di caricamento del combustibile, che viene prelevato da appositi siti di stoccaggio e immesso in camera di combustione attraverso coclee e nastri di trasporto.
Calore per reti di teleriscaldamento
Cos’è il teleriscaldamento ?
Il teleriscaldamento (o riscaldamento collettivo) è un sistema di distribuzione del calore, sotto forma di acqua calda o vapore, formato da una rete di tubazioni interrate che scorrono presso le utenze da servire.
Ogni singolo edificio, attraverso degli scambiatori, preleva il calore dalle rete di teleriscaldamento, per poi utilizzarlo per il riscaldamento degli ambienti e per l’acqua calda sanitaria, sostituendosi così alle normali caldaie.
(fonte:www.la220azzurra.it)
Le reti di teleriscaldamento sono delle tecnologie “neutre”, poiché il fluido caldo che le alimenta può essere prodotto da centrali e impianti alimentati con i combustibili più diversi: gas, carbone, rifiuti e biomasse.
Le biomasse da legno, come il cippato, sono il combustibile ideale per alimentare reti di teleriscaldamento di piccole e medie dimensioni. Mini reti di teleriscaldamento possono servire un numero limitato di edifci, magari del settore pubblico, mentre reti lunghe anche diversi chilometri sono in grado di riscaldare interi centri abitati.
La limitata estensione delle reti evita un’eccessiva dispersione del calore, che è uno dei principali problemi dei grandi sistemi di teleriscaldamento, alimentati dalla combustione di risorse fossili o dai rifiuti, che servono alcune grandi città.
In Italia esistono oltre un centinaio di impianti di teleriscaldamento alimentati a biomasse, in particolare a cippato, e il loro numero cresce ogni anno. Alcuni di questi producono soltanto calore per il teleriscaldamento, ma molti sono abbinati ad un cogeneratore per la produzione anche di energia elettrica. Sono concentrati soprattutto lungo la fascia alpina, in particolare in Trentino Alto Adige e Lombardia, ma alcuni impianti sono stati realizzati anche in zone del Centro e del Sud, come in Toscana e Basilicata.
Quando conviene ?
I due principali pre-requisiti di fattibilità di un impianto di teleriscaldamento a cippato sono:
• la necessità di riscaldamento per molti mesi l’anno
• la disponibilità di materia prima locale, possibilmente con più fonti di approvvigionamento
Le località di montagna, oltre a soddisfare spesso questi due requisiti, sono avvantaggiate anche dalle piccole dimensioni: questo favorisce la realizzazione di centrali poco impattanti e consente inoltre processi decisionali trasparenti e condivisi, grazie alla possibilità di un maggiore coinvolgimento diretto di tutta la cittadinanza. Il consenso dei cittadini alla realizzazione dei progetti risulta ancora più importante, se si considera che la posa delle reti di teleriscaldamento comporta inevitabili disagi dovuti alla realizzazione di importanti opere di scavo e alle conseguenti modifiche della viabilità. La posa delle reti, però, consente contestualmente di intervenire sugli impianti idrici ed elettrici esistenti e di fornire agli utenti del teleriscaldamento nuovi servizi. Lo scavo di strade e marciapiedi, infatti, favorisce la manutenzione di sottoservizi come acquedotti, linee elettriche e telefoniche, e diventa spesso un’occasione unica per la posa di fibre ottiche, che spesso non vengono realizzate ex novo proprio a causa degli alti costi delle opere di scavo.
Quali vantaggi ?
Riassumendo, ecco alcuni dei vantaggi economici e ambientali assicurati da un impianto di teleriscaldamento a cippato:
• risparmio in bolletta, grazie agli alti rendimenti dell’impianto
• riduzione delle emissioni di CO2, grazie all’utilizzo di una fonte rinnovabile
• utilizzo razionale e vantaggioso di biomassa di scarto
• riduzione delle emissioni inquinanti, poiché un unico impianto centralizzato, dotato di avanzati sistemi di abbattimento dei fumi, prende il posto di molte singole caldaie spesso inefficienti
• sicurezza e affidabilità della fornitura
• assenza delle spese di gestione e manutenzione proprie degli impianti termici
• benefici economici e occupazionali, con la creazione di nuovi posti di lavoro legati alla centrale e alla filiera energetica del biocombustibile
Cogenerazione e teleriscaldamento a cippato
Si è visto come molte centrali a cippato producano esclusivamente calore che va ad alimentare reti di teleriscaldamento. Ma numerosi impianti ricavano dal cippato, oltre all’energia termica, anche energia elettrica.
Rispetto alla produzione esclusiva di calore, gli impianti di cogenerazione presentano un rendimento complessivo superiore poiché utilizzando un unico impianto producono in modo combinato sia energia termica, sempre al servizio del teleriscaldamento, che energia elettrica per l’autoconsumo e/o la vendita alla rete.
La cogenerazione a cippato si realizza accoppiando alla centrale termica, cioè alla caldaia, un impianto di generazione elettrica.
Ecco alcune delle tecnologie più interessanti per le applicazioni cogenerative di piccola-media taglia alimentate da caldaie a cippato.
Motore a vapore
Questo tipo di motore a pistoni funziona come quello delle vecchie locomotive a vapore. Nelle applicazioni cogenerative, però, il vapore proviene non dal carbone ma dal processo di combustione in caldaie a cippato.
Il vapore provoca il moto dei pistoni, la cui energia meccanica viene quindi convertita in energia elettrica. Il calore per il teleriscaldamento viene invece ricavato grazie ad uno scambiatore vapore/acqua.
Particolarmente semplici ed affidabili, i motori a vapore hanno rendimenti complessivi molto buoni, attorno al 90-95%.
Disponibile in taglie che vanno dai 25 ai 1.500 kW elettrici, hanno il loro principale limite nei costi di investimento, di norma abbastanza onerosi.
Turbogeneratore ORC (Organic rankine Cycle)
I cogeneratori a ciclo ORC (conosciuti con il nome di turbogeneratori ORC) sono macchine molto efficienti; hanno infatti rendimenti elettrici netti di circa il 18% e termici intorno all’80%, con un rendimento complessivo che sfiora il 100%.
Il principio di funzionamento dei turbogeneratori ORC è simile a quello delle turbine a vapore; a differenza di queste, però, per muovere le turbine al posto del vapore utilizzano un fluido organico, generalmente un olio siliconico.
Il fluido, prima di essere mandato in turbina, viene fatto evaporare utilizzando il calore proveniente dalla caldaia a cippato, che viene trasferito al turbogeneratore in maniera indiretta, mediante uno scambiatore ad olio diatermico (vedi immagine); il fluido organico vaporizzato alimenta quindi la turbina che produce energia elettrica.
Una volta transitato per la turbina, il fluido vaporizzato viene fatto raffreddare e condensare, cedendo così calore alla rete di teleriscaldamento, per poi essere di nuovo inviato all’evaporatore e continuare così il ciclo.
I turbogeneratori ORC sono disponibili in taglie che vanno dai 200 ai 2.000 kW elettrici e hanno il loro punto forte nel funzionamento automatico e nelle scarsa necessità di manutenzione, tali da non comportare la presenza costante di un operatore.
(fonte:www.turboden.it)
Motore stirling
Il motore stirling è un particolare motore detto “a combustione esterna”. Diversamente dai normali motori a combustione interna, il moto dei pistoni non viene prodotto dalla combustione interna di gas, ma è alimentato da una fonte esterna di calore.
Il motore stirling racchiude al proprio interno un gas (aria, elio, azoto), le cui differenze di temperatura -e quindi di pressione- innescate dalla fonte esterna, causano il movimento dei pistoni all’interno del motore.
Le parti meccaniche del motore non vengono mai a contatto diretto con il combustibile; per questo motivo il motore stirling può essere alimentato con diverse fonti di energia, tra cui gas, luce solare concentrata e biomasse.
I principali vantaggi del motore stirling risiedono nella regolarità e silenziosiosità di funzionamento, oltre che nella lunga vita utile e nella scarsa necessità di manutenzione. Sono disponibili sul mercato in taglie che vanno indicativamente dai 10 ai 200 kW elettrici.
Incentivi alla produzione elettrica da cippato
Secondo quanto previsto dal Dm 6 luglio 2012, l’elettricità prodotta da impianti alimentati a cippato, entrati in esercizio in data successiva al 1° gennaio 2013, ha diritto a beneficiare del meccanismo incentivante della Tariffa onnicomprensiva o della Tariffa incentivante.
Per gli impianti di potenza non superiore ai 200 kW, è possibile fare richiesta del servizio di Scambio sul posto, in alternativa alla Tariffa onnicomprensiva.
La Tariffa onnicomprensiva
Hanno diritto alla Tariffa onnicomprensiva gli impianti a cippato di taglia non superiore a 1 MW. La Tariffa onnicomprensiva consiste nel riconoscimento di una tariffa incentivante per ogni KWh di elettricità netta prodotto dall’impianto e immesso nella rete elettrica.
L’incentivo viene corrisposto per un periodo di 20 anni.
La Tariffa incentivante
Hanno diritto alla Tariffa incentivante gli impianti a cippato di taglia superiore a 1 MW e quelli di potenza non superiore a 1 MW che non optano per la Tariffa onnicomprensiva.
La Tariffa incentivante corrisponde all’incentivo “puro”, e viene calcolata a partire dalla Tariffa incentivante base (che corrisponde alla Tariffa onnicomprensiva), dalla quale si scorpora il prezzo zonale orario dell’energia.
L’incentivo viene corrisposto per un periodo di 20 anni.
Lo Scambio sul posto per la cogenerazione
Gli impianti di cogenerazione a cippato fino a 200 kW di potenza possono, in alternativa alla Tariffa onnicomprensiva, richiedere il servizio di Scambio sul posto.
“Il servizio di Scambio sul posto”, secondo la definizione dell’AEEG, “consiste nel realizzare una particolare forma di autoconsumo in sito, consentendo che l’energia elettrica prodotta e immessa in rete possa essere prelevata e consumata in un momento differente da quello nel quale avviene la produzione […].”
www.nextville.it
