Analisi e ottimizzazione tecnico-economica di un impianto di trigenerazione abbinato a rete di teleriscaldamento

Within the context of the extension of the district heating in Milan, during an internship at A2A Calore & Servizi, it has been thought to develop a code which allows to obtain, within a reasonable time, detailed technical and economic information. The created program considers the machineries most commonly associated with district heating, such as boilers, internal combustion engines and gas turbines. It also assesses the installation of high temperature heat pump and the possibility to capitalize on engines of hundreds of kWel close to final users, to follow the demand of electricity. Moreover, in order to guarantee an adequate exploitation of these components also during summer period, when district heating cannot compensate the thermic imbalance, it has been modelled the behaviour of absorption refrigerators and hot water storage tanks for domestic use. The code, implemented for a specific project, ensures an appropriate flexibility to be used for other cases. On the analysed project, the simulations highlight the economic advantages of building a natural gas cogeneration plant associated with district heating, (which receives actually important fiscal facilitations on fuel and the access to “Certificati Bianchi” subsidies) and the interesting possibilities for small engines, combined with absorption refrigerators. Finally, the simulations’ outputs demonstrate that the gas turbine and the high temperature air-to-water heat pump aren’t economically competitive technologies for the considered project.

Nel contesto di espansione della rete di teleriscaldamento sul territorio milanese, durante un tirocinio presso A2A Calore & Servizi, nasce l’idea di sviluppare un codice di calcolo che permetta di ottenere informazioni di dettaglio in tempi rapidi, da un punto di vista tecnico ed economico. Il programma creato concerne le macchine più comunemente associate al teleriscaldamento, quali caldaie, motori a combustione interna e turbine a gas, ma si estende anche nel valutare l’eventuale istallazione di pompe di calore ad alta temperatura al servizio della rete stessa e nella possibilità di sfruttare dei motori di alcune centinaia di kWel come Sistemi Efficienti d’Utenza, quindi in prossimità dell’utilizzatore in una logica elettrico segue. Inoltre, per garantire un adeguato sfruttamento di questi ultimi anche nei mesi estivi, quando la rete di teleriscaldamento non può compensare gli squilibri termici, è stato modellizzato il comportamento dei frigoriferi ad assorbimento e dei bollitori dediti all’acqua calda sanitaria. Il codice, ideato per un progetto specifico, garantisce un’adeguata flessibilità per essere sfruttato anche per altre realtà. Tornando al caso trattato, le simulazioni svelano le ottime opportunità economiche nel costruire una centrale cogenerativa a gas associata al teleriscaldamento (che gode d’importanti agevolazioni fiscali sul combustibile e dell’accesso al regime di sostegno dei certificati bianchi) e delle interessanti possibilità per i motori operanti in SEU, abbinati ad assorbitori. Infine, mostrano come la turbina a gas e la pompa di calore aria-acqua ad alta temperatura non siano tecnologie economicamente competitive per l’applicazione in oggetto.