Il Sistema energetico in Danimarca

Il settore energetico in Danimarca

Le prime due navi cariche di pellet statunitense sono arrivate in Danimarca lo scorso anno. Quali sono gli sviluppi che l’industria elettrica danese prevede, visto la crescente domanda di energia e calore basati sulla biomassa?

La Danimarca sta andando avanti verso il suo obiettivo di ridurre al minimo l’utilizzo di combustibili fossili. Per molti anni, il pellet, i trucioli di legno e la paglia sono stati utilizzati da centrali termoelettriche, nonché in caldaie industriali e abitazioni private. L’unica grande risorsa locale di biomassa, per uso domestico, è la paglia, mentre la maggior parte di cippato e pellet di legno vengono importati. Nel 2012 la Danimarca ha utilizzato circa 1,9 milioni di tonnellate di pellet, una cifra che dovrebbe aumentare di un altro milione di tonnellate di qualità prevalentemente industriale nel corso dei prossimi tre anni. Alcuni dei progetti annunciati di riconversione di grandi centrali a carbone non sceglieranno i pellets, ma dovrebbero essere alimentate con il cippato.

L’avvio nel 1972 dell’estrazione di petrolio e gas naturale ed il progressivo sviluppo delle energie rinnovabili (biomasse ed eolico in testa), insieme alle riforme, volte alla riduzione dei consumi e al risparmio energetico, varate a seguito della crisi petrolifera degli anni ’70, hanno consentito alla Danimarca di raggiungere l’indipendenza energetica nel 1997.
La Danimarca è un paese piccolo di soli 43.093 km2, con 5,5 milioni di abitanti, una superficie doppia rispetto alla Lombardia, con metà della popolazione della nostra regione. L’area metropolitana di Copenaghen conta circa 2 milioni di abitanti. Per tradizione l’agricoltura è importante in Danimarca, ma il paese ha sviluppato una posizione di rilievo nel settore delle rinnovabili.

Il settore energetico, altamente sviluppato ed efficiente nel paese, si basa su sistemi di cogenerazione (CHP, processo di produzione contemporanea sia di energia meccanica, solitamente trasformata in energia elettrica (corrente elettrica), oltre che di calore utilizzabile per riscaldamento e/o processi produttivi e industriali. Oltre il 60 per cento della popolazione è servito da teleriscaldamento. Bisogna ricordare, però, che la Danimarca è anche un paese produttore di petrolio e di gas. Ogni giorno, una produzione di 100.000 barili di petrolio, estratto dal Mare del Nord, sono totalmente venduti all’estero, mentre il gas naturale è usato nel consumo interno per la produzione di calore.

La Danimarca ha accettato l’obiettivo di limitare il riscaldamento globale a 2 gradi Celsius e, nonostante la sua propria produzione di petrolio, la volontà è stata quella di sostituire l’uso del petrolio, del carbone e del gas con la biomassa, adottando lo slogan “State of Green”. Nel 2012, il 52 per cento di teleriscaldamento danese era alimentato da biomassa legnosa, con l’obiettivo di raggiungere il 100 per cento entro il 2035.

La sostenibilità è molto importante in Danimarca, con un dibattito in corso sul grado di sostenibilità dei pellets di legno, che vengono importati. Quando il tentativo di sviluppare uno standard per la biomassa comune per l’Unione europea non ha avuto successo, l’industria danese ne ha adottato una propria.

Nel marzo 2011 il Governo di allora ha varato un piano energetico nazionale (Strategia Energetica per il 2050), con l’obiettivo di raggiungere, entro il 2050, la piena indipendenza del Paese da combustibili fossili. La prima fase del piano, basato sulle raccomandazioni formulate dalla Commissione indipendente sui Cambiamenti Climatici, copre il periodo fino al 2020 e prevede l’attuazione di iniziative mirate ad abbattere del 33% il consumo dei combustibili fossili a fini energetici, rispetto al 2009 (anno di riferimento) ed al miglioramento dell’efficienza energetica, con l’obiettivo di ridurre del 6% i consumi lordi rispetto ai livelli del 2006.

Nel marzo del 2012 tutte le forze parlamentari hanno stipulato il nuovo “Accordo sull ́Energia”, volto ad accompagnare la transizione del sistema energetico nazionale verso l’indipendenza dai combustibili fossili nel 2050. La strategia prevede quattro momenti fondamentali: oltre al già citato obiettivo 2020, nel 2030 il carbone dovrà essere definitivamente eliminato dalle centrali elettriche; nel 2035 il fabbisogno di energia elettrica e di riscaldamento dovrà essere totalmente soddisfatto con energie rinnovabili; nel 2050, infine, tutto l’approvvigionamento energetico – elettricità, riscaldamento, industria e trasporti – deve essere assicurato da fonti rinnovabili.

Oggi circa il 4 per cento del consumo totale di energia della Danimarca è fornito dai pellets. Il mercato è ben sviluppato ed il pellet di legno è ampiamente utilizzato, sia dalle piccole caldaie e stufe collocate nelle case private, sia nei grandi impianti di cogenerazione. Il consumo di pellet di legno è aumentato di cinque volte tra il 2001 e il 2012, portando i consumi danesi a 1,9 milioni di tonnellate nel 2012. L’aumento è, in gran parte, attribuibile al maggiore uso in grandi strutture, che nel 2012 ha utilizzato circa 1,3 milioni di tonnellate di pellet di legno, in sostituzione di quasi 1 milione di tonnellate di carbone.

Energia e calore Oggi

Due centrali esistenti e una in costruzione forniscono calore per il sistema di riscaldamento nel distretto di Copenaghen ed elettricità alla rete nordica. Il più grande utente di pellet danese è Dong Energy, una delle maggiori società, che si occupa di energia nel Nord Europa. Il suo stabilimento di Avedoere, con 2 impianti di cogenerazione, utilizza circa 800.000 tonnellate all’anno di pellets, di cui 700.000 tonnellate vengono utilizzati durante la stagione invernale. Dong sta installando un impianto di distribuzione per aumentare la capacità di consumo di pellet nelle due unità dall’80% al 100%. Una nuova gru è stata installata la scorsa estate nel porto di Avedoere, portando lo scarico del pellet a 800 tonnellate all’ora. Questo, unitamente ad un nuovo nastro trasportatore, renderà possibile incrementare l’uso pellet durante la stagione invernale a quasi 900.000 tonnellate. Un contratto di fornitura di calore a lungo termine con le aziende del distretto di riscaldamento locale, che ha una durata fino al 2027, permette alla Dong di rientrare degli investimenti realizzati al molo.

Il secondo grande utilizzatore di pellet a Copenhagen è l’impianto di Amager, venduto lo scorso anno dalla utility svedese Vattenfall ad Hofor (una utility ex Copenhagen Energy). L’impianto di cogenerazione ha riaperto dopo l’adeguamento del 2009, con un consumo di circa 380.000 tonnellate di cippato e pellet di paglia ogni anno. La centrale di Amager comprende due unità di cogenerazione con una capacità di generazione elettrica combinata di 314 MW e una potenza termica combinata di 583 MW. Questa primavera, Hofor ha annunciato l’intenzione di sostituire il carbone con trucioli di legno, nella seconda unità di Amager, nel 2020.

I Pellets verso gli impianti di Avedoere e Amager sono forniti su navi alla rinfusa e chiatte agli impianti portuali. Il porto orientale di Amager ha 10 attracchi. I due produttori di energia danesi inizialmente avevano costruito anche gli impianti per la produzione di pellet a Koege. Dong ha chiuso il suo impianto, che aveva una capacità di 160.000 ton per anno nel 2007, per andare poi ad acquistare pellet sul mercato. La Vattenfall ha venduto il suo impianto di 110.000 tonnellate all’anno a Blue Point Pellets A/S l’anno scorso, che invece continuerà la produzione.

Il terzo contributore di calore ed energia per l’area metropolitana di Copenhagen è in costruzione e si tratta di uno spettacolare impianto di cogenerazione dei rifiuti alimentati. L’avveniristico impianto di Amager Bakke brucerà infatti rifiuti alimentari per produrre calore ed energia, fornendo al contempo nuove funzionalità, come una pista da sci che resterà aperta tutto l’anno, costruita sul tetto dell’impianto, oltre ad una parete per arrampicate.

Fornitori di Pellet

La Danimarca si basa sulla biomassa importata da diversi Pesi per alimentare i suoi impianti di cogenerazione. La produzione nazionale di pellet di legno contribuisce solo con 100.000 tonnellate, pari al 5 per cento della fornitura totale, con poche possibilità di aumentare la produzione nazionale in futuro. La mancanza di approvvigionamento ed il costo elevato delle materie prime sono i principali fattori limitanti. I maggiori paesi fornitori attualmente sono la Lettonia, l’Estonia, la Lituania e la Russia.

Reperire quasi 2 milioni di pellet sul mercato è un impegno a cui sono delegate aziende anche al di fuori dei confini nazionali,che forniscono la materia prima necessaria per il funzionamento degli impianti. Il gruppo svedese Ekman Group è il fornitore leader, dopo aver superato Vapo A/S e le reti di distribuzione come Statoil in Danimarca. Nel mese di ottobre, Ekman ha fornito 39.500 tonnellate di pellet proveniente dagli Stati Uniti sulla nave Oriente Tiger e, all’inizio di quest’anno, con un altro carico di 57.500 tonnellate sempre proveniente degli Stati Uniti. Il terminal della cittadina di Fredericia gestisce le operazioni di scarico delle navi Panamax con cinque gru e può scaricare 30.000 tonnellate in 72 ore. Il porto è inoltre dotato di unità di pulizia e del servizio di insaccamento. Altre aziende,che forniscono attivamente pellet in Danimarca, sono German Pellet, Graanul Invest, Neova e Verdo Flexheat e importatori locali.

Progetti futuri

Dong Energy ha due progetti di conversione a biomassa in fase di sviluppo in Danimarca, uno a Skaerbaek con l’impianto di Kolding e uno a Studstrup con la centrale elettrica di Aarhus. Di particolare interesse è l’efficienza dell’imipanto di Skaerbaek, che ha un rendimento del 93%.

L’unità 3 in Studstrup da 389 MW attualmente sta utilizzando il carbone con una miscela fino al 15 per cento di paglia e resterà in attività fino al 2015 nell’ambito di un accordo di fornitura di calore, che è stato prolungato con Affald Varme Aarhus. L’impianto sarà convertito al 100% a pellet, con un consumo previsto annuo di 525.000 a 600.000 tonnellate. Studstrup ha proprie strutture portuali con un pescaggio di 11,2 metri.

In Skaerbaek, una nuova unità di cogenerazione, alimentata a cippato,, sarà costruita per sostituire l’impianto di cogenerazione a gas esistente, ma prima un nuovo accordo deve essere firmato con una società di distribuzione di energia locale. Ulteriori investimenti saranno necessari per un aggiornamento del porto, edifici, una nuova caldaia e l’integrazione con le unità esistenti. Una decisione per l’investimento è previsto nel mese di giugno.

Ad Odense, la terza città più grande della Danimarca, Vattenfall, gestisce l’impianto di cogenerazione a carbone, mentre Fynsverket l’unità 8, con una capacità elettrica di 35 MW e di riscaldamento a 110 MW, ha sostituito 100.000 tonnellate di carbone all’anno con pellet di paglia.

I pellets di legno sono utilizzati anche in impianti più piccoli in città come Herning (70.000 tonnellate all’anno), Lemvig e Skive. Dal 2009 a Skive i pellets alimentano un gassificatore, a letto fluido, per convertire in elettricità e calore l’energia che i tre motori a gas producono: 11 MW di calore termico da 3,2 MW di energia elettrica. Nella città di Randers, Verdo Energi ha un impianto di cogenerazione, l’importazione di trucioli di legno ottenuti da vecchi alberi della gomma in Africa occidentale attraverso il porto di Aarhus. L’azienda gestisce inoltre due impianti di produzione di pellet nel Regno Unito.

La biomassa non è solo utilizzata per la produzione delle energie rinnovabili in Danimarca.
Il “Concetto di energia Maabjerg” prevede la creazione di una soluzione completa e sostenibile di energia, a base di materie prime locali e CO2-neutral, utilizzando le ultime tecnologie.
Il progetto fonde diversi obiettivi di approvvigionamento energetico in un concetto di sistema olistico, in cui la sinergia tra le singole soluzioni è utilizzata in modo ottimale e con grande efficacia, attraverso l’utilizzo e l’allineamento dei flussi di energia tra le singole unità.
Il concetto soddisfa diversi obiettivi: produce calore ed elettricità, biogas e carburanti per il trasporto e utilizza le restanti sostanze nutritive come fertilizzante.
Il sistema combinato è dimensionato in modo che il mercato del riscaldamento locale può assorbire l’intero carico termico dall’impianto, senza che l’energia venga persa per il raffreddamento supplementare. Il sistema di teleriscaldamento infatti agisce come mezzo di raffreddamento per il vapore necessario per produrre etanolo. L’entità della produzione di etanolo e la quantità di materie prime necessarie sono perciò sul carico di base del sistema di teleriscaldamento.

Il residuo dalla produzione di bioetanolo, che consiste di fibre e melassa, viene utilizzato per la produzione di energia. La fibra viene utilizzata per produrre vapore (e elettricità) nell’impianto di cogenerazione e la melassa viene utilizzata nella produzione di biogas per la produzione di biogas.