Immissione nella rete di trasporto e in quella di distribuzione: livelli di pressione e compressione inversa

La rete del gas si divide in livelli di pressione e in sistema di trasporto e di distribuzione, e in quale di essi si possa immettere il biometano dipende soprattutto dalla capacità di assorbimento della rete, cioè dalla possibilità di accogliere il gas anche quando il consumo locale è basso. Nelle reti a bassa e media pressione, che alimentano quartieri e stabilimenti, il prelievo estivo di gas è talvolta inferiore alla produzione dell'impianto di biometano. La soluzione è l'immissione in una rete a pressione più alta, la compressione inversa o il collegamento con il sistema di trasporto, che possono accogliere il gas su scala nazionale.

Livelli di pressione in Polonia

Secondo le norme tecniche sui gasdotti, la pressione nominale si classifica orientativamente come segue:

Il sistema di trasporto appartiene al gestore di trasporto (GAZ-SYSTEM), quello di distribuzione ai gestori di distribuzione, tra cui Polska Spółka Gazownictwa. Requisiti tecnici, procedure e tariffe differiscono tra questi sistemi.

Che cos'è la capacità di assorbimento

La capacità di assorbimento della rete è la massima portata di gas che si può immettere senza superare la pressione ammissibile e senza violare le condizioni di esercizio. In estate il prelievo di gas cala (assenza di riscaldamento), quindi su un dato tratto restano meno utenti che consumano biometano. Se la produzione supera il consumo locale, la pressione sale e l'immissione deve essere limitata. Per questo l'analisi di allacciamento si basa sui flussi estivi e orari.

Opzioni quando la capacità di assorbimento è troppo piccola

1. Allacciamento a una rete a pressione più alta. Allacciamento più lungo o più costoso, ma maggiore capacità di assorbimento.
2. Compressione inversa (reverse flow). Una stazione con compressori trasferisce le eccedenze di biometano dalla rete a pressione più bassa a quella a pressione più alta, in cui il gas viene distribuito più ampiamente. La soluzione può essere realizzata dal gestore o cofinanziata dai produttori.
3. Limitazione della potenza a un livello corrispondente ai flussi estivi.
4. Accumulo locale o tampone (ad es. serbatoio, rete di grande volume).
5. Sbocco alternativo – bioCNG/bioLNG o fornitura diretta a un grande utilizzatore.
6. Raggruppamento di più produttori in un unico punto di allacciamento, che ripartisce i costi di compressione.

Rete di trasporto

L'immissione diretta nella rete di trasporto offre la massima capacità di assorbimento, ma richiede: pressione più alta (compressione fino ad alcuni MPa), requisiti di qualità più severi, un sistema di misura più esteso e procedure di allacciamento distinte. Conviene in genere per grandi progetti o per agglomerati di impianti di biometano, e i costi della stazione di compressione crescono con pressione e portata.

Esempio: energia di compressione

Ipotesi: biometano 500 m³/h, compressione isoterma da 1,5 a 8 bar(a) e a 40 bar(a) (per confronto). Potenza teorica della compressione isoterma P = p₁·V̇₁·ln(p₂/p₁): V̇₁ = 500 m³/h a 1,013 bar → a 1,5 bar il volume ≈ 338 m³/h = 0,094 m³/s; p₁·V̇₁ ≈ 150.000 Pa × 0,094 ≈ 14,1 kW; ln(8/1,5) = 1,67 → 23,5 kW; ln(40/1,5) = 3,28 → 46,3 kW. Tenendo conto di rendimento e raffreddamento la potenza reale è di circa 1,5–2 volte superiore. La differenza tra 8 e 40 bar è di circa 35–45 kW dopo aver considerato il rendimento, ossia dell'ordine di 270–360 MWh all'anno (ipotizzando circa 8000 h di funzionamento all'anno), il che a 600 PLN/MWh dà circa 160–220 mila PLN di costo energetico aggiuntivo.

Criteri di scelta del punto

• distanza e costo dell'allacciamento,
• capacità di assorbimento estiva,
• pressione e necessità di compressione,
• requisiti di qualità del gestore,
• prospettiva di allacciamento di ulteriori impianti,
• piano di sviluppo della rete del gestore.

Chi paga la compressione inversa

Le regole di ripartizione dei costi di potenziamento della rete e di compressione inversa dipendono dalle norme e dalle condizioni di allacciamento; in pratica si applicano diversi modelli, dalla copertura da parte del produttore al finanziamento con fondi del gestore tenendo conto della tariffa. Per questo già nella prima conversazione con il gestore occorre chiedere quali soluzioni consideri per la data area e se pianifichi investimenti che possano aumentare la capacità di assorbimento. Azioni coordinate di più produttori in una stessa regione possono facilitare la giustificazione di un tale investimento.

Sintesi

Livello di pressione e capacità di assorbimento della rete decidono se un impianto di biometano possa essere allacciato in modo economico. Conviene commissionare un'analisi dei flussi estivi e discutere con il gestore tutte le varianti, compresa la compressione inversa e il collegamento a un livello superiore della rete.