Cogenerazione ed esempi nei vari settori

Di Cummins Inc., leader globale nelle tecnologie per l'alimentazione elettrica

Ago 09, 2021

Cogenerazione è una tecnologia ben consolidata che sta sperimentando un risorgere di interesse in tutto il mondo.

Recenti sviluppi hanno reso l'investimento in un sistema di cogenerazione un dato senza cervello per molti gestori di impianti che cercano di ridurre la loro ingombro energetico e ridurre al minimo la loro impronta di carbonio. Questi sviluppi includono miglioramenti nella tecnologia di cogenerazione, cambiamenti nell'ambiente normativo e incentivi governativi.

I sistemi di cogenerazione sono comuni in molti settori. Tra queste sono inclusi ospedali, case di cura esistenti, università e un'ampia gamma di settori industriali che implicano processi ad alta intensità energetica. Il cemento, la carta e la carta, il ferro e l'acciaio sono alcuni di questi settori industriali. Al di là di questi casi di utilizzo tradizionali della cogenerazione, la cogenerazione su piccola scala è diventata di recente un'opzione interessante per i consumatori di energia più piccoli. Ciò è dovuto ai miglioramenti nelle tecnologie dello scambiatore di calore e del motore. Queste applicazioni su scala più piccola includono serre, ineludimenti di lavoro e altri edifici per uffici.

Al fine di massimizzare i benefici economici di un investimento in un sistema di cogenerazione, è importante valutare attentamente le esigenze energetiche dell'impianto e valutare tutte le opzioni disponibili.

Il sistema di cogenerazione deve coprire tutto o parte delle esigenze di elettricità dell'impianto?
È possibile vendere l'elettricità generata in eccesso elettricità?
Ha senso includere i pannelli solari nell'investimento?
È necessario fornire anche il raffreddamento? (I sistemi di cogenerazione che forniscono inoltre il raffreddamento sono conosciuti come sistemi di trigenerazione).

Scegliere la giusta configurazione di cogenerazione dipende dal trovare un equilibrio tra alcuni parametri. Un equilibrio che raggiunga la migliore economia, massimizzi i crediti d'imposta e gli incentivi e incorpora altre considerazioni. Altre considerazioni includono spazio per l'impianto, regolamenti ambientali, scelta del carburante e la necessità di affidabilità della fornitura.

Gran parte della cartiera gestisce una centrale elettrica di cogenerazione come componente intrinseca del processo di produzione della carta. In un primo passaggio del processo di produzione della carta, le scheggiate di legno vengono considerate come una cosa importante in un dispositivo noto come degestatore. Il defilatore produce una torcia di legno, che viene utilizzata nelle fasi successive del processo, e una nota di sfiato nero, nota come " torcia nera ". Il salmone nero è concentrato e quindi sfiato in una caldaia di recupero producendo vapore che viene usato in varie fasi del processo complessivo, compresi i digestori, così come altri componenti. Il processo produce solitamente un sufficiente vapore nero da generare energia elettrica anche dopo che le esigenze del processo sono sufficienti a generare elettricità. Un aspetto specfico del processo di recupero nelle cartiere è che la combustione di colore sfiotra la combustione di colore, ossia l'amuziazione, in quanto tale, consiste principalmente di una sostanza chimica inorganica che viene eliminata nel post-trattamento del digeritore. Questo sistema di cogenerazione integrato è fondamentale per il funzionamento delle più moderne mulini a carta. — Gran parte della cartiera gestisce una centrale elettrica di cogenerazione come componente intrinseca del processo di produzione della carta. In un primo passaggio del processo di produzione della carta, le scheggiate di legno vengono considerate come una cosa importante in un dispositivo noto come degestatore. Il defilatore produce una torcia di legno, che viene utilizzata nelle fasi successive del processo, e una nota di sfiato nero, nota come " torcia nera ". Il salmone nero è concentrato e quindi sfiato in una caldaia di recupero producendo vapore che viene usato in varie fasi del processo complessivo, compresi i digestori, così come altri componenti. Il processo produce solitamente un sufficiente vapore nero da generare energia elettrica anche dopo che le esigenze del processo sono sufficienti a generare elettricità. Un aspetto specifico del processo di recupero nelle cartiere è che la combustione di colore elimina la procedura di combustione, ossia l'amuziazione, si basa principalmente su una sostanza chimica inorganica che viene ritrattata nel post-trattamento del digeritore. Questo sistema di cogenerazione integrato è fondamentale per il funzionamento delle più moderne mulini a carta.

Cogenerazione ed esempi nelle scuole, nelle scuole superiori e nelle università

Gli istituti educativi si prestano a progetti di cogenerazione perché richiedono una quantità significativa di calore e di elettricità. L'apprendimento deve avvenire in un ambiente confortevole e questo comfort costa molto. Soldi che scuole e università potrebbero altrimenti spendere in un'altra parte; ciò consente di risparmiare sui costi energetici estremamente dispendiosi. Un esempio tipico è la Clark University, a Worcester, In Massachusetts, dove Cummins Inc. ha recentemente aggiornato un sistema di cogenerazione.

L'università stava cercando di minimizzare l'acquisto di elettricità dalla rete locale. L'università aveva bisogno del nuovo generatore a gas per soddisfare gli ultimi standard sulle emissioni e ha dovuto installare tutto nello spazio occupato dalla vecchia caldaia. Cummins ha fornito un generatore a gas a combustione magra C2000N6C 2 MWe QSV91G. Il generatore fornisce energia e calore all'intero campus attraverso l'esistente sistema di tunnel a vapore.

Il nuovo generatore può soddisfare tutte le esigenze elettriche e di calore dell'università. L'università può anche esportare l'elettricità in eccesso verso la rete elettrica, generando un flusso di entrate accolto con favore. Il generatore a gas Cummins QSV91G è dotato inoltre dei controlli Power Command di Cummins. Il sistema di controllo consente all'università di ridurre i costi operativi e di manutenzione, monitorando da remoto le prestazioni del generatore.

Cogenerazione ed esempi nel teleriscaldamento

Come mezzo per riscaldare i blocchi di diapasi nel teleriscaldamento, Comunità Come da tempo viene impiegata come cogenerazione da parte di Comunità Come esempio di progetti di progetto. Il calore in eccesso delle centrali elettriche locali fornisce alla comunità circostante calore tramite una vasta rete di tubi di vapore. Nei climi più freddi, l'acqua calda è stata persino convogliata sotto le strade per mantenerla senza neve in inverno.

La cogenerazione è un'opzione efficiente per gli edifici residenziali multi-famiglia, in cui il sistema di riscaldamento è una necessità.

Il teleriscaldamento rimane un'opzione interessante ancora oggi. Rappresentano un modo efficace per ridurre l'impronta di carbonio di intere aree di vicinato.

Il distretto aziendale di Hongqiao, nella parte occidentale di Shanghai, ad esempio, copre un'area di circa 86 km2. Il distretto è una mostra di persone che vivono a basse emissioni di carbonio, con un vasto progetto di cogenerazione. La prima fase del progetto copre 1,43 km². I servizi risponde a tutte le esigenze di raffreddamento del riscaldamento e parte delle esigenze di alimentazione elettrica dell'area, sede di un centro commerciale internazionale e di un distretto commerciale di fascia alta.

In questo progetto Cummins fornisce una soluzione di alimentazione completa centrata su otto gruppi elettrogeni a gas a combustione magra C1400N5C 1400kWe QSK60G; vi sono inoltre refrigeratori d'inausti e caldaie a gas ausiliarie. Il modello di raffreddamento combinato, riscaldamento e alimentazione elettrica soddisferà l'intero carico di raffreddamento e riscaldamento del distretto aziendale e anche in parte del suo carico elettrico.

Cogenerazione ed esempi negli ospedali e nelle case di cura per persone in difficoltà

otetals e le case che vengono da disfarsi delle loro conoscenze personali sono grandi utenti di elettricità, riscaldamento e raffreddamento. Questo li rende ideali per la cogenerazione. Inoltre, gli ospedali necessitano di alimentazione di riserva. Questo perchè qualsiasi interruzione della fornitura di elettricità potrebbe comportare perdite di vite umane. Pertanto, la generazione di energia in loco è una considerazione per tutti gli ospedali.

L'alimentazione di riserva può essere trasformata in uno schema di cogenerazione. Ciò garantisce che l'ospedale possa avere l'opzione più conveniente per soddisfare le sue esigenze energetiche. Allo stato d'approvigionamento, garantisce inoltre che l'alimentazione elettrica sia sempre affidabile. Un mix di fornitura di elettricità da parte di utenze e indipendenti è un'opzione facoltativa per i servizi fondamentali, rendendo più facili gli arresti per la manutenzione.

Un esempio sarebbe il Royal Children's Hospital australiano; in questo progetto Cummins ha installato un impianto di trigenerazione. All'interno di questo sistema, i generatori a gas generatori gas forniscono elettricità, riscaldamento e raffreddamento, e i generatori diesel forniscono alimentazione elettrica di riserva critica. Il sistema di trigenerazione fornisce energia a carico di base, riscaldamento e raffreddamento tramite un refrigeratore che si basa sulla clientela. Accanto a questo, la rete fornisce l'elettricità di punta. In caso di black out, i generatori diesel possono iniziare a funzionare in collaborazione con i generatori a gas, coprendo i carichi di vita utile e assicurando la continuità dell'alimentazione elettrica.

La chiave della scelta è stata la capacità di Cummins di integrare i generatori piuttosto che avere impianti elettrici distinti. In qualità di uno degli ospedali più green dell'Australia, la riduzione delle emissioni di CO₂ inerenti alla cogenerazione è stata anche un fattore principale nel determinare le specifiche del sistema.

Cogenerazione ed esempi negli impianti industriali

Il caso della cogenerazione nel settore è forte, in quanto molti processi industriali richiedono vapore e/o calore. Inoltre, molti settori producono gas di scarico. Questi gas sono sempre più al centro della legislazione ambientale. L'utilizzo di questi gas per alimentare l'impianto di cogenerazione è una soluzione vantaggiosa per tutti.

Un esempio di questo tipo è il Columbus Water Works, in cui il biogas generato come sottoprodotto del trattamento delle acque reflue è stato utilizzato come fonte di carburante per azionare l'impianto di cogenerazione. Cummins ha installato due gruppi elettrogeni a gas a combustione magra a combustione magra da 1,75 MWe C1750 N6C QSV91. Questi generatori di energia possono funzionare sia con il biogas che con il gas naturale, a seconda delle esigenze.

In modo analogo, presso l'impianto di trattamento delle acque reflue di Syracuse, nello Stato dell'Utah, Cummins ha aggiornato i generatori a gas e ha fornito una soluzione di cogenerazione. La nuova soluzione ha eliminato le preoccupazioni ambientali associate al di gas dell'impianto. Il sistema di cogenerazione ha fornito calore utile per i degenatori e riscaldatori idropnici che operano in loco.

In altre situazioni industriali, l'affidabilità della fornitura di elettricità è una preoccupazione. Questo è particolarmente applicabile nei paesi in via di sviluppo. Le fabbriche che lavorano per completare gli ordini non possono permettersi di avere interruzioni frequenti a causa di reti locali inaffidabili.

Cummins ha installato un sistema di trigenerazione in una fabbrica della Società Di ibottitura Di Tokio per fornire vapore, raffreddamento ed elettricità. Il sistema elimina le difficoltà connesse alle frequenti interruzioni di corrente della rete. L'azienda di i bottling vende inoltre elettricità in eccesso all'utenza locale. Inoltre, Cummins ha organizzato la fornitura di gas naturale compresso (CNG) per far funzionare i generatori, in quanto non c'è rete di gas naturale nelle vicinanze.

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La tecnologia di cogenerazione è adatta a un'ampia gamma di settori e impianti oltre a quelli descritti. Tra queste sono inclusi quasi tutti gli edifici che richiedono calore per gran parte dell'anno e quasi tutti i settori che necessitano di calore come parte del suo processo. Il potenziale di riduzione dei costi di carburante ed elettricità rende la tecnologia un'opzione interessante per molte applicazioni.

Profili degli autori

Cummins Inc., leader globale nel settore dell'energia, si impegna a promuovere un mondo più prospero. Dal 1919 forniamo soluzioni innovative che fanno progredire le persone, le merci e le economie. I nostri cinque segmenti di business - Motori, Componenti, Distribuzione, Sistemi di alimentazione e Accelera™ by Cummins - offrono un ampio portafoglio, che comprende propulsori diesel, elettrici e ibridi avanzati; sistemi integrati di generazione di energia; componenti critici quali post-trattamento, turbocompressori, sistemi di alimentazione, comandi, trasmissioni, assali e freni; e tecnologie a emissioni zero come batterie e sistemi di propulsione elettrica. Con un'impronta globale, una profonda competenza tecnica e una vasta rete di assistenza, forniamo soluzioni affidabili e all'avanguardia su misura per le esigenze dei nostri clienti, supportandoli durante la transizione energetica con la nostra strategia Destination Zero. Creiamo valore per clienti, investitori e dipendenti e rafforziamo le comunità attraverso le nostre priorità globali di responsabilità aziendale: istruzione, equità e ambiente. Con sede a Columbus, Indiana, Cummins impiega circa 67.400 persone in tutto il mondo e ha guadagnato 2,8 miliardi di dollari su 33,7 miliardi di dollari di vendite nel 2025.

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