Bioenergie

Caldaia a letto fluido

INTRODUZIONE

L’uso di biomassa agricola o di letame come combustibile è un modo economico, neutrale dal punto di vista delle emissioni di anidride carbonica ed abbastanza amichevole verso l’ambiente per produrre elettricità e calore, metodo che diviene particolarmente interessante quando l’impianto è in grado di utilizzare diversi tipi di "carburante".

Gli impianti di piccole e medie dimensioni di questo tipo attualmente in uso per lo più utilizzano tipi specifici di biomassa economici ma non troppo eco-compatibili attraverso la combustione di solidi in quelle che sono in pratica la versione moderna delle fornaci e caldaie del diciannovesimo secolo.

Questi sistemi a griglia fissa o a griglia mobile sono basati su una tecnologia vecchia di secoli, facilmente gestibile ed economica da mantenere ma per nulla esente da problemi, come ad esempio (solo menzionandone alcuni):

  • non è in grado di adattarsi alle caratteristiche dei diversi combustibili;
  • manca di un controllo preciso in tempo reale della miscela tra combustibile e comburente, della temperatura in quanto in presenza di fiamma;
  • lo spettro della combustione incompleta o della produzione di inquinanti quali gli ossidi d’azoto ed i composti solforosi è sempre presente.

Una tecnologia definita come combustione a letto fluido può risolvere questi problemi, ma i sistemi a letto fluido di vecchia scuola, mentre da un lato sono ideali per grandi impianti, erano considerati troppo costosi per essere utilizzati in impianti di piccola e media taglia sotto i 5 MW.

A differenza dei processi di combustione diretta, nei quali si ricerca l’utilizzo immediato dell’energia termica, nella gassificazione l’attenzione è focalizzata nella trasformazione del rifiuto in combustibile gassoso, che successivamente viene combusto nella stessa fornace.

Caldaia a letto fluidoCiò che offriamo è quindi lo stato dell'arte di un impianto di cogenerazione per quanto riguarda gli impianti a biomassa, il cui stadio di produzione di energia termica è costituito da una tecnologia a letto fluido che consente un utilizzo economico ed efficiente di qualsiasi tipo di biomassa in impianti di piccole e medie dimensioni utilizzando un'evoluzione del sistema a letto fluido in grado di produrre calore tramite l’ossidazione (combustione senza fiamma) di qualsiasi prodotto o scarto agricolo (sicuramente un composto organico) indipendentemente dal suo stato di aggregazione, ovvero solido, liquido, gassoso, pastoso o melmoso e mantenendo al tempo stesso i livelli di inquinanti ben al di sotto delle soglie stabilite dalle rigorose normative europee di protezione ambientale.

A questa soluzione di forno adiabatico viene associata una caldaia per la produzione di vapore che viene trasferito alla turbina, altro componente chiave dell’impianto.

La turbina è una turbina a vapore d’acqua a due stadi connessa ad un generatore elettrico attraverso un cambio utile nelle fasi di start-up (avvio) e shut-down (spegnimento) dell’impianto.

Le altre componenti dell’impianto sono principalmente accessori che sono necessari per l’interconnessione delle due parti principali e per rendere l’impianto rispondente alle normative costruttive e per il rispetto dell'ambiente.

VANTAGGI

A seguito della ricaduta in ambito locale delle direttive europee che limitano lo smaltimento in aperta campagna di reflui zootecnici oltre una soglia definita, che potrebbe ulteriormente ridursi, si rende necessario per un allevatore dotarsi di ulteriori terreni o smaltire differentemente i reflui prodotti dai propri allevamenti.

La prima soluzione è ovvia e implica ulteriori costi di affitti terreni e maggiori tempi di spargimento, rischiando di risolvere temporaneamente il problema aumentando comunque i costi di gestione.

La soluzione proposta utilizza la pollina come combustibile per un impianto di produzione energia; al posto della pollina può essere usato materiale organico vergine o di scarto di origine vegetale e/o animale o una loro combinazione.La variante dell’impianto sarà unicamente nel definire la "ricetta" del sistema di controllo del sistema a letto fluido , che gestisce i vari parametri del sistema (aria, temperatura, modalità di carico, etc.) in funzione di:

  • potere calorifico biomassa inserita;
  • umidità relativa;
  • ceneri.

Questi parametri saranno ovviamente oggetto di analisi al momento opportuno. La soluzione proposta sarà adeguata a qualsiasi esigenza; se ben configurato, il sistema può ridurre notevolmente le esigenze di biomassa da acquistare utilizzando i soli scarti aziendali per il suo funzionamento.

La ricetta può essere anche in tempi successivi modificata per tipologie di biomassa similari come contenuto energetico, al fine di salvaguardare l’investimento nel caso di indisponibilità della biomassa iniziale.

PRODUZIONE ENERGIA ELETTRICA INCENTIVATA

Come accennato in precedenza la biomassa è un combustibile per la produzione di impianti di produzione energia da fonte rinnovabile. Con l’impianto proposto viene prodotta energia elettrica incentivabile.

PRODUZIONE ENERGIA TERMICA

Oltre all'energia elettrica l'impianto produce anche energia termica che può essere usata internamente all'azienda, con ulteriore risparmio nel costi di gestione, oppure venduta/ceduta all'esterno e/o a terzi.

Sfruttando la produzione di energia termica si ha un'altra possibilità di richiesta di incentivi: i Certificati Bianchi.

CONCLUSIONI

Concludendo, una distribuzione di questi impianti sul territorio nazionale, potrebbe:

  • incentivare la creazione di filiere agro-energetiche che utilizzino i sottoprodotti agricoli come alternativa ai tradizionali combustibili di origine idrocarburica;
  • delocalizzare le produzioni energetiche sul territorio, evitando in tale modo il propagarsi di centri di produzione energetica che favoriscano l’interesse di pochi a scapito dell’interesse di molti;questo comporta inoltre una riduzione dei dimensionamento delle reti elettriche di trasporto e distribuzione elettrica, comportando una riduzione degli investimenti e delle perdite in rete.
  • creare dei mini-distretti agro energetici che abbiano come fine la ricaduta territoriale delle positività espresse dagli impianti, in termini di nuovi posti di lavoro, maggior attenzione al territorio, miglior utilizzo dei materiali di scarto, incentivazione dell’utilizzo di impianti alimentati a fonti rinnovabili.

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