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PRESENTAZIONE E DESCRIZIONE
DELL’IMPIANTO DI PIROGASSIFICAZIONE,
TERMODISTRUZIONE E COGENERAZIONE
A BIOMASSA
PLASMATHOR© 1 �
Produzione di 1 MWe e di 3,2 MWt
DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO
Silos calce viva
Vasca di triturazione biomassa
(*) OPZIONALE
Cogeneratori a syngas:
n° 4 generatori da 250 KWe/h
con recupero termico e
trattamento dei fumi di
scarico
Silos di stoccaggio biomassa
Plasmathor:
n° 2 pirogassificatori con
vetrificazione delle scorie
Vasca di conferimento biomassa
con movimentazione del
materiale a mezzo coclee
(*) OPZIONALE
3
PLASMATHOR: LA NUOVA ENERGIA
PLASMATHOR 1� produce energia elettrica e termica utilizzando gli
scarti del legname - manutenzione dei boschi, agricoltura,
lavorazione del legno - opportunamente triturati (cippato).
L’energia elettrica prodotta da un impianto è pari a 7,13 milioni di
kWhe anno, l’energia termica prodotta è pari a 25,91 milioni di
kWht anno.
Il consumo dell’impianto è di 6.257 t anno di cippato
L’impianto non produce ceneri né alcun residuo da conferire in
discarica.
Per produrre la stessa quantità di energia elettrica prodotta da un
impianto PLASMATHOR 1, qualora si utilizzasse l’energia più
conveniente e disponibile sul mercato (gas metano), sarebbe
necessario consumare (e acquistare) 1,9 milioni di mc di metano
all’anno.
Per produrre la stessa quantità di energia termica
contemporaneamente prodotta da un impianto PLASMATHOR 1,
sarebbe necessario consumare (e acquistare) 2,6 milioni di mc di
metano all’anno.
L’emissione di CO2 in atmosfera a seguito del funzionamento
dell’impianto è pari a quella emessa dalla stessa quantità di scarti
di materiale legnoso se non utilizzati (abbandono nei boschi, nei
campi ecc.).
Pertanto la maggior emissione dell’impianto rispetto al ciclo
naturale è pari a zero.
Tutti gli inquinanti atmosferici derivanti dal processo di
pirolizzazione subiscono un processo di abbattimento brevettato
che li porta a valori inferiori alla norma.
4
COMPONENTI DELL’IMPIANTO
Ricevimento materiale (opzionale)
SCOPO: Accettazione materiale
Il sistema* è costituito da:
Pesa su pedana di conferimento
Sponda idraulica per carico e sponde laterali protezione da
caduta materiale
Vasca di conferimento con letto di 4 coclee indipendenti
Sistema automatico per la gestione del conferimento
La biomassa perviene caricata su autocarri di diverse
dimensioni per un trasporto celere e più economico verso
la struttura di produzione di energia Plasmathor. Non é
necessaria alcuna preselezione. I camion stazionano per il
conferimento direttamente su una pesa posta sulla pedana
di scarico dell’impianto.
Il materiale viene immediatamente trasferito a mezzo
coclee alla fase successiva in modo da garantire un
trattamento economico e sicuro.
5
Stoccaggio e Triturazione
SCOPO: Riduzione ingombro e omogeneizzazione
Il sistema è costituito da:
Tramoggia di conferimento al trituratore (*)
Trituratore (*)
Vasca di raccolta e miscelazione inertizzante o calce
Silos inertizzante o calce con micro dosatore
Coclee di trasporto di andata e ritorno da silos di stoccaggio
della biomassa
Silos di stoccaggio della biomassa
Tutto il materiale perviene all’impianto cippato secondo gli
standard P 45 M 30 (Specifica europea CEN/TS 14961).
In alternativa può venir triturato nel trituratore(*). Un
ottimo risultato è garantito in questo caso dagli efficaci rulli
strappanti e trituranti. La macchina lavora a bassa velocità,
con una coppia molto alta, ottenendo più potenza per una
veloce riduzione dei blocchi solidi ed ingombranti. Il sistema
è totalmente isolato per evitare lo spargimento di detriti che
potrebbero fuoriuscire durante il trattamento. Il trituratore
produce l’appropriata dimensione e quantità di biomassa per
il processo successivo.
6
Durante la triturazione(*), un sistema di microdosaggio
automatico provvederà ad aggiungere alla biomassa triturata
calce o materiale inertizzante
Tutto il materiale conferito o triturato in eccesso alle
necessità di alimentazione del forno, viene successivamente
trasferito ai silos a mezzo coclee. Lo stesso materiale verrà
successivamente riportato alle tramogge di alimentazione del
Plasmathor man mano che il forno richiederà combustibile.
7
Pirogassificazione Plasmathor
SCOPO:
Produzione syngas
Separazione inorganici vetrificati
Il sistema è costituito da:
Sistema di alimentazione con Coclee
Sistema di dosaggio con valvole di intercettazione per
inertizzazione atmosfera in azoto
Unità completa di pirolizzazione indiretta e gassificazione a
temperatura elevata, comprendente crogiolo di vetrificazione
delle scorie.
Sensori di temperatura
Sistema di controllo digitale National Instruments,
completamente automatico.
Sistema di recupero gas
Sistema di scarico scorie vetrificate e raffreddate
Il Plasmathor comprende anche una camera di reazione,
riscaldata indirettamente dai fumi di combustione derivanti
dal forno dove viene distrutto il materiale carbonioso
residuo della piro-gassificazione.
Essa è un'unità di degradazione termica ad alta
temperatura, che lavora a pressione ambiente,
consentendo la completa gassificazione del materiale di
alimentazione (biomassa).
8
L'energia per il reattore è fornita dal calore dei fumi di
combustione che in forma indiretta porta il cuore del
reattore ad una temperatura regolabile tra 300 e 800°C. A
temperature così elevate, il sistema converte tutto il
materiale organico in prezioso Syngas. Il controllo della
temperatura è effettuato mediante termocoppie che
permettono un mantenimento preciso della temperatura
nel reattore.
Il materiale rimanente giunge direttamente al forno dove
le temperature si innalzano fino a 1000/1100°C e dove
viene completata la gassificazione della biomassa.
Ultimo passaggio, attraverso un sistema che sostituisce il
vecchio concetto di griglia mobile, elemento che è stato la
peculiarità negativa degli impianti di gassificazione fino ad
ora prodotti, le scorie giungono all’interno del crogiolo a
temperature superiori ai 1450°C, dove vengono vetrificate
ed espulse.
Le scorie vengono raffreddate ed estratte a mezzo coclee
in appositi contenitori di stoccaggio. La parte
incombustibile del materiale di alimentazione viene
trasformata in residuo inerte, non lisciviabile, che può
essere riutilizzato. Es.: per la costruzione di strade,
materiale di riempimento etc.
Tramogge a ciclo continuo alimentano il reattore di
gassificazione
9
Produzione di energia
SCOPO:
Rendere disponibile l’energia prodotta agli utilizzatori finali
sotto forma di kWe e di kWt
Il syngas che viene prodotto dal nostro Plasmathor ha un potere
calorifico inferiore medio di 1200 kcal. Ne vengono prodotti circa
2,5 Nm3 per ogni chilogrammo di biomassa impiegato (3000 Kcal
totali).
Per convertire la produzione di syngas in energia elettrica lo stesso
viene usato come combustibile per alimentare quattro cogeneratori
da 250kWe/h, per un totale di 1 MWe/h.
Il cogeneratore è un gen-set con motore a ciclo Otto che produce
energia elettrica e calore.
Energia elettrica: i rendimenti elettrici vanno dal 30 al 36%, in base
al tipo di motore ed hanno costi contenuti e una comprovata
affidabilità.
Energia termica: è prodotta sotto forma di gas di scarico a 500°C e
acqua calda a 85°- 90°C (circuito di raffreddamento motore).
Usando i gas di scarico per l’essiccazione, tutta l’energia termica del
circuito di raffreddamento rimane disponibile. Il rapporto di
cogenerazione è in questo caso di 1 kWht per ogni kWh elettrico. Il
calore è disponibile per tutto il tempo in cui motore funziona (8.000
ore/anno). Se non usato, viene dissipato da radiatori di servizio.
10
Impiego energie
SCOPO:
Utilizzo dell’energia prodotta
Utilizzo diretto del gas:
Il syngas prodotto dall’impianto servirà
all’alimentazione dei bruciatori di vetrificazione
delle scorie
Utilizzo indiretto del gas:
Motore a gas
Utilizzo del calore prodotto:
Scambiatore di calore (Riscaldamento /
Refrigerazione)
Convertitore termo elettrico (TEC)
11
Scheda tecnica
TECNICAL DATA 1 MWe PLANT
Potenza elettrica nominale 1.000 kWe
Energia Termica Acqua a 60° / 70° 1000 kWt
Acqua a 90° 650 kWt
Yeld 88% / 90%
Output di Energia 7.920 MWe / anno
Potenza Termica Annuale Acqua a 60° / 70° 7,980 MWt / anno
Acqua a 90° 5.200 MWt / anno
Biomassa combustibile (cippato) 790 kg/h, 19 t/g
Consumo biomassa annuale 6.257 t
Efficienza Elettrica 30%
Caratteristiche della biomassa
Umidità 15/30%
Dimensione del cippato 3/5 cm
Inerte 1,5/3,0%
Potere calorico biomassa 4000 / 4200 kCal/kg
UNA LINEA DI PRODUZIONE (0,5 Mw)
Potere calorico cippato Kcal/Kg 4.200 (biomassa secca)
Consumo Kg/h 500 Consumo calorico Kcal/h 2.100.000 Resa % 1,16 Produzione Kwh 2.436 Perdite esercizio 11% Kwh 268 Rendimento Kwh 2.168 di questi: syngas 70% Consumo produzione syngas 30%
Kwh 1.518 Potere calorico al cogeneratore
rendimento 35%
Energia el. prodotta Kwhe 531
Energia term. prodotta Kwht 986 residuo termico della cogenerazione
Energia term. prodotta Kwht 650 residuo termico della produzione syngas
TOTALE ENERGIA ELETTRICA
Kwhe
500
TOTALE ENERGIA TERMICA Kwht 1600
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DATI ECONOMICI
Il costo dell’impianto sopra descritto è € 4.400.000 oltre iva.
In ipotesi di investimento di capitale proprio limitatamente al 20%,
circa € 1.000.000, e di finanziamento del residuo a mezzo leasing a
12 anni, il rendimento dell’impianto consente l’intero recupero del
capitale investito nel primo anno di esercizio, il pagamento
integrale delle rate di leasing, e un utile residuo al netto di imposte
di oltre € 1.000.000 all’anno.
La sintesi di business plan allegata evidenzia nel dettaglio tutte le
componenti di costo e i ricavi.
Il business plan analitico è disponibile a richiesta.
13
Tariffa I.V.A.
Prezzo certificati verdi
Prezzo vendita energia prodotta tariffa unica
Prezzo prudenziale vendita 50% energia term.
[€/kWh]
[€/kWh]
[€/kWht]
€ 0,280
€ 0,546
10,00%
20,00%
BUSINSS PLAN, POWER PLANT 1 MWe 3,27 MWt
DATI DI RIFERIMENTO, IMPIANTO BIOMASSA TORCIA AL PLASMA
Biomassa in entrata
Biomassa
T ipologia biomassa
Consumo motore endotermico
Consumo motore endotermico
Costo medio a tonnellata
Potere calorifico biomassa
Costo totale biomasse
T asso di produzione scorie
da combustione biomasse
Prezzo di smaltimento scorie
[kg/MWh]
[tonn/anno]
[€/tonn]
[kcal/Kg]
[€/anno]
[%]
[€/kg]
biomassa legn.
790
6.257
€ 60
4.000
€ 375.408
1,5 /2,0%
0,00%
€ 0,00
Impianto
Ore di produzione annue
Autoconsumi energia
Potenza generatori
Potenza netta generatori
Potenza netta - Certificati Verdi
Massima energia lorda oraria producibile
% Perdite di sistema
Massima energia netta oraria cedibile
Massima energia netta oraria ceduta alla rete
Energia elettrica prodotta
Energia termica prodotta
[h]
[%]
[kW]
[kW]
[kW]
[kW]
[kWh/h]
[%]
[kWh/h]
[kWh/h]
[kWht/h]
7.920
10,00%
1.000
1.000
1.000
1.000
0,00%
90%
900
7.128.000
25.914.240
€ 1.995.840
€ 706.885
Costi d'esercizio I.V.A. Aliq. amm.to
Manodopera diretta [n° addetti] 3
Costo unitario manodopera (annuo) [€/pax] € 35.000
Costo totale manodopera annua [€] € 105.000
Manutenzione [€/MWh] € 10
Manutenzione (annua) [€] € 71.280
Direttore tecnico (part time) [€] € 25.000
Spese generali [% sui ricavi] 0,50%
Assicurazione [% su investim.] 0,50%
Spese generali (annue) [€] € 9.979
Assicurazione (annua) [€] € 22.000
Biomasse (a regime) [€] € 375.408
Leasing
Acquisti energia [€] € 0
Costo discarica smaltimenti (a regime) [€] € 0
Totale [€] € 608.667
0,00%
21,00%
0,00%
---
---
21,00%
0,00%
10,00%
21,00% 12,50%
14
Tavola dei flussi di cassa
Leasing (maxi-canone) o acconto
880.000
IVA
Altri investimenti indiretti
184.800
-
Investimenti 1.064.800
Equity
Stand-by equity
VAT Facility
880.000
-
184.800
Base Facility 0
Fonti finanziarie 1.064.800
Invest(-) / finanziamenti(+)
Ricavi operativi
Ric avi da c essione E.E.
Sogg. a rivalutazione del 1,0% p.a.
Non soggetti a rivalutazione
29.937.600
1.995.840
1.995.840
Ric avi da c essione E.T . 9.896.396 706.885 706.885
T otale ricavi operativi
39.833.996
2.702.725
2.702.725
Totale ricavi monetari operativi 39.833.996 2.702.725 2.702.725
Costi operativi
Manodopera
- 1.575.000
- 105.000
- 105.000
Direzione tecnica
Manutenzione
Spese generali
Assicurazioni
Biomasse
T otale costi operativi
- 375.000
- 1.069.200
- 149.688
- 330.000
- 5.631.120
- 9.130.008
- 25.000
- 71.280
- 9.979
- 22.000
- 375.408
- 608.667
- 25.000
- 71.280
- 9.979
- 22.000
- 375.408
- 608.667
Totale costi monetari operativi - 9.130.008 - 608.667 - 608.667
SINTESI DEL BUSINESS PLAN, DATI RIFERITI AD ANNI TIPO
totali, 15 a. t0 t3 t13
-
Differenza ricavi/costi (escluso leasing) 30.703.988 2.094.058 2.094.058
15
I.v.a.
Credito Erario inizio periodo 73.408 -
I.v.a. su incassi operativi 199.584 199.584
I.v.a. pagata su costi operativii 54.605 54.605
I.v.a. pagata su leasing (investimenti) 1.303.951 89.283 -
Differenza (-credito/+debito) 55.696 144.979
A compensazione 55.696 0
Ripagata all' Erario - 144.979
Credito Erario fine periodo 17.712 -
I.v.a. trattenuta (+) / esborsata (-) 0 55.696 0
Cash flow operativo (escluso leasing) 2.149.754 2.094.058
Im poste - 517.621 - 647.479
Cash flow al servizio del debito 1.632.134 1.446.579
Leasing
Periodo di ripagamento
Base Facility (Leasing)
Erogato inizio periodo 3.143.277 0
Percentuale di ripagamento 6,64% 0
Ripagamento quota capitale 208.716 0
Interessi 216.440 0
T otale rata 425.156 0
Erogato fine periodo 2.934.561 0
VAT Facility
Erogato inizio periodo - 0
Percentuale di ripagamento 8,33% 0
Ripagamento quota capitale - 0
Interessi - 0
T otale rata - 0
Erogato fine periodo - 0
Ripagamento debito/inter. 425.156 0
Cash flow netto 1.206.978 1.446.57
16
Totale attivo 4.351.858 15.605.529
Conto Economico 31/12/2015 31/12/2025
Ricavi 2.702.725 2.702.725
Leasing
Altri costi operativi
- 480.445
- 608.667
-
- 608.667
Margine operativo 1.613.613 2.094.058
Ammortamenti - 55.000
Interessi passivi - -
Risultato ante imposte 1.613.613 2.039.058
IRES 27,50%
IRAP 3,90%
Imposte
- 443.744
- 73.877
- 517.621
- 560.741
- 86.738
- 647.479
Risultato netto 1.095.992 1.391.579
Stato Patrimoniale
Attivo fisso netto - 385.000
Credito IVA 17.712 -
Cassa 3.621.331 15.220.529
Risconti attivi 712.815 -
Capitale 1.064.800 1.064.800
Riserve 3.287.058 14.540.729
Patrimonio netto 4.351.858 15.605.529
Debito - -
Totale Passivo 4.351.858 15.605.529
Azionisti
Investimento azionisti (MAXI CANONE)
Investimento azionisti (IVA su MAXI CANONE)
Flusso di cassa netto 1.206.978 1.446.579
Flusso totale 1.206.978 1.446.579
Flusso di cassa cumulato 2.556.531 14.155.729
IRR 112,9%
Cost of Equity 15,0%
VAN 5.888.631
Payback period anni 1
17
I.R.A.P.
Diff. ricavi/costi (escluso leasing) 2.094.058 2.094.058
Manodopera 105.000 105.000
Direzione tecnica 25.000 25.000
Interessi su finanziamenti - -
- Canoni leasing - 480.445 -
Interessi su leasing 150.671 -
- Ammortamenti - - 55.000
BASE IMPONIBILE 1.894.284 2.224.058
Debt Service Cover Ratio
Periodo 3 13
Flussi di cassa ordinari 1.632.134 1.446.579
Servizio del debito 463.994 463.994
DSCR 3,52x 3,12x
MIN 3,12x
ADSCR 3,32x
Adjusted Debt Service Cover Ratio
Periodo 3 13
Flussi di cassa ordinari + integrazioni dello Sponsor 1.641.246 1.508.493
Servizio del debito 463.994 463.994
Adj. DSCR 3,54x 3,25x
MIN 3,25x
ADSCR 3,39x