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Cogenerazione e flessibilità: nuove soluzioni integrate di efficienza energetica

La cogenerazione: un'opportunità per l'autoproduzione dell'energia elettrica e l'efficientamento energetico, integrata nei nuovi programmi di bilanciamento della rete elettrica come risorsa flessibile.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
mcTER Cogenerazione - Milano giugno 2019 Cogenerazione: la via più immediata ed efficace per migliorare le prestazioni energetiche degli impianti industriali

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mcTER Cogenerazione - Milano 2019Segui aziendaSegui




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Gli atti dei convegni e più di 10.000 contenuti su www.verticale.net Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore Cogenerazione e flessibilità:
nuove soluzioni integrate di
efficienza energetica
mcTer '' Milano Il ruolo della cogenerazione per la competitività e l'efficienza delle imprese 27 Giugno 2019 2 La nostra mission Enel X La mission di Enel X è di fornire soluzioni tecnologiche innovative che aiutino aziende, città e persone in tutto il mondo a creare Nuovo Valore, con strumenti che possano permetterci di costruire il futuro a cui aspiriamo. La mission di Enel X è di accelerare la transizione verso una mobilità sostenibile, verso consumi consapevoli ed efficienti, e verso la generazione di elettricità da fonti rinnovabili, aiutando le aziende, le città e le persone, a lavorare e crescere. La mission di Enel X è di trasformare la tua azienda, per scoprire modi ancora più intelligenti e innovativi per trarre il massimo dall'energia, portando così beneficio ai tuoi clienti, dipendenti e stakeholder. Enel X è nata per creare la nuova ''power economy' trasformando l''energia in potenza per tutti 3 4 Global Product Lines Enel X 3 Infrastruttura di ricarica
(pubblica e privata)
Manutenzione e servizi
connessi
Integrazione veicolo
rete elettrica
Integrazione in back-end
di OEM
e-Mobility Rete all''ingrosso di
connessioni a Fibra
ottica
Illuminazione intelligente e-City Soluzioni di Demand
response
ed Energy
storage
Generazione distribuita e
servizi energetici
Rispondiamo alle nuove necessità della clientela con tecnologie innovative Servizio di consulenza e
audit
Efficienza energetica Generazione distribuita
on e off site
Soluzioni di Demand
response
ed Energy
storage
e-Industries Home 2 Grid Servizi di installazione,
manutenzione e
riparazione
Sistemi di domotica Servizi finanziari e-Home Flessibilità Enel X''s presence Where we are in the world Iberia Italy Europe & Africa North America South America Asia Pacific Revenues:
~226 mn ' Revenues:
~146 mn ' Revenues:
~246 mn ' Revenues:
~338 mn ' Revenues:
~59 mn ' Revenues:
~13 mn ' Closing pro forma 2017 revenues include
EnerNOC and eMotorWerks full year The evolution of the energy sector The energy sector is experimenting a deep transformation
Digitalization and customer centricity will change the sector paradigm
Source: United Nations 2014; BNEF 2018, WEO 2017, IEA New customer needs lead to
customized services development with
sustainable approaches New customer needs Electricity is making up to 40% of the
growth in final energy consumption to
2040 Digital electricity infrastructure
investments: +45% between
2014 and 2016 Renewables penetration
by 2040: 60% Decarbonization Digitalization Electrification Batterie e nuove risorse di Flessibilità
basate sulla domanda
Fotovoltaico residenziale Gestione intelligente dell''intero ecosistema Solare ed Eolico Generazione rinnovabile
distribuita e intermittente
Sostituisce quella termica centralizzata e
programmabile 6 Un nuovo ecosistema energetico decentralizzato Veicoli Elettrici Nuovi quadri normativi e regolatori 7 Le emergenze di rete si verificano a causa di: ' non bilanciamento tra immissioni e prelievi
' Condizioni metereologiche estreme
' immissioni intermittenti da generazione rinnovabile. . Sbilanciamento della rete Offerta disponibile 6 PM 2 PM 10 AM 6 AM Domanda Il TSO interviene viene impiegato da Terna per bilanciare la rete a ridosso del
tempo reale, in caso di necessità,
evitando distacchi diffusi delle
utenze (brownouts) La Resilienza del Sistema Elettrico Probabili sbilanciamenti fino 1.700 ore/anno, 19% della base annua, con
6-16 GW di capacità mancante. Demand Response Source: Accenture, 2019 8 Il BSP valorizza la flessibilità per utenze commerciali, industriali e siti dotati di autoproduzione elettrica aggregando e offrendo servizi alla rete BSP Balance Service Provider : nuovo attore nel mercato dell''energia Trasmission System Operator Remunerazione Flessibilità Remunerazione Gestione del carico ~ ' Gestione di programmi di Demand Response in 11
nazioni con 30 operatori di rete
e utility. ' Più di 6.000 MW di capacità flessibile gestita, proveniente
da più di 14.000 siti
commerciali e industriali. ' 24h/365d Operations Center a Dublino. ' Servizi DR gestiti per mezzo di soluzioni tecnologiche
appositamente sviluppate,
esperti dedicati e processi
ottimizzati. 9 Enel X è il maggiore operatore mondiale di DR Canada Ontario Independent Electricity System Operator; Alberta Electric System Operator Stati Uniti PJM Interconnection; AEP I&M; FirstEnergy; PECO; ISO New England; New York ISO; ConEdison; Consumers Energy; Tennessee Valley Authority; Louisville Gas & Electric and Kansas Utilities; Tampa Electric Company; Electric Reliability Council of Texas; Midwest Energy; Pacific Power; Rocky Mountain Power; Pacific Gas and Electric; Southern California Edison; Tucson Electric Power Irlanda Eirgrid UK National Grid Polonia Polskie Sieci Elektroenergetyczne Italia Terna Corea del Sud Korea Power Exchange Giappone Kyushu Electric Power Company Taiwan Taiwan Power Company Australia Australian Electricity Market Operator; AusNet; ERM Power Retail Nuova Zelanda Transpower Il nuovo regolamento
UVAM 2019 11 Il flusso operativo tipico del DR 1 il TSO prevede un problema di stabilità della rete e notifica la necessità di un ordine di bilanciamento all''aggregatore 2 L''aggregatore individua il carico e/o la generazione del suo portafoglio di clienti necessari per aumentare o diminuire l''uso di energia 3 I clienti attuano (manualmente o automaticamente) i piani di modulazione 4 La riduzione o l''incremento del carico viene utilizzato da TSO per l''equilibrio della rete 5 I clienti ricevono dall''aggregatore una remunerazione per la modulazione effettuata Gli attori coinvolti 12 GME: gestore dei mercati dell''energia a pronti (MSD) Terna: responsabile della gestione ed equilibrio della rete
e quindi «utilizzatore» della flessibilità BSP: Balancing Service Provider è il soggetto titolare della
UVAM e responsabile della prestazione del servizio offerto
in MSD Prosumer: impianto o porzioni d''impianto che consumano/producono energia e possono mettere a
disposizione del BSP flessibilità UVAM: Unità Virtuale Abilitata Mista costituita tramite l''aggregazione della flessibilità di più Prosumer Ordine: Ordine di attivazione della flessibilità impartito ~ Mercato MSD BSP UVAM Perimetri di Aggregazione 15 perimetri geografici all''interno dei quali ciascun BSP può aggregare Risorse Flessibili. I siti che compongono l''UVAM devono risiedere in un unico perimetro di
aggregazione 13 14 Requisiti di partecipazione Lunedì - Venerdì 14:00 - 20:00 QUANDO COSA Disponibilità a modulare lo scambio rete, al netto degli interrompibili 4h consecutive (min. 2h) Presenza minima 70% del mese Potenze diverse per ogni mese Corrispettivo Fisso a ribasso su Asta / MW Durata rampa 15 min Modulazione Energia scambiata >70% della biddata Corrispettivo Variabile biddato su MSD Asta semestrale Quantità approvvigionate 15 Approvvigionamento a termine risorse per MSD Area A Area B Asta annuale Asta infrannuale Quantità disponibile a giugno Quantità disponibile 800 332,8 144,5 327,7 183,6 200 17,1 20,3 162,6 100,3 I vantaggi dell''aggregazione all''interno delle UVAM Partecipazione possibile per piccole potenze Maggiori possibilità di valorizzazione delle proprie risorse di consumo Valorizzazione degli impianti di generazione in grado di modulare in incremento Maggiori gradi di libertà per il rispetto dei vincoli di offerta Massimizzazione della remunerazione relativa fissa e variabile 16 Business Cases 18 Perimetro di aggregazione 4-NOV_MI Provincia MI Consumo medio processo 21 MW Potenza CHP 25 MW Potenza modulabile 4 MW Il Cliente ha deciso di valorizzare la potenza elettrica del CHP
eccedente i fabbisogni La modulazione viene effettuata esclusivamente come incremento
della potenza prodotta dal CHP L''assetto di funzionamento tipico dell''impianto è l''inseguimento
elettrico
Business Case 1
CHP 19 -1,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 Baseline(i) ENEmis(i) Livello da raggiungere Rampa La valutazione della
performance è basata
sull''energia erogata in
ciascun quarto d''ora Una modulazione Business Case 1
CHP Business Case 1 20 Valore Totale Annuo
120.000 ' + 5.200 ' = 125.200 ' 30.000 '/MW/anno x
4 MW 100 '/MWh x
52 MWh/anno Remunerazione prevista per la
partecipazione con disponibilità 100% e
nell''ipotesi di 52 MWh di modulazione/anno Ipotesi Potenza modulante 4 MW Remunerazione 100 '/MWh Valore prodotto a termine 30.000 '/MW/anno CHP Business Case 2 21 La presenza di aste mensili permette di valorizzare impianti di consumo e di produzione spiccatamente stagionali nei soli periodi in cui la potenza modulabile è effettivamente disponibile Rete di teleriscaldamento urbano a servizio di
edifici residenziali + terziario La modulazione viene effettuata con i
cogeneratori installati in centrale La potenza modulante è disponibile solo nella
«stagione calda» P el CHP ' 7,5 MWe Teleriscaldamento Le aste mensili valorizzano la stagionalità Business Case 2 22 Valore Totale Annuo
120.000 ' + 5.760 ' = 125.760 ' 30.000 '/MW/anno x
4 MW eq 120 '/MWh x
48 MWh/anno Ipotesi Potenza modulante 4 MW eq Remunerazione 120 '/MWh Valore prodotto a termine 30.000 '/MW/anno Teleriscaldamento Business Case 3 23 Aggregazione produzione e consumo UVAM composta da 3 siti: due consumatori e
un autoproduttore (cogenerazione) La modulazione viene effettuata sia con la
riduzione del consumo di processo che tramite
incremento della produzione La potenza elettrica modulante complessiva è
pari a 3 MWe UVAM 3 MW 0,7 MW consumo 1,1 MW consumo 1,2 MW produzione CHP Business Case 4 24 Le piccole potenze distribuite 9 Punti vendita distribuiti
tra Emilia Romagna e
Lombardia Modulazione del
condizionamento
ambientale, nel rispetto
del benessere termo-
igrometrico Gestione integrata al BMS aziendale Business Case 5 25 CHP Ottimizzabile UVAM realizzata su di un sito industriale
interrompibile 2 Motori a Combustione interna da 2 MW UVAM 2 MW Ottimizzazione ! Una razionalizzazione delle logiche di
programmazione centrale e dei criteri d''uso
dell''energia, ha permesso di liberare potenza
immettibile in Rete L''ottimizzazione dei sistemi
complessi sui mercati elettrici
DART - Day Ahead to Real Time Il complesso ecosistema di una centrale Gas Power Fornitori e Mercati CHP Accumuli Fermentatori Dissipatori Caldaie Componenti centrali Clienti sottostanti Con quali logiche agire sui mercati' Su quali mercati' Come gestire gli sbilanciamenti' Come rispettare i vincoli tecnici' Come modellizzare un componente' Quale sarà il fabbisogno dei clienti sottostanti' Come soddisfare i vincoli contrattuali' ' Previsione dei prezzi di mercato ' Previsione dei fabbisogni dei clienti sottostanti ' Monitoraggio impianto e stato dei CHP/ componenti ' Comunicazione programmi ' Gestione dei programmi
' Approvazione dei programmi generati dall''ottimizzatore ' Gestione delle sessioni di mercato ' Preparazione dei file per la comunicazione coi mercati Dart '' Schema funzionale 28 DART è una energy asset management application Footnote: VPP: Virtual power plant DART optimizer Obiettivo:
soddisfacimento
fabbisogno energetico ' Programmazione
statica giornaliera ' Inseguimento
elettrico/termico Fondamenti DDO 03/07/2019 Flusso di Processo DDO 29 Approccio
Tradizionale
Condivisione di:
' Caratteristiche tecniche di centrale ' Gestione di Baseline Fabbisogni Cliente Vincoli Impiantistici Mercati Energetici RIDUZIONE DEL COSTO ENERGETICO Definizione
Baseline
Servizio DDO Risultato Obiettivo:
soddisfacimento fabbisogno
energetico con ottimizzazione
economica
' Assetti di centrale ottimizzati su
base oraria ' Inseguimento economico grazie
alla visibilità dei mercati CLIENTE CLIENTE + Diagramma di flusso Confronto risultati 03/07/2019 Flusso di Processo DDO 30 kW kW BASELINE '' Ins. Th Gestione del motore da 3,6 MW come
baseload h24 e gestione del secondo motore
in funzione del vincolo tecnico (spegnimento
nelle ore notturne) DDO
Spegnimento di entrambi i motori la notte e
spegnimento del secondo motore di giorno
quando il prezzo di vendita dell''energia
elettrica in rete non è conveniente. '/ M W h '/ M W h ESEMPIO RISULTATO GESTIONE DDO SU 5 giorni '' Febbraio 2017 31 101.620 ' VALORE COMPLESSIVO GENERATO I servizi di Yousave - DDO Case study - Industriale 32 I servizi di Yousave - DDO Case study '' Teleriscaldamento/Industriale Ipotesi di simulazione 1. Centrale da 9,5MW 2. Soddisfacimento completo fabbisogni energetici (industrie/cittadini) 3. Vendita Energia Elettrica a rete aperta a PZN, sbilanciamento incluso 4. Considerati i vincoli tecnici principali (es. carico minimo motore, n° max accensioni gg/anno, spegnimenti notturni') Thank you roberto.marconi2@enel.com
Mob. +393663046971


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