Serre e Cogenerazone: due investimenti di pari dignità

Written by Sergio. Posted in News

di Sergio Spelgatti, amministratore di Agrimec snc

 

Il nuovo quadro normativo per le rinnovabili: DM 6 luglio 2012

In data 1° gennaio 2013 è entrato in vigore il D.M. 6 luglio 2012, il nuovo programma di incentivazione da parte del GSE per la produzione di energia da fonti rinnovabili (non fotovoltaiche). Rispetto a quanto in vigore fino ad allora cambiano la tariffa e direi soprattutto il criterio dell’incentivo, maggiormente indirizzato a premiare l’efficienza complessiva di tali impianti. Qui vorrei occuparmi di impianti di cogenerazione (in inglese CHP combined heat power). Si tratta di generatori raffreddati ad acqua che pertanto producono sia energia elettrica che termica (acqua calda ad alta temperatura, generalmente 70-80°C). Si consideri ad esempio un impianto a cippato di legno: alimentato con 1 kg di legna, produce 1 kWh elettrico e 2 kWh termici. Se precedentemente veniva incentivata abbondantemente la sola frazione elettrica, sollevando i gestori di tali impianti dal doversi  preoccupare dell’impiego del calore e del suo ottimale sfruttamento, oggi al contrario i gestori di impianti cogenerativi entrati in funzione a partire dal 1° gennaio 2013, devono preoccuparsi di utilizzare al meglio il calore, pena la scarsa redditività dell’investimento.

Sempre a titolo di esempio, facendo riferimento ad impianti alimentati da biomasse, in particolare sottoprodotti di origine biologica (art. 8, comma 4, lettera b), propongo le seguenti tabelle con un confronto tra il programma di incentivi in vigore e quello precedente, per potenze inferiori a 300 kW:

decreto

Tariffa omnicomprensiva

DM 18 dicembre 2008

€ 0,280/kWh elettrico x 15 anni

DM 6 luglio 2012 in vigore

€ 0,257/kWh elettrico x 20 anni

 

La riduzione dell’incentivo sull’energia elettrica è compensata dall’introduzione di nuovi premi (B e C non cumulabili):

A. Premio   emissioni in atmosfera

€ 0,03/kWh elettrico

B. Premio   Cogenerazione alto rendimento (CAR)

€ 0,01/kWh elettrico

C. Premio   per Teleriscaldamento

€ 0,04/kWh elettrico

 

Questi premi sono rivolti ad impianti che realmente svolgono un’attività di cogenerazione e non solo di produzione di energia elettrica. Il passato ha visto troppe volte trionfare un uso incompleto, inefficiente se non addirittura scorretto di impianti di energia rinnovabile: vedasi impianti fotovoltaici installati in pieno campo, sottraendo terreno utile per coltivazione o da destinare alle serre o ai pascoli, oppure impianti fotovoltaici installati su serre che si sono rivelate però poco produttive sul piano colturale, impianti fotovoltaici installati in aree lontane dai siti di consumo dell’energia elettrica, infine impianti di cogenerazione che di fatto non erano di cogenerazione in quanto il calore prodotto veniva dissipato completamente.

 

Il calore come risorsa da impiegare

La strada verso la cogenerazione è aperta, tuttavia occorre essere coscienti di quanto sia impegnativo impiegare con successo il sottoprodotto di un impianto cogenerativo, il calore.

Il decreto prevede un premio (CAR cogenerazione ad alto rendimento) per l’autoconsumo del calore. In questo caso il calore può essere utilizzato per il riscaldamento di stalle o serre, utenze civili , turistiche, sportive e industriali. In alternativa il decreto incentiva la distribuzione del calore in reti di teleriscaldamento con un premio di ben Eur 0,04/kWh che si somma a quello della tariffa omnicomprensiva. La definizione di teleriscaldamento dovrebbe scoraggiare coloro che pensassero di far passare come teleriscaldamento la cessione del calore a se stessi. In realtà e giustamente, il teleriscaldamento prevede che la rete di distribuzione debba svilupparsi su terreni pubblici e/o su più terreni di privati e comunque di terzi, (non sul terreno di un solo proprietario). Deve comunque collegare alla centrale almeno due utenti diversi (edifici diversi) e il fornitore del calore deve essere soggetto diverso dall’utilizzatore e deve provvedere alla contabilizzazione e fatturazione del calore distribuito in rete.

Realisticamente direi che le reti di teleriscaldamento sono alla portata di Comuni e Aziende  Municipalizzate mentre il privato, soprattutto il piccolo privato (impianti microcogenerativi < 50 kW elettrici) potrebbe cercare di massimizzare il vantaggio derivante dalla cogenerazione ad alto rendimento.

 

Le serre, opportunità parallela alla cogenerazione

Troppo spesso ho sentito proporre le serre quali facili utenze privilegiate per la cogenerazione, ma ho sempre avuto la sensazione che chi parlava ignorava la questione.

Innanzi tutto la serra è un’opportunità solo per coloro che sono coscienti di intraprendere non un’attività (solo cogenerazione) bensì due: cogenerazione e serricoltura. Ritengo che dimostrare di utilizzare il calore non sia sufficiente, il decreto dovrebbe imporre che le serre siano produttive. Non vorrei scoprire tra qualche anno che si premiavano serre incolte ma riscaldate, magari anche in estate.

 

Permettetemi di spiegare dove sta la complessità del problema. La serra domanda calore in inverno, e lo fa con estrema discontinuità; in estate la serre richiede raffrescamento. Il cogeneratore produce calore con continuità lungo tutto l’anno, almeno 7500 ore/anno. Il grafico che segue mostra con un’evidente semplificazione questa difficile sovrapposizione tra utenza e generatore. 

                   

 

 

diagramma

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E’ facile capire che il calore della cogenerazione, del tutto incoerente con la domanda, è alquanto scomodo: è troppo quando non serve ed insufficiente quando lo si richiede.

Una serra che intende essere produttiva anche nei mesi più freddi dovrà innanzi tutto dotarsi di un’unità di riscaldamento di back-up con 3 funzioni: i) integrare il calore quando quello che proviene dalla cogenerazione è insufficiente, ii) fornire se possibile CO2 per concimazione carbonica, iii) sostituire l’impianto di cogenerazione quando questo si trovasse in avaria. Se il gestore delle serre ha deciso di utilizzare una risorsa così preziosa quale è il calore, certamente non sarà disposto a perdere un ciclo di raccolto a causa di problemi tecnici del cogeneratore.

Dove installare il gruppo cogenerativo? Ovviamente vicino ad un’idonea rete elettrica di connessione, visto che si tratta di un impianto connesso alla rete. Tuttavia deve essere anche molto vicino alla serra, in quanto il trasporto del calore non può tollerare lunghe distanze. Meglio se in prossimità di reti di fornitura di gas metano, ideale per l’alimentazione dell’impianto di riscaldamento supplementare, vista la facilità di estrazione dell’anidride carbonica dai fumi di combustione.

Come immettere calore in serra? E’ necessario fare i conti con un generatore che produce calore lungo le 24 ore della giornata, mentre la serra domanda calore mediamente per la metà del tempo, con una differenza importante tra notte e giorno. Durante il giorno le piante consumano anidride carbonica mentre attuano la fotosintesi in presenza di luce, richiedendo temperature ambiente maggiori rispetto alla notte.

</p><br /><br /><br /><br />
<p>Immissione di calore con aerotermoimage-1352711183508-V

riscaldamento dell’aria e del suolo

 

La serra pertanto deve essere dotata di aerotermi per il riscaldamento dell’aria e una rete di tubi interrati necessari per il riscaldamento del suolo, ad una profondità tale da preservarli durante le fasi di lavorazione del terreno (40 cm potrebbe essere ottimale); si tenga presente che più in profondità saranno i tubi e maggiori saranno le perdite di calore verso il sottosuolo.

 

Il riscaldamento del substrato può influenzare positivamente le colture garantendo una temperatura ideale all’apparato radicale delle piante. Quando non sarà necessario riscaldare l’ambiente, il calore del cogeneratore verrà impiegato per riscaldare il suolo. Sfruttando l’inerzia termica del suolo la serra avrà a disposizione una riserva di calore che consentirà di far fronte più agevolmente ai picchi di carico termico.

Che tipo di serra? Ho detto che è bene considerare serra e cogenerazione come due opportunità. La serra non deve essere serva di nessuno, altrimenti ne risentirà l’investimento complessivo. Quindi nel progettare la serra si consideri che non può essere simile a quelle concepite per un uso stagionale, semmai deve essere rivestita con materiali che garantiscano un’adeguata resistenza termica, equipaggiata con finestre o estrattori per consentire una buona ventilazione e deve essere robusta in quanto l’investimento è compatibile con tempi di ammortamento più lunghi. Dal punto di vista dimensionale meglio se la serra è concepita con una forma tale da ridurre al minimo le superfici disperdenti, quelle che incidono sulle perdite di calore; pertanto con pianta a base il più possibile quadrata, con le navate orientate lungo la direttrice nord-sud e con un’altezza media di circa 4 m. Il carico termico massimo da considerare è dell’ordine di 200 W/m2. Il calore che il terreno riscaldato può cedere all’ambiente è circa 50 W/ m2. Questo valore è limitato dalla temperatura del suolo che non può eccedere valori nocivi per le colture. Quindi si deve necessariamente affidare ad un elemento esterno (aerotermo, tubi alettati, …) la quota restante di calore che deve essere immesso in serra.

 

20121005_114947emissione con tubi radianti

 

 

 

 

 

 

 

tubi esterni al terreno

 

Che fare in estate? Dal mese di maggio sino ad ottobre la serra non ha bisogno di calore, il calore semmai è un problema. La temperatura dell’aria può essere adeguatamente mantenuta al di sotto di livelli critici mediante la ventilazione naturale o forzata. La temperatura del suolo, invece, cresce a causa dell’irraggiamento solare e a sua volta innesca l’effetto serra. Per ridurre la temperatura del suolo si può ricorrere ad uno speciale refrigeratore che è il frigorifero ad assorbimento, macchina straordinaria capace di produrre acqua fredda (7-12°C) assorbendo calore (acqua calda 80°C), quello appunto messo a disposizione dal cogeneratore. Con una potenza termica assorbita di 93 kW l’assorbitore può produrre una potenza frigorifera di 70 kW. Questa non è più cogenerazione, è trigenerazione: siamo nelle condizioni di valorizzare il calore anche in estate. Ed è solo il 2013.

 

Bibliografia

Cataloghi e pubblicazioni:

Wood Gas CHP – The Innovation, URBAS energietechnik, URBAS MASCHINENFABRIK GES.M.B.H., Billrothstrasse 7, 9100 VOLKERMARKT, Austria, www.urbas.at

ROMANO TESI, Moderne tecniche di protezione in orticoltura, floricoltura e frutticoltura, Edagricole, Bologna 1983

Aziende:

MAYA, refrigeratore Yazaki WFC-SC30, MAYA SPA, Viale Monte Santo 4, 20124 MILANO – www.maya-airconditioning.com

RAM srl, Via degli Artigiani 54, 50041 CALENZANO (FI) – www.ramservizi.it

FIPER, federazione italiana produttori di energia da fonti rinnovabili – www.fiper.it

Trasporti

AGRIMEC è convenzionata con numerose ditte di autotrasporto.
In tempi rapidi e con professionalità consegna le proprie merci in tutta Italia a condizioni poco onerose per il cliente.

Installazioni

AGRIMEC si serve di artigiani qualificati per l’installazione dei suoi impianti.
Il montaggio di una serra o di un impianto è un aspetto assolutamente di primaria importanza. Va affidato a professionisti dotati di capacità, esperienza e organizzazione.
Su richiesta AGRIMEC può anche assumere la direzione del lavoro.

Assistenza

Assistenza pre-vendita e post-vendita.
Su richiesta massima disponibilità per

  • Sopralluogo di un ns. tecnico presso il cliente
  • Offerte senza alcun impegno
  • Disegni, progettazione, dichiarazione di idoneità statica e conformità