Un esempio di efficienza energetica: l'impianto di trigenerazione Ferrari - Maranello, 19/06/2013
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Un esempio di efficienza energetica:
l’impianto di trigenerazione Ferrari
Maranello, 19/06/2013
Tecnologie e InfrastruttureL’approccio di Ferrari verso la sostenibilità
Alla fine degli anni 90 con il progetto Formula
Uomo la tematica ambientale ha assunto un
aspetto strategico
• tutte le nuove strutture sono state costruite con il
rispetto dell’ambiente
• si è adottato il processo di verniciatura ad acqua
• sono stati piantati centinaia di alberi fuori e dentro
i reparti
Dal 2001 Ferrari è certificata ISO 14001
• impegno concreto nel minimizzare l'impatto
ambientale dei processi e dei prodotti
• attestazione dell'affidabilità del sistema di gestione
ambientale applicato
Nel 2007 ha ottenuto l’Autorizzazione Integrata
Ambientale
• approccio integrato alle problematiche ambientali
connesse alle attività industriali e produttive
Dal 2009 Ferrari autoproduce più dell’80% del
proprio fabbisogno elettrico
• con l’impianto fotovoltaico e la centrale di
trigenerazione si sono ridotte le emissioni di CO2 del
35%
Tecnologie e Infrastrutture 2Trigenerazione
Con il termine Trigenerazione si intende una particolare forma di cogenerazione che
implica la produzione contemporanea di tre forme di energia partendo da un unico
combustibile: energia elettrica, termica sottoforma di calore ed energia termica
sottoforma di freddo (CHCP = Cogeneration of Heat, Cooling and Power)
La trasformazione dell’energia termica in energia frigorifera è resa possibile
dall’impiego del ciclo frigorifero ad assorbimento il cui funzionamento si basa su
trasformazioni di stato del fluido refrigerante in combinazione con la sostanza
utilizzata quale assorbente come il bromuro di litio.
Tecnologie e Infrastrutture 3Vantaggi
I principali benefici della trigenerazione sono:
▫ un risparmio economico conseguente al minor consumo di combustibile rispetto
quanto impiegato nella tradizionale produzione di energia;
▫ una riduzione dell'impatto ambientale, conseguente sia alla riduzione delle
emissioni sia al minor rilascio di calore residuo nell'ambiente;
▫ minori perdite di trasmissione e distribuzione per il sistema elettrico nazionale,
conseguenti all'autoconsumo dell'energia prodotta;
▫ la sostituzione di modalità di fornitura del calore meno efficienti e più inquinanti;
Tecnologie e Infrastrutture 4Le motivazioni della scelta
L’evoluzione urbanistica industriale degli ultimi 10 anni ha comportato un aumento
esponenziale dei consumi energetici
La diffusione del condizionamento per esigenze produttive e di comfort in tutti i
reparti industriali ha conseguito una rilevante necessità di energia frigorifera
La scelta della trigenerazione si inquadra come una azione strategica per contenere i
costi della componente energia e contemporaneamente ridurre l’impatto ambientale
L’impianto produce energia elettrica per il processo industriale e mette a disposizione
acqua surriscaldata contribuendo in modo significativo al riscaldamento invernale,
nonché acqua refrigerata per il ciclo produttivo della Verniciatura, Meccanica e
Galleria del Vento.
Tecnologie e Infrastrutture 5Step di progettazione
Definizione del Processo:
▫ Profili Orari dei consumi di Stabilimento per l’Energia Elettrica, l’Energia Termica
e l’Energia Frigorifera,
▫ Definizione dello schema di processo e delle soluzioni impiantistiche per
ottimizzare l’efficienza e la flessibilità,
▫ Scelta delle tipologie delle principali macchine da installare (motori, caldaie a
recupero …),
▫ Definizione ed ottimizzazione degli assetti di funzionamento dell’impianto
Definizione del layout dell’Impianto e delle dimensioni del fabbricato
Progettazione civile / architettonica del fabbricato
Tecnologie e Infrastrutture 6Dati di partenza
Fabbisogni energetici primari dello stabilimento principale a Maranello
▫ Fabbisogno elettrico: 100.000 MWh
– Potenza MAX: 22 MW
– Consegna AT (132 kV)
– Esercizio con 2 TRAFO da 16 MVA
▫ Fabbisogno termico: 50.000 MWht
– Centrale termica per la produzione di acqua
surriscaldata 135 °C a servizio dello Stabilimento
e del ciclo produttivo della Verniciatura
▫ Fabbisogno frigorifero: 10.860 MWhf
– Potenza MAX: 9 MWf
– Gruppi frigo raffreddati ad acqua a servizio della
Verniciatura, Meccanica e Galleria del Vento
Tecnologie e Infrastrutture 7Scelte tecniche di progetto
Produzione di energia elettrica
- 2 motori endotermici a gas da 8,55 MW
- 2 alternatori da 6,3 kV
- 2 trafo elevatori 6,3/15 kV da 12 MVA
Produzione di acqua surriscaldata 150°C
- 2 caldaie a recupero da 3,5 MWt
- l’energia termica prodotta è trasmessa, per
mezzo di scambiatori di disaccoppiamento
alla Centrale Termica
Produzione di acqua reffrigerata 5°C
- 2 frigo ad assorbimento da 2,5 MWf
- l’energia frigorifera prodotta è trasmessa, per
mezzo di scambiatori di disaccoppiamento
alle utenze
Tecnologie e Infrastrutture 8Caratteristiche tecniche
Potenzialità termica complessiva dei 2 motori a gas: ………………..38 MWt
▫ intesa come potenzialità termica equivalente di gas naturale consumato dall’impianto
Potenza elettrica generata: ………………………………………………….…..17,1 Mwe
▫ intendendo come potenza elettrica quella fornita ai morsetti dell’alternatore
Potenza termica massima generata come acqua surriscaldata: …..7 MWt
▫ intesa come potenza termica massima di produzione di acqua surriscaldata a 150°C per
uso tecnologico ed ambientale da parte dello Stabilimento
Potenza termica massima generata come acqua refrigerata: ………5 MWt
▫ intesa come potenza termica massima di produzione di acqua refrigerata a 7°C per
uso ambientale e tecnologico da parte dello Stabilimento
Tecnologie e Infrastrutture 9Schema di flusso
Gas
Naturale MOTORE Energia Elettrica
UTENZE
17,1 MW ELETTRICHE
Gas di Fluidi
Scarico Caldi
Energia Termica
UTENZE
7 MW TERMICHE
RECUPERO
TERMICO Energia
Frigorifera
GRUPPO UTENZE
FRIGORIFERO 5 MW FRIGORIFERE
Perdite
Tecnologie e Infrastrutture 10Schema di processo
Tecnologie e Infrastrutture 11Prestazioni dell’impianto
Prestazioni Motori :
▫ Rendimento Elettrico : 44,1%
Prestazioni Impianto di Trigenerazione :
▫ Rendimento Complessivo (elettrico + termico) : 73,5%
▫ Calcolo IRE (Indice di Risparmio di Energia) e LT (Limite Termico)
CALCOLO IRE & LT
Ec = 239.705.425 kWh/anno
Ee = 105.659.781 kWh/anno
Et Civ = 70.452.200 kWh/anno
Et Civ cor (*) = 56.361.760 kWh/anno
πes = 0,4
π ts,civ = 0,8
Ee imm = 100.376.792 kWh/anno Il comma 2.2 - art.2 - della Delibera AEEG
Ee autoc = 5.282.989 kWh/anno n.42/2002 afferma che l’indice IRE non
p imm = 0,972 deve essere inferiore al 10%, mentre il
p autoc = 0,957 Limite Termico (LT) non deve essere
p= 0,971 inferiore al 15%.
IRE = 0,300 >0,100
LT = 0,348 >0,150
(*) Fattore di correz Et = 0,8 Tecnologie e Infrastrutture 12Le tappe del progetto
2007 2008 2009
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
15/02/2007 gara d’appalto
31/07/2007 lettera d’intento per assegnazione appalto
29/02/2008 contratto quadro
01/05/2008 presentazione enti amministrativi dell’autorizzazioni
14/07/2008 inizio attività di cantiere
15/10/2008 rilascio dell’autorizzazione edile
17/02/2009 rilascio dell’autorizzazione ambientale
28/05/2009 rilascio dell’autorizzazione fiscale
01/06/2009 avviamento dell’impianto
Tecnologie e Infrastrutture 132012 – Collegamento elettrico della Gestione Sportiva
Due stabilimenti ed un
unico comprensorio industriale
collegati elettricamente per
sfruttare tutta l’energia elettrica Impianto di Trigenerazione
E Sottostazione Elettrica
della trigenerazione Alta Tensione
Gestione Industriale
Polo Vettori Energetici
Gestione Sportiva
Tecnologie e Infrastrutture 14Bilancio Energetico
UdM 2008 2009 2010 2011 2012
Principali centri di consumo Ferrari
Stabilimento Produttivo, Via Abetone (GW h) 105,1 93,1 102,4 107,7 110,2
Stabilimento Gestione Sportiva + Pista di Fiorano (GW h) 8,7 9,8 9,8 11,0 13,0
Stabilimento Scalietti, Via Emilia Est (GW h) 2,9 2,6 2,7 3,2 3,0
Consumo totale (GW h) 116,8 105,5 114,8 121,9 126,2
UdM 2008 2009 2010 2011 2012
Principali centri di consumo Ferrari
Stabilimento Produttivo, Via Abetone Smc 11.829.659 10.255.213 11.969.409 11.723.615 12.444.441
Stabilimento Gestione Sportiva + Pista di Fiorano Smc 415.600 393.498 401.686 392.371 404.698
Stabilimento Scalietti, Via Emilia Est Smc 461.064 408.172 532.375 411.538 470.262
Consumo totale Smc 12.706.323 11.056.883 12.903.470 12.527.524 13.319.401
UdM 2008 2009 2010 2011 2012
Emissioni di CO2 (tonCO2) 107.658 78.014 64.378 65.589 63.591
Stabilimento Produttivo, Via Abetone: -36%
Totale Ferrari: -40%
Tecnologie e Infrastrutture 15Impianto di trigenerazione
Potenza Elettrica: 17,1 MW
Potenza Termica: 7 MWt
Potenza Frigorifera: 5 MWf
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