SCHEDA PROGETTO

Università Degli Studi Di Roma "la Sapienza"
Triginerazione con microturbina a gas ed assorbitore a fumi diretti. il progetto, in convenzione con il m.a.t.t., è finalizzato alla microcogenerazione per alcuni edifici ubicati nella città universitaria, università di roma "la sapienza"

Informazioni sul candidato:

Ragione sociale Università Degli Studi Di Roma "la Sapienza"

Settore Servizio di Ateneo per l'Energia (S.A.E.)

Sito web http://sae.amm.uniroma1.it/sae/

Attivita dell'impresa Università pubblica

Certificazioni Ancora nessuna

Forme di controllo della gestione Ancora nessuno

Certificazioni del prodotto Ancora nessuna

Informazioni sull'innovazione:

Titolo Triginerazione con microturbina a gas ed assorbitore a fumi diretti. il progetto, in convenzione con il m.a.t.t., è finalizzato alla microcogenerazione per alcuni edifici ubicati nella città universitaria, università di roma "la sapienza"

Presentazione dell'innovazione L'innovazione realizza un sistema per la produzione combinata di energia elettrica, calore e acqua refrigerata (trigenerazione) presso una delle 8 "isole" energetiche della Città Universitaria dell'Università di Roma "La Sapienza".

Progettista Prof. Livio De Santoli

Innovazione di processo

Tema Servizi e innovazi.di sistema

Descrizione dell'innovazione Obiettivo dell'innovazione in oggetto è la realizzazione di una centrale di microcogenerazione con una microturbina a gas, come primo passo per la realizzazione di una rete "intelligente" di produzione e distribuzione dell'energia riguardante l'intera città universitaria dell'Università di Roma "La Sapienza". La Città Universitaria, pur rappresentando una realtà di dimensioni ridotte all'interno della città, può assumere un notevole impatto simbolico e di sensibilizzazione, vista l'importanza dell'Istituzione che occupa l'area. Lo scopo è quello di realizzare un modello di riferimento per realizzazioni analoghe, espressione di una nuova sensibilità nei confronti dell'ambiente, proponendo un uso razionale e attento dell'energia. Il progetto in questione si basa sulla tecnologia delle turbine a gas. Le uscite utili dell'impianto sono: energia elettrica, calore ed energia frigorifera. Le prime due forme di energia sono prodotte dalla microturbina a gas, mentre la terza si ottiene da una macchina ad assorbimento alimentata direttamente dai fumi di scarico della microturbina. Tra le tecnologie destinate alla produzione combinata di elettricità e calore su piccola scala (inferiore a 200 kW), le microturbine costituiscono ormai una concreta realtà applicativa. Finora gli impianti con turbina a gas risultavano economicamente competitivi per potenze di 4-5 MW, mentre per taglie inferiori i costi specifici e i bassi rendimenti elettrici ne penalizzavano l'impiego rispetto ai motori alternativi a combustione interna. Oggi, la microturbina consente di ribaltare tale effetto scala, ottenendo elevati rendimenti elettrici con bassi costi specifici di investimento, estendendo così i benefici della cogenerazione a una più vasta gamma di utenze. Semplicità d'installazione e d'uso, basso costo di manutenzione, elevata affidabilità e durata rendono questa macchina interessante soprattutto per utenze medio-piccole. La produzione combinata di elettricità e calore direttamente presso l'utenza comporta i seguenti vantaggi: 1) risparmio di energia primaria nell'ordine del 35-40%. Dal punto di vista puramente economico, un impianto trigenerativo consente un notevole risparmio in termini di costi di gestione annua degli impianti: diminuendo i fabbisogni di energia primaria e quindi i consumi di combustibile si riducono i tempi di ritorno dell'investimento (in media l'impianto si ripaga in 4-5 anni con un funzionamento di almeno 3.000-4.000 ore l'anno), risparmiando così sul costo dell'energia elettrica autoprodotta e sulla potenza installata; 2) salvaguardia dell'ambiente: le emissioni di CO" in atmosfera vengono notevolmente ridotte permettendo di adempiere alle riduzioni imposte dal protocollo di Kyoto (in quanto rispetto alla generazione separata di energia elettrica e termica, la cogenerazione riduce del 30-40% la quantità di combustibile utilizzato, e quindi le emissioni inquinanti); 3) zero perdite di distribuzione. Sia il calore che l'energia elettrica essendo utilizzati in loco consentono di limitare le inevitabili perdite dovute al trasporto dell'energia; 4) basso impatto ambientale. Nessuna necessità di costruire grandi locali per la centrale tecnologica e limitazione della posa di linee elettriche interrate o tralicci, a parità di risultati. Infine, ma non ultimo, la diffusione di questi impianti ad alto contenuto tecnologico, potrebbe contribuire in misura considerevole alla creazione di nuovi posti di lavoro di elevata professionalità.

Data della prima realizzazione Settembre 2006

Benefici ambientali L'applicazione della trigenerazione con microturbina presenta notevoli vantaggi dal punto di vista ambientale. La possibilità offerta da questi impianti, rispetto alla microgenerazione con motori alternativi a combustione interna, consiste nel recuperare gran parte del potenziale energetico del combustibile destinandolo alla produzione di energia termica e frigorifera con un notevole risparmio nei consumi di gas e quindi con una evidente riduzione delle emissioni di NOx, CO e di idrocarburi incombusti. Nonostante il livello dei diversi inquinanti globalmente prodotti dalla microturbina sia inferiore a quello prodotto dai motori a combustione interna, si registra tuttavia un aumento della CO2 contenuta nei fumi di scarico dell'impianto in esame, a causa del minor rendimento del ciclo termodinamico. Considerato che il basso contenuto di inquinanti nei fumi consentirebbe l'utilizzo degli stessi per applicazioni in cui viene utilmente sfruttato il contenuto di CO", si potrebbe esaminare la possibilità di applicare in futuro un sistema di utilizzo della CO2 per le serre attualmente presenti nel Giardino Botanico dell'Ateneo, in collaborazione con il Dipartimento di Botanica.

Altri benefici ambientali

Minor consumo energie non rinnovabili

Diminuzione scarichi inquinanti

Riduzione rifiuti prodotti

Ricorso energie rinnovabili

Minor consumo materie prime

Ricorso a risorse locali

Miglior uso infrastrutture esistenti

Minor ricorso a trasporto e logistica

Valutazione dell'impatto dell'innovazione sul sistema Per il funzionamento dell'impianto si prevede, nella stagione invernale, il recupero di circa 227.695 kWh termici e una riduzione dei fabbisogni di combustibile di circa 29.772 Nm3 cui si aggiunge il risparmio legato, nella stagione estiva, alla produzione di energia frigorifera attraverso la macchina ad assorbimento. Gli assorbitori, diversamente dai tradizionali gruppi frigo elettrici, richiedono infatti solo piccole quantità di energia elettrica per il loro funzionamento. Il ricorso a tale tecnologia consente quindi un'interessante riduzione dei picchi di richiesta elettrica, sempre più frequente proprio in estate. Si stima che il risparmio di 170.771 kWh di energia frigorifera comporti una riduzione del consumo di energia elettrica di circa 85.386 kWhe. Ipotizzando pari al 40% il rendimento di produzione di una centrale termoelettrica, si ottiene quindi un ulteriore risparmio in termini di gas non utilizzato pari a circa 22.329 Nm3 a stagione. In conclusione, il risparmio di gas annuale si attesta intorno a 52.101 Nm3/anno; a tale risparmio di gas corrisponde una mancata produzione di CO2 di circa 97 ton/anno. La diminuzione delle richieste elettriche estive insieme ad un livellamento dei consumi di gas durante tutti i mesi dell'anno sono due aspetti decisamente importanti che il ricorso alle macchine ad assorbimento e alla cogenerazione permettono di ottenere. Come già detto, un altro aspetto innovativo riguarda il possibile utilizzo della CO2 contenuta nei fumi di scarico dell'impianto per la concimazione carbonica. L'applicazione consiste nell'arricchimento artificiale dell'atmosfera all'interno delle serre con anidride carbonica e nel mantenimento della concentrazione desiderata (durante il giorno) per permettere il rendimento ottimale della fotosintesi clorofilliana. Normalmente, la concentrazione di CO" in atmosfera è 0,03-0,035% in volume (300-350 ppm). Spesso, infatti, all'interno delle serre la concentrazione di CO2 risulta essere l'elemento limitante per la corretta fotosintesi (sotto i 120-150 ppm la reazione non può avvenire). La concimazione carbonica può essere applicata in tutte quelle serre che presentano una discreta tenuta all'anidride carbonica.

Altri attori sociali coinvolti per la promozione e lo sviluppo dell'innovazione Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio (MATT), Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca (MIUR), Regione Lazio

Politiche di comunicazione ambientale e sociale adottate Ancora nessuna