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Archimede Solar Energy | 29 aprile 2013| Confindustria

Paolo Martini – Director Business Development

Incontro informativo sulle opportunità nel

settore cleantech in Arabia Saudita



Archimede Solar Energy (ASE), is world leader in the production

of solar receiver tubes for thermodynamic power plants with

parabolic trough collectors. The receivers produced by ASE are

designed to operate at high temperatures (up to 580° C) with all

types of heat transfer fluid used in current CSP power plants.

Production Capacity: 250MWe/equivalent /year

Founded on 1932

Employees: 1,000 (Global Basis)

Revenue: USD 260 Million(for 2011)

Fields: Testing, Life Science, Renewable Energy.

Founded on 1948

Integrated Engineering & Construction

Employees: 7,000 (Global Basis)

Revenue: USD 3.2 Billion (for 2011)

Sector: petroleum, petrochemical, chemical.

Ma

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Company



► PV – FOSSIL GENERATION

► CSP - WIND

► NUCLEAR – CSP STORAGE – WASTE TO

ENERGY

Bre

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pro

file

Sa

ud

i Saudi Arabia Energy Background



Il mercato saudita attraverso il programma

KA-Care (www.energy.gov.sa) risulta

essere il più importante e promettente al

mondo, nel settore delle energie

rinnovabili.

Un totale di 41.000 MW solari entro i

prossimi venti anni,

►25.000 termodinamici

►16.000 fotovoltaici.



►CSP industry will significantly build up capacity until 2015 with 12 GW validated with currently project pipeline

►The International Energy Agency forecasts CSP will contribute 28% of all renewable generation by 2060. (The highest growth potential)

►CSP it is the only renewable energy able

to store energy ( dispatchability).

GENARAL WORLD PERSPECTIVE

► SAUDI: 24GW – (2013-2032) – source :KACARE.GOV

► USA: 15GW – (2013-2020) – source: SEIA - NREL

► ITALY: 600MW – (2013-2017) – source: ANEST

► MOROCCO: 2GW – (2013 - 2025) – source: MASEN

► TUNISIA: 500MW - (2013-2020) – source: STEG

► CHINA: 3GW - (2013-2020) – source: NDRC

► LATAM: 1GW – (2013 - 2020) – source: CEPAL

► UAE: 1GW – (2013-2020) – source: MASDAR INSTITUE

► KUWAIT: 1GW – (2013 - 2020) - source: KISR

► INDIA: 2GW – (2013-2020) – source: JNNSM

► SOUTH AFRICA: 500MW (2013-2020) – source: REFIT

► AUSTRALIA: 500MW (2013-2020) – source: ASI

GLOBAL MARKET



Molten Salt Trough/Tower

Fresnel reflector

Parabolic Trough

Dish Stirling

Heat Transfer Fluid

Hot-Oil >> Molten Salt

Wind power

Photovoltaics

Concentrated solar power

CSP 2 advantage

・Higher Efficiency

・Lower LCOE

・Environmentally friendly

1 advantage

Dispatchable generation

Base-load generation

Installed

capacity

250GW

70GW

2GW

-3GW under construction

-Expected to accelerate large cost reductions and

-Expected to accelerate large cost reductions

improve trough technologies in the short term.

Solar Tower

RE Technologies and Advantages of CSP



►For Concentrated Solar Power technology, it's expected to allot 900 MW in Round 1 and 1,200 MW in

Round 2.

►PPAs will be 20 years long for all technologies.

►The Introductory Round will consist of five to seven projects of varying technologies at pre- packaged

sites offered to bidders at locations that can be easily connected to the grid.

►During the Introductory Round, CSP plants will be required to provide a minimum of 4 hours of storage

►Where CSP proposals are priced equivalently, but one project provides greater storage capacity, the

project with the higher storage capacity will be selected.

►Financial strength, proponents will be required to demonstrate that an equity provider accounting for at

least 20% of proposed project cost demonstrated either by: 1. rating of Baa3 or higher from Moody’s / Standard & Poor’s

2. net worth at the end of the last two fiscal years equivalent to no less than 10% of the total project cost

3. net income equivalent to no less than 5% of the total project cost at the end of the past two fiscal years

►Transmission costs will be included in the proposal evaluation

►Hybrid projects are also eligibles

►LOCAL CONTENT: KACARE is pursuing the development of local value chain, thus proponents that

integrate local content into their projects will benefit from strong incentives through the rated criteria

evaluation for utilizing labor and equipment that provide a positive net benefit to the local economy.

CSP Competitive Procurement Program: Some key points of the 'White Paper'



Solar Field Storage Power Generation

290 ℃

380 ℃

~ 390 ℃ ~ 375 ℃

290 ℃

Concentrated Solar Power

Hot-Oil or Salt

Hot

Cold

THERMAL ENERGY

STORAGE

Solar Field

STEAM GENERATOR

STEAM TURBINE

CONDENSER HEAT EXCHANGER

What is “CSP”?



Concentrate Solar Radiation

Convert to Heat Utilize

Solar Tower

Parabolic Trough

Hot

Cold HTF

CO2 Molten Salt Synthetic Oil

Water

290℃

390℃ 600℃

800℃

Storage Medium

Metal Concrete

Molten Salt

Store the Heat

Chemical Reaction Power Generation Utility（Steam)

Advantage of Solar Thermal Energy



6 12 18 24h

~ 390 ℃

290 ℃

Hot Oil

Hot

Cold

6 12 18 24h

6 12 18 24h

6 12 18 24h

Constant & Controllable

Receiving

Solar energy

Electricity Generation

Converting

Solar energy to

Heat

Utilize Thermal

(Heat) Energy

Store Heat

Energy Shift, Storage and Constant Supply



Not necessary

Lower volume required

SOLAR FIELD

HEAT EXCHANGER

THERMAL ENERGY

STORAGE STEAM GENERATOR

STEAM TURBINE

290 ℃

380 ℃

~ 390 ℃

~ 375 ℃

CONDENSER

290 ℃

SOLAR FIELD

STEAM GENERATOR

STEAM TURBINE

290 ℃

550 ℃

~ 550 ℃ 535 ℃

CONDENSER

290 ℃

X 2.5

2 merit

3 merit

1 merit

HTF：Synthetic Oil Storage：Molten Salt

HTF/Storage：Molten Salt

Higher Turbine Efficiency : 16-18%

MSPT - Technology Concept



Potenza nominale: 50 Mwe

Energia elettrica prodotta: 180-200GWh anno

Superficie captante: 510.000 m2

Sup. captante specifica : 10,2 m2/kWe

Area totale: 182 ha

Occupazione specifica: 36,4 m2/kWe

Fattore di utilizzo: 4000/anno

Storage 7.5H

Esempio Impianti standard 50MWe + 7,5h Storage



Esempio Impianti standard 50MWe + 7,5h Storage



Comparison of LCOE-without Energy

Storage

（Wind vs. PV vs. CSP）

Source: ESTELA project team A.T. Kearney analysis

(Spain, LCOE, in €c/kWh)

2010 2015

40

35

30

25

20

15

10

5

0

2020 2025

Wind

PV

CSP

PV Panel

Storage time；5-20 hours

2010 2015

40

35

30

25

20

15

10

5

0

2020 2025

Wind = CSP

(Spain, LCOE, in €c/kWh)

PV

Comparison of LCOE - With Energy Storage

（PV w/battery vs. Wind w/battery vs. CSP w/thermal storage）

Il rapporto con PV e Wind



► In termini di LCOE (costi di generazione/energia

prodotta) il Solare Termodinamico tende a

raggiungere prestazioni importanti attraverso impianti

di scala tra i 150 ed i 300MWe e grazie soprattutto a

tecnologie innovative come quella italiana dei Sali

fusi quali fluido termovettore.

► Valore del LCOE in funzione del DNI

► Breakdown della riduzione del LCOE al 2025

Source: A.T. Kearney and ESTELA, 2010.

Source: A.T. Kearney and ESTELA, 2010.

► Valore del LCOE al 2020 (effetto combinato dimensione e Sali fusi)

L’evoluzione competitiva del termodinamico



►Il solare a concentrazione è una tecnologia sviluppata in Italia;

►Esiste una filiera produttiva italiana;

►Lo sviluppo del CSP beneficia le imprese italiane; ►IL CSP assicura positivi impatti sociali soprattutto dal punto di vista occupazionale.

►Le isole maggiori, Sicilia e Sardegna, e le regioni del Sud come Calabria, Puglia, Basilicata fino al Lazio, sono le zone più interessanti per lo sviluppo del Solare Termodinamico. Esse sono altamente competitive per l’alto livello di irraggiamento annuale e per le favorevoli condizioni geografiche e morfologiche.

►Parte del potenziale installabile grazie al nuovo decreto è già coperto da diversi progetti allo stato autorizzativo.

►Entro il 2017 si stima il raggiungimento di 600MW di capacità installata in Italia da impianti CSP.

Irraggia

mento

com

pre

so tra

1750 e

2000K

Wh/m

q/a

nno

Perché parlare di Solare Termodinamico in Italia



► Chiyoda and ASE will cooperate to built

demonstration plant.

► Solar Resources : DNI ≒1500

kWh/m2/year

► Solar Collector Element: 6 (1 Loops)

► Storage Thermal Capacity : 2MW

► NOT : 290-550℃

► ASE and Chiyoda are focusing on molten

salts as HTF.

► Savings represent an approximate 20%

plant cost decrease when compared with

normal Oil plants with storage. Also, due to

the higher operating temperature plant

efficiency can increase up to 6%.

Demo Plant



Construction Status



Componente / tipologia lavoro Italiano Estero

SCA (Struttura portante + specchi + tracker + installazione)

Tubi ricevitori

Flessibili per SCA

Valvole

Serbatoi per accumulo sali fusi + riscaldatori

Aerotermo

Tubazioni

Strumentazione meteo

Pompe per sali fusi

Sistemi di controllo

Sali + nolo fusore + caricamento

Lavori civili

Lavori meccanici

Lavori elettrici

> 90 % di tutta la

componentisca di un

impianto standard

Componenti, Ingegneria e Partner



La stima del costo di un impianto solare

termodinamico, che per sua natura ha più elementi

in comune ad un impianto termoelettrico tradizionale

rispetto ad un impianto solare PV o Eolico, è

funzione di un numero elevato di fattori ambientali,

tecnici o progettuali.

Alcuni dei parametri per la valutazione del costo per

MW di un impianto:

► la potenza e le conseguenti economie di scala;

► la localizzazione (insolazione, orografia, etc);

► la dimensione dello storage, (capacity factor).

ESEMPI

Ipotesi: DNI 2000KWh/mq/Anno

IMPIANTI 50MWe

► Impianto PT 50Mwe 8h Storage: 5,2Mio€/MW (2010)

IMPIANTI 150MWe

► Impianto PPA signed 14€c

Sources: Fichtner, 2010 and Hinkley, 2011.

► Breakdown CAPEX impianto standard (50MWe) con accumulo termico (8h) ► OPEX tipico

Quanto costa un impianto CSP e quanto costerà in Italia



►La realizzazione di impianto da 50 MW

con accumulo termico darebbe lavoro a circa 1500 persone durante la fase di realizzazione dei componenti e di costruzione dell’impianto (circa 2-3 anni).

►A questa cifra vanno aggiunti 50 posti di lavoro permanenti per la gestione e la manutenzione della centrale.

►E’ da notare circa il 65% dei nuovi posti di lavoro sarebbero localizzati nelle regioni dove saranno ubicati gli impianti a fronte di una occupazione pressoché nulla per le altre fonti rinnovabili, eccezion fatta per la geotermia e le biomasse.

► Cost breakdown of CSP plant Reference :

parabolic trough 50 MW, 7,5 hrs storage

► Job creation potential Over 1500 job

creation in reference plant mostly during

construction

Impatto sociale di un impianto CSP



Acqua Ciclo Termico

► Acqua ciclo termico: 50.000 m3/anno

► Acqua lavaggio campo solare: 11.000 m3/anno

Acqua raffreddamento

► Acqua fluente ΔT=8°C (mare/fiumi): 7.300 m3/ora

► Torri evaporative: 420.000 m3/anno

► Raffreddamento a secco: 0 m3/anno

► Impianto a CSP Torre: 320 ettari (6,4h/MW)

► Impianto PV (tracking): 300 ettari (6h/MW)

► Impianto CSP Collett. Par.: 180 ettari (3,6h/MW)

► Impianto PV (No tracking): 160ettari (3,2h/MW)

► Impianto Fresnel: 140 ettari (2,8 h/MW)

UTILIZZO RISORSE IDRICHE UTILIZZO SUOLO

► IPOTESI 50MWE ACCUMULO TERMICO (8H) ► IPOTESI 50MWE

Solo per Impianto a CSP Torre e Collett. Parab. considerato accumulo termico 8h

Occupazione Suolo e Consumo d’acqua



ITALIAN MARKET

► More than 400 MW of applications and authorization in progress;

► Strong Italian Supply Chain with experience on technology and

components

► 600/ 700 MW of expected Power Plant connected to the grid by

2017

► The highest FiT in the World

SAUDI MARKET

► Expected CSP tenders : 900 MW 2013 + 1 ,2 GW 2014

► Worldwide best environmental conditions for CSP

► Big opportunities for setup of new manufacturing plant

► Most attracting vision for solar market (24 GW only CSP)

FROM ITALY TO SAUDI ARABIA



～535 ℃

Saturated steam

integration

HP IP/LP G

EV

SH&RH

“Molten Salt Trough CSP”

SH

290 ℃

~ 550 ℃

Feed water

heater

Saturated

steam

A B C Superheated

steam

Integration methods

EV

PH

Main steam (Superheated)

Reheated steam High Temp. Main Steam

Integration

※Heating water is excluded from

the study because of the input

limitation and efficiency low

Boiler

Boiler Turbine Generator Cycle - Coal Fired Thermal Power Station

Solar Boost to Power Station



Molten Salt Parabolic Trough CSP Combined Heat and Power for Desalination

THERMAL ENERGY

STORAGE

Solar Field

~ 550 ℃

290 ℃

STEAM GENERATOR


290 ℃

550 ℃

Sea Water

Fresh Water

“Multi Effect Desalination”

0 6 12 18 24h

Electric Generation

dispatch discharge

charge

0 6 12 18 24h

Desalination

-Higher Efficiency -Constant Power Supply

Solar input

-Optimal Capacity Sizing -Cut the Daily Startup Process

70℃

0.312bar

600ton/day

15h + gas

support

1MWe

538℃

Solar Desalination (24 hours operation)



Aqui

fer Oil

Gas

THERMAL ENERGY

STORAGE

290 ℃

~ 550 ℃

HEX

EV

PH

OIL & PRODUCED

WATER

Solar Field

~ 550 ℃

290 ℃

STEAM GENERATOR

SH: Super-heater

EV: Evaporator

PH : Pre-heater

HEX: Heat

Exchanger

Molten Salt Parabolic Trough CSP Steam Injection Enhanced Oil Recovery

STEAM TO OIL

RESERVOIR SH

Recycle water

Time

Received solar power

Steam Output

storage tank level-full

storage volume

0 6 12 18 24

dispatch discharge dispatch

charge


Enhanced Oil Recovery (24 hours operation)



SOLAR THERMAL

CONCENTRATION

Water

Thermal Storage

Multi effect Distillation

Electrical Power Generation

Aquifer

STEAM

Mechanical Vapor

Compressor

RO

Oil

Gas

WATER

INJECTION

WATER

TREATMENT

Oil Gas Separation

Steam Generation

Solar Thermal Technology and Water Management



OPERATION

►Produzione energia elettrica: ≈ 9.000 MWh/a ►Area occupata dall’impianto: ≈ 8ettari ►Campo Solare: Collettori parabolici lineari

(≈ 30,500 m2 di sup. riflettente) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 7,5 ore)

► Sicilia ► Priolo Gargallo SR

► Fonte: ENEL

I principali progetti in Italia



► Sardegna ► Cossoine Giave - SS

►Potenza elettrica: 30 MWe ►Produzione energia elettrica: ≈ 140.000

MWh/a ►Area occupata dall’impianto: ≈ 160 ettari ►Campo Solare: Collettori parabolici lineari

(≈ 662.000 m2 di sup. riflettente) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 7,5 ore) ►Riscaldamento ausiliario: Biomasse

DEVELOPMENT

► Fonte: ENERGOGREEN




►Potenza elettrica: 50 MWe ►produzione energia elettrica: ≈ 195.000


(≈ 749.000 m2 di sup. riflettente) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 10 ore) ►Riscaldamento ausiliario: Biomasse

► Sardegna ► Villasor - CA

DEVELOPMENT







(≈ 659.000 m2 di sup. riflettente) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 10 ore) ►Riscaldamento ausiliario: Biomasse

► Sardegna ► Gonnosfandiga Guspini – VS


DEVELOPMENT




►Potenza elettrica: 1 MWe ►Area occupata dall’impianto: ≈ 3 ettari ►Campo Solare: Collettori Fresnel

(5 Stinghe: 243x17 CAD) ►Fluido termovettore: Olio Diatermico ►T operativa: 300°C ►Accumulo: Olio Diatermico(≈ 1 ora) ►Riscaldamento ausiliario: Biomasse

► Sardegna ► Guspini – VS

► Fonte: FERA

DEVELOPMENT




►Potenza elettrica: 50 MWe ►Stima produzione energia elettrica: nd ►Area occupata dall’impianto: nd ►Campo Solare: Collettori parabolici lineari ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi ►Riscaldamento ausiliario: nd

► Sardegna ► Bonorva – SS


DEVELOPMENT




►Potenza: 12 MWe ►Superficie occupata: 50 ha ►Superficie captante: 135.600 m2 ►E.E. prodotta: ca. 39 GWh/anno ►Connessione in AT alla linea 150 kV Licata –

Gela ► Sicilia ► Gela

► Fonte: REPOWER - REFLEXSOLARE

DEVELOPMENT






Fluido termovettore: Olio Diatermico ►Accumulo: Miscela Sali Fusi (≈ 6 ore)

► Basilicata ► Banzi (PZ)

► Fonte: TECNOSOLAR ITALIA

DEVELOPMENT




►Potenza elettrica: 20 MWe ►produzione energia elettrica: ≈ 100.000

MWh/a ►Area occupata dall’impianto: ≈ 137 ettari ►Campo Solare: eliostati + torre (≈ 200 m) ►Fluido termovettore: Miscela Sali Fusi ►Accumulo: Miscela Sali Fusi ►Riscaldamento ausiliario: biomassa

► Sardegna ► Vallermosa - CA

► Esempio Impianto Torre GEMASOLAR

DEVELOPMENT




►In data 10 luglio 2012 è stato pubblicato in Gazzetta Ufficiale il Decreto Ministeriale relativo all’incentivazione per la produzione di energia elettrica da impianti a fonti rinnovabili diverse dal fotovoltaico.

►Il solare termodinamico è regolato all’Art. 28 del suddetto decreto. ►Gli incentivi previsti hanno avuto inizio da gennaio 2013. ►L’incentivazione verrà erogata per un massimo di 25 anni.

Impianti con frazione solare maggiore 85% 0,32 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare tra 50% e 85% 0,30 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare minore del 50% 0,27 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare maggiore 85% 0,36 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare tra 50% e 85% 0,32 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

Impianti con frazione solare minore del 50% 0,30 €/kWh + vendita dell’energia elettrica prodotta

►impianti aventi una superficie captante fino ai 2.500 m2

►impianti aventi una superficie captante > 2.500 m2

Tariffe I

ncentivanti

►Per gli impianti entrati in esercizio nel periodo intercorrente tra il 1° gennaio 2016 e il 31 dicembre 2016 le tariffe, relative all’anno 2015, sono decurtate del 5%.

►Per gli impianti entrati in esercizio nel periodo intercorrente tra il 1° gennaio 2017 e il 31 dicembre 2017 le medesime tariffe del 2015 sono decurtate di un ulteriore 5%

►Per gli anni successivi al 2017 continueranno ad applicarsi le tariffe fissate dal D.M. 6 luglio 2012 applicate agli impianti che entrano in esercizio nell'anno 2017

Il meccanismo di incentivazione in Conto Energia



www.archimedesolarenergy.it

شكرا الهتمامكم

Paolo Martini

VP Business Development

Mobile: +39.366.6629958

[email protected]

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