presentazione laurea triennale
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TESI DI LAUREA “Progetto PolyCity: Esternalita’ Ambientali nel
Polo di Torino”
Candidato: Fabio Greco
Tutori accademici: prof. Salvatore Mancò
dott.ssa Elena Giacone
Tutor aziendale: dott. Gianluca Periotto
16 Luglio 2010 1 Politecnico di Torino
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COS’E’ POLYCITY?
• CITTA’ SOSTENIBILI
• ALTA EFFICIENZA ENERGETICA
16 Luglio 2010 2 Politecnico di Torino
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MISURE PIANIFICATE
• DEMAND SIDE: “Misure Riparatrici”
(Riduzione del Fabbisogno Energetico sia per ATC che per Arquata)
• SUPPLY SIDE: Installazione di Nuovi Sist. Energ.
• MONITORAGGIO
• RICERCA SOCIO-ECONOMICA…in cui rientra il mio lavoro
16 Luglio 2010 3 Politecnico di Torino
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IL CONCETTO di ESTERNALITA’
• IMPATTO SULLA SALUTE UMANA E SULL’AMBIENTE CON RELATIVI COSTI
(POSITIVE O NEGATIVE)…
Esempio: IL RESTAURO DI UN MONUMENTO DETERIORATO DA SMOG O PIOGGE ACIDE HA UN COSTO PER LA COLLETTIVITA’…)
16 Luglio 2010 4 Politecnico di Torino
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METODOLOGIA ADOTTATA
• CALCOLARE IL RISPARMIO IN TERMINI DI EMISSIONI DI CO2 TRA IL SISTEMA DI FORNITURA ATTUALE (AFTER POLYCITY) E QUELLO PASSATO (BEFORE POLYCITY)
• ATTUALE PRODUZIONE CON IL SISTEMA BEFORE POLYCITY
16 Luglio 2010 5 Politecnico di Torino
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• Nominal Power: 200 - 215 W
• Type: Polycrystalline
• Efficiency: up to 14.7 %
• Tilt angle: 27°
Arquata Panels features:
IMPIANTI FV 120 kWp ripartiti su 12 tetti.
50 kWp
• Nominal Power: 200 - 215 W
• Type: Polycrystalline
• Efficiency: up to 14.7 %
• Tilt angle: 35°
ATC Panels features:
Impatto Visivo e Ambientale
Nullo
16 Luglio 2010 6 Politecnico di Torino
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Esternalità da Elettricità dei Sistemi FV
• Prima di Polycity la stessa quantità di energia sarebbe stata acquistata dalla Rete
• Ogni kWh prodotto dal Sistema FV evita l’emissione di 0,53 kg di CO2
(“Fattore di emissione del Mix Elettrico Italiano”dato fornito dal Ministero Italiano dell’Ambiente)
• 19 €/ton CO2 ( Attuale Valore di mercato fornito dall’ETS)
Periodo Impianto FV Produzione (kWh)
Tonnellate di C02
Risparmiate
Esternalità Positive
(€)
GEN ‘08 – DIC ‘09
ATC 81.143 43 817
GEN ‘08 – DIC ‘09
Arquata 170.577 90 1.717
TOT 251.720 133 2.534
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ATC office
building
“POLICITY” AREA
87.500 m2
39 RESIDENTIAL BUILDINGS
758 DWELLINGS
2.500 PEOPLE
Social housing
buildings
DISTRICT
HEATING
NETWORK
TRI-GENERAZIONE - RETE TLR
16 Luglio 2010 8 Politecnico di Torino
Cogenerator
Absorption chiller
CHP engine data:
Electrical power 970 kW
Thermal power 1166 kW
Electrical efficiency > 0.38
Thermal efficiency > 0.45
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QATC
QConf hall
QABS
QBoil
QCHP
VBoil
Vtot GAS VCHP Cogenerator (May 2007)
•968 kWe
•1.166 kWt
Boilers
(September
2004)
•2 x 2600 kWt
•1 x 978 kWt
Absorption
Chiller
(June 2008)
•190 kWc
Compressor
Chiller
(June 2004)
• 474 kWc
Electric Energy
Auxiliary / Peak
loads To the grid
QRETE
QTotLoad
SHW
HEAT
Gas
Heat
Cold
SHW
Energy Meters
Measure of
Electric
Consumption
Auxiliary / Peak
loads
AFTER POLYCITY
16 Luglio 2010 9 Politecnico di Torino
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QATC
QConf hall
QABS
QBoil VBoil
Vtot GAS
OLD Boilers
2 X 688 kW
1 x 301 kW
Rendim. < 75
%
Old
Absorptio
n
Chiller
Rendim.
< 70%
Electric Energy
QTotLoad
SHW
HEA
T
Gas
Heat Cold
SHW
MIX of Many
Little Boilers
Rendim. ~87%
La Rete di TLR
non è ancora
stata installata
From
the grid
BEFORE POLYCITY
• “Quinto rapporto sul consumo di energia nella provincia di Torino”, 2005
16 Luglio 2010 10 Politecnico di Torino
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CONSUMO di GAS ODIERNO: EMISSIONI di CO2
• Parametro 1,9 kg CO2/m3 perché 1kg di CH4 nella combustione sprigiona 2,5 kg di CO2 e perché 1m3 = ¾ kg
CHP:
BOILER
INTEGRATIVI:
CONSUMO di
GAS (m3)GAS
PARAMET
RO
ATTUALI
EMISSIO
NI di CO2
CONSUMO di
GAS (m3)
(Kg di
CO2/m3)
(ton)
2007/2008 1.219.582 482.846 1,9 3.234
2008/2009 947.631 548.626 1,9 2.842
TOTALE 2.167.213 1.031.472 6.076
16 Luglio 2010 11 Politecnico di Torino
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PRODUZIONE ATTUALE
STAGIONE
CHP
ELETTRICITA’
PRODUZIONE
(KWh)
CHP
EN.TERMICA
PRODUZIONE
(KWh)
CHP
COOLING
PRODUZIONE
(KWh)
2007/2008 4.588.690 4.249.016 272.360
2008/2009 3.506.490 3.465.692 378.570
TOTALE 8.095.180 7.714.708 650.930
STAGIONE PRODUZIONE DEI BOILER
2007/2008 3.546.504 kWh
2008/2009 3.763.988 kWh
TOTALE 7.310.492 kWh
16 Luglio 2010 12 Politecnico di Torino
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Ipotetiche Emissioni dall’Impianto di Tri-generazione, Sintesi
• ELETTRICITA’: Vale lo stesso discorso fatto per il FV
• RISCALDAMENTO: I carichi attualmente soddisfatti dalla stessa fonte, prima di Polycity erano soddisfatti separatamente per l’assenza delle RETE di TLR e quindi si considerano i singoli rendimenti
• COOLING: COPOldABS < COPNewABS
16 Luglio 2010 Politecnico di Torino 13
EMISSIONI di CO2
(tonnellate)
PRODUZIONE
ELETTRICITA’ (KWh)
4.290
PRODUZIONE EN.
TERMICA (KWh)
3.406
PRODUZIONE COOLING
(KWh)
163
TOTALE
7.859
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Valutazione Monetaria
Attuale Produzione
col Sistema
“BEFORE
POLYCITY”:
Ipotetiche
Emissioni di CO2
(tonnellate)
Attuale Produzione
: Ipotetiche
Emissioni di CO2
(ton)
Emissioni
Risparmia
te di CO2
(ton)
Costo
Esternalità
[€/ton]
ESTERNALITÀ
POSITIVE
[€]
7.859 6.076 1.783 19 33.877
16 Luglio 2010 14 Politecnico di Torino
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CONCLUSIONI
• L’elettricità ottenuta da CHP e impianti FV ha priorità di accesso alla rete nazionale rispetto all’energia prodotta da altre fonti.
• L’elettricità venduta andrà a soddisfare la Domanda proveniente da altri utenti finali, che altrimenti, continuerebbero a comprare (dalla Rete Nazionale) elettricità prodotta con combustibili fossili.
• Vantaggi economici immediati (i proventi dalla vendita di elettricità rappresentano un’INTERNALIZZAZIONE delle Esternalità da parte dello Stato Italiano)
• Quindi ATC con PolyCity è entrata dentro un Circolo Virtuoso che permette un miglioramento non solo per sé ma per tutta la società in generale.
16 Luglio 2010 15 Politecnico di Torino