La lavorazione dei prodotti lattiero-caseari richiede grandi quantità di energia, dovuta a processi come pastorizzazione, refrigerazione del latte crudo e dei prodotti derivati, oltre al funzionamento di separatori e macchine di omogeneizzazione, attivi 24 ore su 24. Anche lo stabilimento della Privatmolkerei Naarmann GmbH, a Neuenkirchen, operativo sette giorni su sette, produce circa 200.000 tonnellate di latte crudo all'anno, trasformato in latte UHT, panna, salse, budini, concentrati, polveri e altri prodotti destinati a consumatori sfusi, ristorazione, industria alimentare e mercati esteri.

La cogenerazione risponde alla domanda continua di energia

La costante e simultanea richiesta di energia elettrica e termica durante tutto l'anno crea le condizioni ottimali per l'utilizzo della cogenerazione. Per questo motivo, Naarmann si affida da anni ad un cogeneratore a gas naturale 2G: un patruus 400 è in uso nella sede aziendale dal 2014. Installato in un container highline insonorizzato, fornisce alla fabbrica una potenza di fino a 400 kWel e 504 kW termici. Il calore viene convogliato alle utenze o immagazzinato temporaneamente in un accumulo con una capacità di 100 m³ – per estrarre il calore durante i picchi di carico – a temperature di mandata e di ritorno rispettivamente di 95 °C e 75 °C.

"La nostra scelta di adottare un cogeneratore anziché l'acquisto separato di elettricità e calore da fornitori esterni non solo aumenta la nostra efficienza economica, ma riduce anche le emissioni di CO2 in generale", spiega Matthias Kemper, responsabile dei sistemi energetici di Naarmann. Tuttavia, sottolinea che con l'espansione delle capacità produttive negli ultimi anni, la domanda di energia è aumentata, spingendo l'azienda a cercare opportunità per aumentare ulteriormente l'efficienza.

Massimizzare l'efficienza attraverso la cogenerazione e il generatore di vapore

Nel 2018, Naarmann ha deciso di perfezionare il principio di produzione combinata di calore ed elettricità. I nuovi sistemi avrebbero dovuto fornire elettricità, alti livelli di calore e refrigerazione. Kemper ha quindi voluto integrare la tecnologia di cogenerazione con una macchina frigorifera ad assorbimento e la generazione di vapore per la lavorazione ad altissima temperatura. Inoltre, il management desiderava una soluzione con un'elevata potenza elettrica, dato che l'energia elettrica prodotta in loco è più conveniente rispetto all'acquisto da fornitori esterni.

Gli elevati standard di efficienza hanno portato nuovamente Naarmann a scegliere 2G per l'alimentazione del cogeneratore. "Oltre all'efficienza, siamo stati convinti dalla loro enorme potenza elettrica", afferma Kemper, che ha guidato il progetto. “E c'erano anche aspetti, come l'ottimo servizio post-vendita", aggiunge il responsabile energetico, ricordando come il team di ingegneri di 2G sia rimasto disponibile anche dopo la messa in servizio, consentendo ottimizzazioni anche successivamente.

I nuovi sistemi garantiscono una potenza elettrica di 1 MW

I progettisti hanno scelto i cogeneratori agenitor 408 e avus 500plus, installati in container isolati acusticamente e in funzione senza problemi da circa un anno. L'isolamento acustico riduce i livelli di rumore durante il funzionamento a circa 45 dB(A) a dieci metri, cosa fondamentale per Naarmann, data la vicinanza agli edifici residenziali. L'agenitor 408 fornisce circa 360 kWel e converte circa il 42,5% dell'energia primaria contenuta nel combustibile in energia elettrica, oltre a produrre fino a 381 kW di energia termica. Il secondo cogeneratore, un avus 500plus, ha un'efficienza elettrica simile, ma offre più potenza, fino a 550 kWel e 578 kW termici.

Il calore prodotto viene estratto a temperature prossime agli 84°C e messo a disposizione della macchina frigorifera ad assorbimento, mentre il calore estratto dall'impianto di scarico può raggiungere i 420°C ed è impiegato dal generatore di vapore in un separato contenitore insonorizzato.

Efficienza nell'impianto di refrigerazione

Le capacità frigorifere fornite dalla macchina frigorifera ad assorbimento vengono utilizzate per avviare il raffreddamento del refrigerante, alleviando lo sforzo sulla tecnologia di refrigerazione convenzionale. "Ciò consente di risparmiare tanta energia da alleggerire il carico sul nostro sistema di refrigerazione, anch'esso nuovo", spiega l'energy manager.

A differenza del vecchio cogeneratore, i due nuovi sistemi sono orientati alla produzione di energia elettrica, riducendo al minimo gli acquisti di energia elettrica esterna. Questo è stato uno degli argomenti a favore dell'acquisizione di due cogeneratori con una potenza elettrica combinata di circa un megawatt. Ora, le capacità di produzione di elettricità sono così grandi che sono necessari notevoli acquisti di elettricità solo durante i picchi di domanda o durante la manutenzione del cogeneratore.

Controllo "immissione zero" per una gestione ottimale dell'energia

I nuovi cogeneratori funzionano praticamente senza interruzioni, regolando la potenza resa disponibile attraverso il controllo di immissione zero. Questo metodo garantisce un utilizzo ottimale delle risorse e una distribuzione uniforme del carico tra le unità di potenza. Grazie alla funzione di accesso remoto integrata nel sistema di controllo, lo stato delle centrali può essere monitorato a distanza dall'operatore e dai tecnici di 2G.

Autosufficienza energetica al 92%

Un anno dopo l'installazione dei nuovi cogeneratori, il concetto di Kemper ha dimostrato di essere valido. La modalità di controllo immissione zero opera con estrema precisione: viene utilizzato il 97,6% delle capacità di autoproduzione, nonostante gli interventi di manutenzione. Inoltre, il grado di autosufficienza energetica è aumentato notevolmente. Con i nuovi sistemi finanziati con i sussidi del Fondo europeo agricolo per lo sviluppo rurale, Naarmann può ora coprire il 92% del proprio fabbisogno di elettricità. "E fa bene all'ambiente", afferma Kemper. “Grazie al nuovo cogeneratore, all'integrazione del generatore di vapore nella linea del calore estratto e al più efficiente sistema di refrigerazione, si evitano ogni anno circa 3.600 tonnellate di emissioni di CO2.“