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LA CANNA DA ZUCCHERO
L’AGROINDUSTRIA A CUBA:
OPPORTUNITÀ PER LA
PRODUZIONE DI ENERGIA
RINNOVABILE
Ministero dello Zucchero della Repubblica di
Cuba
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UN BREVE RIASSUNTO STORICO
IL SETTORE DELLO ZUCCHERO ATTUALE
POTENZIALE ENERGETICO DELLA CANNA
PAGLIA DI CANNA E BIOGAS DA VINACCE
CASE STUDY: A 30 Mw TPP
Poche parole sullo zucchero. Mercato internazionale inferiore al
30% della produzione. Quasi la metà dipende da quote e
accordi. Sussidi. Barriere: PREZZI VARIABILI.
1- BREVE RIASSUNTO STORICO
ANNI 50: Raccolti nell’ordine di 5 MM ton Zucchero: 90 % delle esportazioni cubane. Totale dipendenza dalla quota americana. Arrivò a 4 MM ton. 161 fabbriche, 1,4 MM ettari. Nel gennaio del 1959 trionfa la Rivoluzione Cubana.
Anni 60: gli USA cancellano la quota dello zucchero. Possibile disastro economico. Accordi con la URSS e i paesi socialisti. Zucchero come base dello scambio. Programma dello Zucchero e obiettivo delle 10 MM ton. Si arriva a 8,4 MM ton.
Anni 70-80: Il COMECON, Investimenti, 8 nuovi zuccherifici, impianti di derivati. Produzione media di più di 7 MM t. L’Area della canna cresce a 1,8 MM Ha. L’energia ancora non era molto importante.
1- BREVE RIASSUNTO STORICO (Cont…)
Anni 90. Scompare la URSS e il socialismo europeo. Gli USA aumentano il blocco. Nuova possibilità di crollo. Diminuisce progressivamente la produzione dello zucchero.
Dal 2002-2007. Prezzi bassi dello zucchero. Decisione di ridimensionare il settore. Passano 1 MM ad altre coltivazioni. Chiudono 94 fabbriche. Riduzione del sistema di sostegno e servizi al settore.
131,0405,0 430,6
1.454,6
2.737,8
4.737,0
5.275,3
0,0
1.000,0
2.000,0
3.000,0
4.000,0
5.000,0
6.000,0
1963 1970 1973 1975 1980 1985 1990
Ingresos por exportaciones de azúcar (MMUSD)
Può contare su 60 fabbriche di zucchero, 750 mil ha di terra per la canna, officine e imprese di servizi, istituti di I+D, etc.
Nell’ultima raccolta operarono 45 fabbriche dovuto alla scarsa disponibilità di canna. Clima, finanziamenti tardivi, ecc.
Si lavora per una riorganizzazione verso forme più efficienti di amministrazione imprenditoriale e diminuzione dei costi.
LE PRIORITÀ:
Produzione di canna. Aumento del rendimento. Irrigazione.
Diversificare la Produzione: Energia, alimento animale. Prodotti di alto valore aggiunto. Sostituire le importazioni.
Diversificare e aumentare le esportazioni. Prodotti zuccherieri diversi, alcol e bevande, Tecnologie e Servizi Tecnici.
Investimenti e affari con capitale straniero. Contratti di gestione degli zuccherifici. Produzione di energia rinnovabile. Alcol e altri derivati.
2- IL SETTORE DELLO ZUCCHERO ATTUALE
CANNA DA ZUCCHERO
DERIVATI
ENERGIA ELETTRICA
SVILUPPO PRODUTTIVO
ZUCCHERO
Arrivare a rendimenti medi di 54 t/ha per produrre 25 – 28 milioni di tonnellate di canna.
Produrre 2,5 – 3,0 milioni di tonnellate di zucchero, alcol, alimento animale. Moltiplicare la distribuzione di elettricità in tutte le sue varianti.
3. POTENZIALE ENERGETICO
DELLA CANNA DA ZUCCHERO
La canna è una coltivazione permanente. Si raccoglie ogni 12-14 mesi. Si risemina in cicli di 5-7 raccolte.
La canna è una pianta eccezionale per la sua elevata effettività fotosintetica. Combina la capacità di produrre biomassa ligneo-cellulosica con quella di sintetizzare saccarosio.
Il rendimento medio mondiale è di 40-50 t/ha all’anno. Con irrigazione o condizioni ottime di pioggia si ottengono medie di 80-100 t/ha.
La canna, al momento della raccolta, è formata da polloni, foglie secche, foglie verdi e punte. Alla centrale vanno polloni puliti.
Ogni 100 tonnellate di canna contengono:
Zuccheri Solubili 12-14 ton
Biomassa cellulosica secca 14-16 ton
Lo zuccherificio tradizionale è energeticamente inefficiente. È
disegnato solo per autorifornirsi di vapore mediante la
combustione della bagassa e dell’elettricità mediante la
cogenerazione. AFFINCHÈ NON AVANZI BAGASSA.
Si usano schemi che consumano 500-520 kg di vapore per
tonnellata di canna. È possibile ridurre tale indice a 360-380 Kg.
/ t. L’industria della barbabietola consuma l’equivalente di 260-
300 Kg. / t.
Tradizionalmente si usavano caldaie a vapore di 15-20 bar con
efficacia del 68-70%. Attualmente sono frequenti caldaie da 60-
65 bar con 88% de efficacia.
Uno zuccherificio moderno, disegnato con interesse per
l’energia, può generare, solo con la bagassa, 100-120 Kw-hr per
tonnellata di canna e consumare 25-30.
Pertanto può vendere 80-90 Kw-hr por ogni tonnellata di canna.
Per 7000 tc/al giorno significa generare 30 e vendere 22 Mw
ELECTRIC POWER
GENERATION
GRID CONECTION
BAGASSE BOILERS
SUGAR MILL
THE SUGAR MILL ENERGY CYCLE
SURPLUS
POWER
STEAM
BAGASSE
SUGAR CANE
SUGAR
L’ENERGIA NELL’INDUSTRIA DELLO ZUCCHERO A CUBA
Il risparmio di energia e la generazione di eccedenze per la
vendita alla Rete Elettrica Nazionale costituisce una
priorità da anni nell’industria dello zucchero.
In modo progressivo sono state introdotte misure e
modesti investimenti per diminuire i consumi di vapore e
incrementare la vendita di elettricità.
La capacità di generazione installata negli zuccherifici è di
circa 500 Mw.
L’indice di generazione ha registrato una crescita a una
media attuale di 35 kw-hr per ogni tonnellata di canna.
Il consumo del vapor è in una media di 470 kg / ton
La tavola seguente riassume il bilancio energetico
dell’industria negli ultimi anni.
EVOLUZIONE DELLA GENERAZIONE E DEL
CONSUMO DELL’ELETTRICITÀ A CUBA
1990 2003 2007 2008
Generation (GWh) 1449 685 409 591
Deliver to National
Grid (GWh)
118.5 93.9 71.1 90.8
Total industry
consumption (GWh)
899 446 315 290
Generation (Kw-h /t
of cane)
19.0 31.7 31.5 36.7
Self sufficiency (%) 101 110 123
Il residuo della raccolta della canna, formato da foglie
e punte, costituisce circa il 25 - 30% in peso ed è
denominato Paglia o RAC.
Con un’umidità tra il 20 e il 40% a seconda della
composizione e momento d’uso, costituisce biomassa
energetica di grande importanza.
A Cuba la Paglia di Canna rimane disponibile:
4. Residuo agricolo della raccolta di canna da zucchero
Nei centri di rifornimento e pulizia: Nei campi dopo la raccolta:
LA PAGLIA DI CANNA PUÒ ESSERE UTILIZZATA PER:
Le caldaie dello zuccherificio Gassificazione della Biomassa
Uso della paglia in Zuccherifici dell’Africa del Sud Gassificazione Biomassa en China
BIOGAS DA VINACCE DI DISTILLERIE
La vinaccia è il residuo liquido della produzione di alcol da fermentazione di mieli o succhi zuccherieri.
Sono generati 12-15 m3 di vinacce per m3 de alcol prodotto.
Con la vinaccia di 1 m3 de alcol è possibile ottenere circa 100 kg de CH4 che equivalgono approssimativamente a un(1) barile di petrolio
Si può bruciare nelle caldaie delle distilleria o purificare e generare elettricità in gruppi generatori a motore diesel.
BIOGAS DA VINACCE (Cont…)
IMPIANTO DI BIOGAS DI
VINACCE.
DISTILLERIA H. DUQUESNE
PROV. VILLA CLARA, CUBA
IMPIANTO DIMOSTRATIVO
BIOGASNORD
CIEGO DE AVILA, CUBA
POTENZIALE NAZIONALE DI BIOGAS
Destilería
Alcohol
(L/d)
Vinazas
(m3/d)
Biogás
(m3/d)
Biogás
(m3/a)
H. Molina 50.000 800 14.215 3.454.338
J. Rabí 50.000 800 14.215 3.454.338
H. Duquesne 50.000 800 14.215 3.454.338
M. Hernández 80.000 1.280 22.745 5.526.942
E. Varona 50.000 800 14.215 3.454.338
A. Guiteras 100.000 1.600 8.529 2.072.603
Amancio Rdguez 60.000 960 17.058 4.145.206
A. Colina 50.000 800 4.265 1.036.302
Urbano Noris 50.000 800 14.215 3.454.338
Argeo Martínez 30.000 480 8.529 2.072.603
A. Sánchez 90.000 1.440 7.676 1.865.343
TOTAL 660.000 10.560 139.879 33.990.69
5. CASE STUDY
A 30 Mw Thermo Power Plant based on sugar cane
biomass.
“Ciro Redondo” Sugar Mill, Province of Ciego de
Ávila.
HIGHLIGHTS
Vari zuccherifici a Cuba, con capacità medie di 7 mil tc/d richiedono capitali nei sistemi energetici (caldaie e turbo generatori). Questa è una buona opportunità per installare sistemi nuovi, di alta efficienza e pressione che permettano di distribuire elettricità alla rete nazionale.
Un progetto tipico consiste in una TPP basata sulla Biomassa della Canna da zucchero con capacità di generazione di 30 MW dei quali consuma 8 Mw e il resto lo distribuisce alla Rete.
I prezzi attuali dell’elettricità sono allettanti, giacché costituisce un interesse nazionale e l’esistenza di una rete elettrica nazionale totalmente interconnessa agevola questo tipo d’investimento.
Il nuovo impianto operaio come unità indipendente, che riceve dallo zuccherificio tutta la biomassa e la distribuisce in cambio del vapore di bassa pressione e dell’elettricità richiesta.
Lo schema allegato spiega il funzionamento dell’impianto.
Magazzino Biomassa
Centrale Termica di
Cogenerazione 30 MW
Biomassa rimanente
in epoca di raccolto Biomassa da consumare nel periodo
di inattività
Fabbrica di Zucchero
Canna
Bagassa
Residui (Trash)
CASE STUDY: BIOMASS THERMO POWER PLANT
ALTRE INFORMAZIONI
La TPP dispone di due (2) caldaie a vapore per biomassa di 90-100 t/hr a 63 bar e 480 gradi C di temp. E due (2) turbo-generatori con estrazione a 2,5 bar e condensazione.
L’impianto sarà in funzione 250 giorni con bagassa (canna da zucchero +”energy cane”) e altri 50-60 giorni con “cane trash” e/o bagassa di altri zuccherifici.
Ogni anno la generazione sarà di 220 Gw-hr dei quali circa 160 Gw-hr si esportano alla rete.
S stima un investimento totale di 40-45 Milioni US$ e un tempo di costruzione tra 18 e 24 mesi.
Si discutono i prezzi dell’elettricità, che si aggirano sui 100-120 US$ el Mw-hr.
In tal modo, secondo le condizioni del finanziamento ottenute, il recupero dell’investimento avverrà tra i 5 e i 6 anni.
Un progetto tecnicamente sicuro con buoni risultati economici
Accordo a lungo termine per potere di vendita a buon prezzo
L’Energia Rinnovabile è un’alta priorità nazionale
Potenziali benefici dal Credito di Emissione
Potentiale di simili progetti in altri zuccherifici
CONCLUSIONI
La canna da zucchero è buona
non solo per produrre zucchero
per il tuo caffè.
GRAZIE
