Soluzioni tecnologiche per la microliquefazione
Matteo Santolini S.TRA.TE.G.I.E. srl
GNL a chilometro zero workshop Ancona 16 luglio 2014
S.TRA.TE.G.I.E. srl
Spin-off universitario nasce nel 2005 con l’obiettivo di essere un ponte tra l’idea della ricerca ed il . . . . .mondo industriale
MISSION
nel campo dell‘Energetica e sistemi di conversione dell'energia
• generazione, trasporto e distribuzione energia
• progettazione e gestione di impianti energetici
• applicazioni innovative su fonti rinnovabili e combustibili alternativi
• studio di tecniche di risparmio energetico
ATTIVITÀ
GNL a chilometro zero workshop Ancona 16 luglio 2014
S.TRA.TE.G.I.E. srl
Efficienza energetica
Fonti rinnovabili
Salvaguardia ambientale
Gestione sistemi Trigenerativi
Patented GNL CNG Patented
Electricity and Fresch Water Aboard
Patented
Powering Cogeneration
Patented
ORC SOLARE Petented
Efficienza motori elettrici
I NOSTRI PROGETTI INNOVATIVI
Cogenerazione e Dissalazione
Petented
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Settore Oil&Gas:
Esperienza nel campo della compressione del metano per autotrazione (brevetto)
Esperienza nel campo della liquefazione su piccola scala
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Progettazione e sviluppo
di un prototipo sperimentale
Impianto micro-scale GNL: 2-20 tonnellate/giorno
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Peak Shaving
Combustibile
Landfill gas
Boil-off
Riserve marginali
Utenze microliquefazione GNL
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Combustibile idoneo per:
veicoli pesanti/imbarcazioni a missione definita
con necessità di elevata autonomia e basso impatto ambientale
GNL come combustibile
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GNL e Biometano
GNL a chilometro zero workshop Ancona 16 luglio 2014
Utilizzo come combustibile del metano prodotto per mezzo di digestori Necessità di un'elevata purezza, importanza dell'impianto di pretrattamento
Possibilità per aziende agricole di convertire a metano la propria flotta di mezzi
Presenza di incentivi dedicati per la trasformazione del biometano in GNL
Biogas Biometano GNL
CH4 50-70 % >95 % >99 %
CO2 30-50 % <3 % <25 ppm
H2S <1000 ppm <10 ppm <1 ppm
L’APPROVVIGIONAMENTO di GNL può avvenire tramite:
Acquisto al terminale di rigassificazione
Liquefazione in sito tramite impianto di piccola taglia
(si intendono < 60’000 l/d , cioè circa 25 t/d)
FILIERA GNL
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Rimozione di
H2S/CO2
DisidratazioneRimozione idrocarburi
pesanti
LiquefazioneGas Naturale
H2O Idrocarburi pesanti
LNG
Rimozione di
H2S/CO2
DisidratazioneRimozione idrocarburi
pesanti
LiquefazioneGas Naturale
H2O Idrocarburi pesanti
LNG
Per impianti su piccola scala si utilizzano schemi semplici:
Ciclo Linde
Ciclo Claude
Ciclo a refrigeranti misti (MFRC)
Ciclo ad Azoto liquido
Processo di liquefazione
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Ciclo Linde
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utilizzo di un ciclo Linde a uno o più stadi
necessità di aumentare
la pressione
di fine compressione
assenza di organi
in movimento nello skid criogenico
- costi di impianto CAPEX
+ costi operativi OPEX
Ciclo Claude
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utilizzo di un espansore, unito ad un compressore (compander), disponibile off-the-shelf da potenze di circa 60kW,
per potenze inferiori su misura, i costi sono proibitivi
+ costi di impianto CAPEX
- costi operativi OPEX
Ciclo a refrigeranti misti (MFRC)
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vengono utilizzati diversi fluidi perfettamente miscelabili, che agiscono a cascata per raffreddare il GN.
Utilizzato da diversi costruttori per impianti small-mid scale.
+ elevata efficienza
- regolazione complessa
ciclo SINTEF
Ciclo ad Azoto liquido
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l’impianto utilizza azoto liquido per raffreddare, è utilizzato comunemente in diverse taglie di impianti, può essere presente un pre-raffreddamento a propano o etilene.
+ impianto semplice
- elevati costi di gestione, particolarmente per taglie piccole di impianto
IMPIANTO GNL
ELEMENTI CARATTERISTICI
Separatore molecolare
Sistema di compressione
Sistema di pre-raffreddamento
Skid criogenico caratterizzato da
Scambiatore criogenico (wound-coil, plate fin)
Valvole di Joule Thomson
Espansore (opzionale)
Filtri e sistemi di regolazione
Serbatoio criogenico
Colonnina di erogazione
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VALUTAZIONE ENERGETICA
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Linde
DP Linde
TP Linde
Claude
Purification
11%
Compressor
67%
Chiller
15%
Other
7% Purification
15%
Compressor
57%
Chiller
21%
Other
7%
Purification
16%
Compressor
55%
Chiller
23%
Other
6%Purification
14%
Compressor
70%
Chiller
7%
Other
9%
Linde
DP Linde
TP Linde
Claude
Purification
11%
Compressor
67%
Chiller
15%
Other
7% Purification
15%
Compressor
57%
Chiller
21%
Other
7%
Purification
16%
Compressor
55%
Chiller
23%
Other
6%Purification
14%
Compressor
70%
Chiller
7%
Other
9%
Impianto da 10 t/day, ciclo Linde a tre stadi
Costo liquefazione
<25%
NG
50 c€/kg
Prezzo di riferimento sul mercato
VALUTAZIONE ECONOMICA
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55%
7%
16%
22%
Costo gas naturale
Costo energia el
Costo impianto + manut
Costo trasporto + gestione
Approvvigionamento ai terminali:
Ancora difficoltoso
Potenziale per un miglioramento nel prossimo futuro
Approvvigionamento con impianti su piccola scala:
Ruolo centrale dei costi capitali ed energetici
Privilegiati impianti semplici
Mercati di nicchia poco influenzati dal prezzo finale del GNL, prioritaria sicurezza e continuità dell’approvvigionamento
CONCLUSIONI
GNL a chilometro zero workshop Ancona 16 luglio 2014
Grazie per l’attenzione
GNL a chilometro zero workshop Ancona 16 luglio 2014
S.TRA.TE.G.I.E. srl