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Sistemi di cogenerazione e indici caratteristici. La nuova norma UNI 8887

- Aggiornare «terminologia», «definizioni» e «classificazioni», in accordo alla legislazione vigente;
- Aggiornare «indici energetici», in accordo alla legislazione vigente;
- Introdurre nuovi indici per il calcolo delle emissioni di un cogeneratore

Il cogeneratore è visto dall’attuale normativa in materia ambientale (di tipo «input-based») come una caldaia o come un generatore elettrico e non si tiene conto del doppio prodotto (elettricità e calore).

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
Convegno CTI a mcTER, Veronafiere, ottobre 2012

Pubblicato
da Alessia De Giosa




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Estratto del testo
1 Sistemi di cogenerazione e indici caratteristici. La nuova norma 8887 Prof. Ing. Michele Bianchi Dipartimento Ingegneria Industriale - Università di Bologna Coordinatore GL 405 «Cogenerazione e Poligenerazione» - CTI 2 Il quadro normativo vigente Codice norma Titolo UNI 9927:1992 Gruppi per la produzione combinata di energia elettrica
e calore azionati da motori alternativi a combustione
interna '' Metodi di prova in campo UNI 9923:1992 Centrali termoelettriche '' Smaltimento all''ambiente del calore di condensazione '' Terminologia, classificazione e grandezze caratteristiche UNI 7582:1988 Generatori di vapore '' Direttive per il lavaggio chimico lato acqua-vapore UNI 8887:1987
(in revisione)
Sistemi per processi di cogenerazione '' Definizioni e classificazione 3 La vecchia norma 8887:
«Sistemi per processi di cogenerazione»
4 La vecchia norma 8887: gli indici energetici 5 L''evoluzione legislativa sulla cogenerazione 5 AEEG
42/02
D. MSE 4/8/2011
D. MSE 5/9/2011
Decreto
79/99
2004/8/CE D.Lgs. 20/07 CIP 34/90 CIP 15/89 CIP 6/92 «assimilabile
a fonte rinnovabile»
«Cogenerazione
ad Alto Rendimento»
1990 2000 2010 6 La nuova norma 8887 'Aggiornare «terminologia», «definizioni» e «classificazioni», in accordo alla legislazione vigente; 7 La nuova norma 8887 'Aggiornare «terminologia», «definizioni» e «classificazioni», in accordo alla legislazione vigente; 'Aggiornare «indici energetici», in accordo alla legislazione vigente: 8 La nuova norma 8887 'Aggiornare «terminologia», «definizioni» e «classificazioni», in accordo alla legislazione vigente; 'Aggiornare «indici energetici», in accordo alla legislazione vigente: 9 La nuova norma 8887 'Aggiornare «terminologia», «definizioni» e «classificazioni», in accordo alla legislazione vigente; 'Aggiornare «indici energetici», in accordo alla legislazione vigente; 'Introdurre nuovi indici per il calcolo delle emissioni di un cogeneratore 10 H 2O CO 2 N 2 O 2 altro La emissioni di un cogeneratore 11 0.01 0.1 1 10 1 10 2 1 10 100 1000 10000 s p o s ta m e n to v e r ti c a le [ k m ] s po s tam e nto ori z zo n tal e [km ] ore giorni m es i a n n i decenni tem po di residenza
nell'atm osfera com un ale N H 3 id rocar buri S O 2 N Ox CO 2 CH 4 altri gas serra CO r egiona le pr ovincia le na ziona le e int er na ziona le tr op os fe r a m e s os fe r a s tr a tos fe r a p articola to O 3 Impatto locale Impatto globale La emissioni di un cogeneratore: il raggio di
azione
12 'la concentrazione di inquinante nei fumi (mg/Nm3): non immediato il legame con l''energia del combustibile e nessuna
informazione sull''efficienza della conversione 'Emissione per unità di energia del combustibile (mg/kcal): nessuna informazione sull''efficienza della conversione
'Emissione per unità di energia utile prodotta (mg/kWh): chiaro indicatore del rapporto tra il costo ambientale ed il
beneficio per la collettività La emissioni di un cogeneratore: l''unità di
misura
combustibile
Energia utile input-based output-based 13 il cogeneratore è visto dall''attuale normativa in materia ambientale (di tipo «input-based») come una caldaia o come un generatore elettrico '' non si tiene conto del doppio prodotto (elettricità e calore) La emissioni di un cogeneratore: i limiti di una
normativa «input-based»
14 'assoggettare un sistema CHP agli stessi limiti autorizzativi ambientali previsti per il motore primo non CHP: idoneo per cogeneratori ''topping' (MCI, MTG,
TG, ecc.) dove l''energia elettrica è l''effetto utile primario e il termico è il
sottoprodotto del ciclo termodinamico 'assoggettare un sistema CHP agli stessi limiti autorizzativi ambientali previsti per un impianto di sola generazione di calore (caldaia): idoneo per cogeneratori
''bottoming' (ORC, TPV, ecc.) dove la produzione di elettricità è di secondaria
importanza e avviene sfruttando il calore recuperato da un processo di
combustione dedicato alla produzione termica 'assoggettare un sistema cogenerativo a limiti autorizzativi ambientali appositamente introdotti per la cogenerazione La emissioni di un cogeneratore: i limiti di una
normativa «input-based». Quali vincoli di legge'
15 'criterio basato sulla valutazione degli inquinanti a impatto locale: il metodo della caldaia evitata (emissioni equivalenti di un cogeneratore) 'confronto con la produzione separata per inquinanti ad impatto globale: il metodo dell''ESI (Indice di Risparmio Ambientale) La emissioni di un cogeneratore: gli indici
proposti dalla nuova norma UNI 8887
16 B E e E e E t E t A E t Motore non cogenerativo In cogenerazione A Il beneficio ambientale della cogenerazione è legato al fatto che, grazie al
recupero termico, posso ''evitare' di tenere in esercizio una caldaia,
risparmiandone le emissioni. B Il metodo della ''caldaia evitata' 17 emissioni del cogeneratore emissioni del motore primo in
assetto non cogenerativo

emissioni di riferimento della
caldaia evitata
produzione termica del
cogeneratore
produzione elettrica del
cogeneratore
e t t t nocog cog E E     ' ' ' ' e t t t nocog cog E E     ' ' Il beneficio ambientale della cogenerazione è legato al fatto che, grazie al
recupero termico, posso ''evitare' di tenere in esercizio una caldaia,
risparmiandone le emissioni. B A ' Il metodo della ''caldaia evitata' 18 Il rendimento di riferimento della caldaia evitata può essere
scelto:
' secondo la Decisione 2007/74/CE (0.9 per gas naturale)
'secondo AEEG 42/02 (0.8 per civile, 0.9 per industriale)
'secondo Scheda Tecnica 21 (delibere AEEG 177/05 e 187/05)
utilizzando
'' t ' t ' ) kW ( P log 03 . 0 77 . 0 n t ' ' '  Le emissioni di riferimento della caldaia evitata possono
essere scelte:
' secondo le classi di merito previste nelle norme UNI EN 483, 656
'utilizzando i limiti imposti dalle autorità competenti alle caldaie
''
Il riferimento della caldaia evitata 19
' ' ' ' e t t t e e E E 1 B A C B A ESI ' ' ' ' '  ' ' ' ' ' ' C E e E t E t B Produzione separata Cogenerazione L''Indice di Risparmio Ambientale - ESI Le emissioni della cogenerazione
vengono messe in relazione con le
emissioni della grande produzione
separata di elettricità e calore. km E e A ambito locale 20 La produzione elettrica di riferimento t ' t ' e  ' e ' ESI richiede inoltre i valori di riferimento del
termico (come il metodo ''caldaia evitata'): Il rendimento elettrico di confronto può essere scelto:
' secondo la Decisione 2007/74/CE (in funzione al combustibile)
'secondo AEEG 42/02 (in funzione di taglia e combustibile)
'' Le emissioni di riferimento della produzione elettrica:
' valori medi della produzione nazionale
' BAT
'' 21 Un esempio numerico Cogeneratore MCI Rendimento termico 0.50 Rendimento elettrico 0.35 Rendimento globale 0.85 Emissioni di NOx
[mg/kWhpci]
200 Riferimenti impiegati Rendimento termico caldaia evitata (Decisione 2007/74/CE) 0.90 Rendimento elettrico di riferimento (Decisione 2007/74/CE) 0.52 NOx: emissione caldaia evitata [mg/kWhpci]
(
' ' secondo Norme UNI 297, 483 & 656) 200 NOx: emissioni della produzione elettrica di riferimento
[mg/kWhpci]
(ENEL, Rapporto ambientale 2006)
230 Risultati concentrazione [mg/Nm3] 175 Emissioni input-based [mg/kWhpci] 200 emissioni del motore non cogenerativo [mg/kWhe] 571 emissioni evitate [mg/kWhe] (metodo caldaia evitata) 317 emissioni equivalenti del motore cogenerativo [mg/kWhe] 254 ESI 0.25 22 Un secondo esempio numerico Cogeneratore MCI Rendimento termico 0.50 Rendimento elettrico 0.35 Rendimento globale 0.85 Emissioni di NOx
[mg/kWhpci]
200 Riferimenti impiegati Rendimento termico caldaia evitata (Decisione 2007/74/CE) 0.90 Rendimento elettrico di riferimento (Decisione 2007/74/CE) 0.52 NOx: emissione caldaia evitata [mg/kWhpci]
(
' ' ' ' Norme UNI 297, 483 & 656) 100 NOx: emissioni della produzione elettrica di riferimento
[mg/kWhpci]
200 Risultati concentrazione [mg/Nm3] 175 Emissioni input-based [mg/kWhpci] 200 emissioni del motore non cogenerativo [mg/kWhe] 571 emissioni evitate [mg/kWhe] (metodo caldaia evitata) 159 emissioni equivalenti del motore cogenerativo [mg/kWhe] 412 ESI -0.05 23 michele.bianchi@unibo.it


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