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Gas Naturale: I vantaggi ottenuti in abbinamento alla Cogenerazione

Gas Naturale: I vantaggi ottenuti in abbinamento alla Cogenerazione

Il gas naturale è in realtà una miscela di diversi componenti, derivanti da fermentazione anaerobica della sostanza organica accumulatasi nei millenni, costituita principalmente da metano.

I principali produttori di gas naturale a livello mondiale si trovano in Russia, Iran e Qatar, ma gli ultimi due posseggono le maggiori riserve mondiali (stimate in circa 200 anni ai livelli di estrazione del 2010)

Il gas naturale viene solitamente trasportato tramite la rete dei gasdotti, ma da qualche anno si assiste ad una crescente diffusione delle tecniche criogeniche per la distribuzione del gas naturale liquefatto (GNL, -160 °C circa) e trasportare perciò il gas naturale come un carburante liquido (via gomma, via mare, via rotaia, ecc.).

Il gas naturale oggi rappresenta il carburante con le prospettive di mercato più interessanti a livello mondiale in quanto:

A- le riserve note di gas naturale oggi si stanno ampliando, al contrario del petrolio, grazie all’innovazione tecnologica derivante dalla “fratturazione idraulica” (fracking) (diffusa in USA, ma che trova notevoli perplessità in Europa) che permette di liberare il gas naturale contenuto nelle argille sottoposte a diagenesi: si tratta del cosiddetto “gas da argille”, meglio noto come “shale gas”.

Nella mappa dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) si può vedere la distribuzione mondiale dei bacini in cui sono presenti argille in grado di produrre shale gas.

Shale gas - Bacini con gas di argille

Grazie allo shale gas estratto entro i propri confini, gli USA aspirano ad azzerare l’import di prodotti petroliferi e, come dimostrano i recenti dati di export, a diventare esportatori di carburanti liquidi, come gasolio e kerosene, ottenuti come prodotti collaterali. La stessa IEA[1] comunque non ritiene che il boom statunitense dovuto allo shale gas possa, nel breve-medio termine, ripetersi in altri continenti, se non dopo il 2020.

Shale gas trade

[1] http://www.iea.org/newsroomandevents/pressreleases/2013/june/name,39014,en.html

B- dal punto di vista delle emissioni derivanti dalla combustione, quelle generate da gas naturale sono solitamente caratterizzate da bassissimi livelli di particolato rispetto il diesel, l’olio pesante e il carbone;

C- dal punto di vista della rumorosità, le tecnologie che impiegano gas naturale (siano essi motori endotermici o turbine) sono solitamente più silenziose rispetto quelle che impiegano il diesel come combustibile;

D- dal punto di vista tecnologico, è possibile condividere le stesse strutture logistiche e d’impiego sia che il metano derivi da fonte fossile che da biogas, ponendo quindi le basi affinchè la fonte rinnovabile possa effettivamente diffondersi insieme alla fonte fossile senza particolari accorgimenti tecnici o ostacoli che ne possano limitare l’impiego a valle della filiera;

E- dal punto di vista economico, il gas naturale è solitamente meno costoso degli altri carburanti largamente impiegati, quali benzina e gasolio. Per il territorio italiano, questo è dimostrato dal fatto che il gas naturale ha un valore pari a circa 1/3, a parità di potere calorifico inferiore, del diesel: mentre il gas naturale è venduto nel range di 35-70 €/MWh, il gasolio viene venduto nel range di 95-160 €/MWh, accise comprese.

Spesso il gas naturale viene usato per alimentare sistemi di riscaldamento civile e industriale, oltre che centrali a ciclo combinato di grossa dimensione.

La produzione separata di energia elettrica e termica non è particolarmente efficiente dal punto di vista dei rendimenti complessivi: come si vede dall’immagine sotto riportata, a parità di output elettrico e termico (rispettivamente 38 e 45 kW), occorrono solo 100 kW di energia primaria nel caso di cogenerazione e ben 148 kW nel caso vengano prodotti in modo distinto; in altre parole la produzione separata del fabbisogno elettrico e termico comporta uno spreco di energia primaria di circa 1/3.

Cogenerazione contro produzione separata

E’ quindi il risparmio in energia primaria che si consegue tramite la produzione combinata di energia elettrica e termica che ha spinto la diffusione della generazione distribuita, ovvero dove la centrale elettrica (con taglia di qualche centinaio di kW anziché MW) è localizzata in prossimità dell’utenza in grado di impiegare il calore residuo, evitando quindi gli oneri derivanti dalla presenza del teleriscaldamento. In ambito cogenerativo, quindi, l’adozione di un sistema alimentato a gas naturale risulta particolarmente virtuoso sia in termini energetici (grazie al minor spreco di energia primaria) che economici (grazie al minor costo del gas naturale).

Le condizioni pratiche per cui la cogenerazione a gas naturale risulta solitamente un investimento conveniente, con rapidi tempi di rientro e con una prospettiva di abbassamento strutturale dei costi energetici sono le seguenti:

  1. dimensionamento del cogeneratore secondo il minor valore tra la taglia media elettrica e quella termica;
  2. attività industriale o civile che richiede un contemporaneo assorbimento di energia elettrica e termica per almeno una decina di ore al giorno.

BioWATT è in grado di proporre tecnologie legate alla generazione elettrica e termica in un’ottica di risparmio di energia primaria ed efficientamento energetico. In particolare BioWATT ha referenze e competenze specifiche per i seguenti prodotti che  prevedono l’impiego del gas naturale:

green_biowatt_ngbWgas

  • Realizzazione, installazione e messa in servizio di nuovi impianti di Cogenerazione (CHP) e Trigenerazione (CCHP) alimentati a gas naturale e funzionanti con motori endotermici a ciclo Otto;
  • Generatori elettrici “Dual Fuel”, in cui è possibile, utilizzando il gruppo elettrogeno già presente presso il cliente, realizzare un retrofit elettromeccanico in cui, a regime, i consumi di gasolio verranno sostituiti fino al 70% con gas naturale;
  • Possibilità di abbinare, ai prodotti indicati nei due punti precedenti, la fornitura di Gas Naturale Liquefatto (GNL) in zone lontane dai gasdotti, grazie la collaborazione di BioWATT con i principali player operanti nel settore del LNG.
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