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04/03/2014

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Mix di tecnologie per l’efficienza energetica

Le scelte variano in base al settore ma ci sono due soluzioni che valgono per tutti: Sistemi di Gestione dell’Energia (SGE) e UPS

Energy Management Conference 2014
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Il consumo totale energetico dell’ambito industriale italiano è stimato in 366.329 GWh/anno, di cui 245.165 GWth/anno per il soddisfacimento del fabbisogno termico e 121.164 Gwhe/anno per fabbisogno elettrico. Alla gestione degli edifici (industriali) è imputabile una quota parte di 42.400 GWh/anno del suddetto complessivo mentre il resto dipende dai processi produttivi. Secondo i dati di Istat, ministero dello Sviluppo Economico e Terna elaborati dal Politecnico di Milano nell’Energy Efficiency Report di dicembre 2013, il macro settore più energivoro è quello metallurgico (89.339 GWh/anno) seguito a distanza dalla meccanica (49.258 GWh/anno), dai prodotti per l’edilizia (48.038 GWh/anno), dalla chimica e petrolchimica (47.023 GWh/anno), dall’agroalimentare (33.106 GWh/anno), dal vetro e ceramica (28.611 GWh/anno) e dalla carta (28.284 GWh/anno). Questi valori si riferiscono ai consumi energetici registrati nel 2011 (i più recenti disponibili) ed è possibile che l’inasprimento della recessione economica li abbia un po’ cambiati visto che nel frattempo il PIL nazionale è sceso colpendo in modo diverso i vari macro settori, ma la fotografia energetica del sistema industriale italiano è più o meno questa. Il consumo totale energetico imputabile all’ambito terziario (scuole, ospedali, banche, hotel, GDO) è invece di 74.471 GWh/anno, di cui 36.257 GWh/anno legati al consumo termico e 38.214 GWh/anno al consumo elettrico. Il macro settore più energivoro nel terziario è quello degli hotel (26 GWh/anno) seguito dalle scuole (18.000 GWh/anno); seguono nell’ordine la grande distribuzione organizzata GDO (12.572 GWh/anno), gli ospedali (12.469 GWh/anno) e le banche (4.770 GWh/anno). Dall’ambito residenziale, infine, dipende un consumo energetico totale di 360.000 GWh/anno, quasi pari a quello dell’ambito industriale. Nel residenziale la distinzione tra consumo termico e consumo elettrico è la più marcata e rispettivamente di 288.000 GWh/anno contro 72.000 GWh/anno. Separare il consumo energetico totale tra il consumo destinato al soddisfacimento del fabbisogno termico e quello destinato al fabbisogno elettrico è importante al fine delle strategie di intervento dell’efficienza energetica a livello generale e a livello particolare. Alla riduzione dei consumi e all’efficienza energetica concorrono infatti tecnologie differenti a seconda che si tratti di dispositivi di tipo elettrico o di tipo termico.

 

Settore che vai tecnologie che trovi
Tracciato il quadro, passiamo all’azione. Per quanto riguarda l’ambito industriale, l’Energy Efficiency Report ha evidenziato che esistono soluzioni per l’efficienza energetica economicamente sostenibili in base al tempo di pay back al netto di qualsivoglia incentivo. Queste tecnologie, più o meno convenienti in funzione del macro settore che si considera, sono: cogenerazione, UPS, Sistemi di Gestione dell’Energia (SGE), aria compressa, inverter, refrigerazione e motori elettrici. Secondo le stime del Politecnico, l’adozione nell’ambito industriale di queste soluzioni per l’efficienza energetica avrebbe un impatto in termini di riduzione della spesa energetica a vantaggio delle singole aziende approssimativamente stimabile tra il 3% e il 25%. L’incremento di competitività che ne deriverebbe, quantificabile in termini di incremento della marginalità (Ebitda margin), sarebbe compreso tra l’1% e il 27 per cento.

 

Mix ottimale delle tecnologie
Questi numeri però sono legati all’adozione di un mix ottimale di tecnologie che non è lo stesso per tutti i settori industriali e che, in funzione della tipicità delle lavorazioni, rende possibile un margine di riduzione più o meno alto della spesa energetica. Nella siderurgia (che assorbe il 56% dei consumi totali del macro settore metallurgico), il mix ottimale di tecnologie è rappresentato da aria compressa, inverter, Sistemi di gestione dell’Energia SGE e UPS, grazie alle quali è possibile un 7% di riduzione in bolletta e il 17% di aumento della marginalità. Nel settore automotive (il più energivoro del macro settore meccanico) nel mix ottimale di tecnologie trovano posto la cogenerazione, i Sistemi di gestione dell’Energia SGE, gli UPS, l’aria compressa e gli inverter. Qui la possibile riduzione della spesa diventa addirittura del 25%, ma con un teorico incremento della marginalità che − per le caratteristiche peculiari del settore automotive − è solo del 4%. La stessa ‘ricetta’ in fatto di tecnologie permetterebbe di tagliare del 25% la spesa energetica nel settore alimentare-carne (il più energivoro dell’agroalimentare) con un incremento dell’8% della marginalità. L’incremento di marginalità maggiore è individuabile nel settore della carta dove la percentuale arriva addirittura al 27% a fronte di riduzioni in bolletta del 18 per cento con l’adozione di cogenerazione, aria compressa, inverter, Sistemi di Gestione dell’Energia SGE e UPS più efficienti. Il più avanti nelle soluzioni per l’efficienza energetica sembra essere il settore della chimica di base (dove si concentra il 41% dei consumi del macro settore chimico e petrolchimico) in cui si avverte la mancanza solo di Sistemi di Gestione dell’Energia e UPS più efficienti per ridurre la bolletta energetica del 3% e incrementare dell’1% la marginalità.


Sistemi di Gestione dell’Energia SGE
Sistemi di Gestione dell’Energia e UPS sono le due famiglie tecnologiche che oltre a essere considerate economicamente convenienti sono presenti in tutti – ma proprio tutti – i settori. Sulla definizione di SGE bisogna intendersi però. Nel ragionamento che stiamo facendo l’acronimo non è inteso con il significato della norma UNI EN ISO 14001:2004 “…un insieme di elementi correlati usato per stabilire una politica, degli obiettivi e per conseguire tali obiettivi” ma piuttosto come ‘l’insieme dei dispositivi la cui adozione, all’interno dei processi industriali, consente di massimizzare l’efficienza energetica dei processi stessi, sulla base del livello e delle modalità di utilizzo degli impianti presenti all’interno dei diversi processi’ (Energy Efficiency Report). Nel sistema sono ricompresi una serie di apparecchiature per la misura dei consumi energetici e le unità centralizzate di raccolta ed elaborazione dei dati che permettono di individuare le anomalie ed eventualmente inviare comandi automatizzati per risolvere le anomalie stesse.
I Sistemi di gestione dell’Energia, che possono essere considerati l’equivalente dei sistemi di Building Automation nell’ambito residenziale, sono attualmente poco diffusi in Italia e si trovano nella fase iniziale della commercializzazione. Dalla loro diffusione e adozione su scala più ampia dipenderà il miglioramento dell’efficienza energetica dell’intero ambito industriale. In un modo non trascurabile dato che gli SGE, la cui prestazione energetica è valutata in termini di risparmio energetico conseguibile, sono in grado di arrivare a una riduzione compresa fra il 3% e il 10% del consumo totale di energia. Certo serve un investimento; quello necessario a un’azienda per dotarsi di un Sistema di Gestione dell’Energia è stimabile fra i 20mila e i 150mila euro.

 

Gli UPS
Un UPS – Uninterruptible Power Supply – è un’apparecchiatura elettrica, una sorta di batteria tampone, la cui adozione consente di garantire la continuità ma anche la qualità dell’alimentazione elettrica anche in caso di interruzioni momentanee della fornitura di energia elettrica dalla rete. Posto che i valori minimi di rendimento degli UPS sono stabiliti dalla Commissione Europea in collaborazione con il Cemep − Comité Europèen de Constructeurs de Machines – esistono UPS a efficienza standard e UPS ad alta efficienza, questi ultimi con una tecnologia meno matura rispetto ai primi ma comunque già usciti dalla fase di commercializzazione iniziale. Oggi si stima che in Italia siano installate tra le 250.000 e le 300.000 unità di UPS, il 20%-30% riferibile a dispositivi ad alta efficienza. Va da sé che quello dei Sistemi di Gestione dell’Energia e degli UPS è il ‘territorio’ dove le competenze informatiche possono dare il massimo contributo possibile alla causa dell’efficienza energetica. Tecnologie e dispositivi di misurazione, monitoraggio e gestione dei consumi trovano nell’IT – con il modello del cloud computing per esempio – il modo di esprimere il massimo del valore a vantaggio delle aziende. Gli Energy Manager sembrano capirlo e, come confermano i risultati di una survey pubblicata su Office Automation di gennaio-febbraio, vedono nel perimetro dell’IT la ‘famiglia di tecnologie’ più conveniente per mettere in pratica l’energy management. Nel corso della Energy Management Conference di Padova lo scorso dicembre diversi interventi hanno riguardato questo tema.

 

Tecnologie emergenti - ORC
ORC, acronimo di Organic Rankine Cycle, è un sistema che permette di recuperare il calore di scarto in uscita dei processi industriali, ma anche dei pannelli solari e degli impianti di geotermia. Il sistema è composto da: uno scambiatore di calore primario; un impianto ORC vero e proprio; un sistema di dissipazione del calore a valle dell’impianto ORC. Attualmente in Italia non esistono ancora applicazioni di impianti ORC ma il potenziale teorico in termini di risparmio energetico è considerato alto. Alcuni impianti sono stati realizzati a livello internazionale e applicati nella generazione distribuita da Fonti Energetiche Rinnovabili, in particolare da biomassa. La tecnologia si trova ancora nella fase di commercializzazione iniziale.

 

Tecnologie emergenti – OLED
OLED, acronimo di Organic Light Emitting Diode (diodo organico a emissione di luce), è una tecnologia che potrebbe rappresentare il futuro dell’illuminazione. Il problema è che non è ancora disponibile sul mercato a causa dei costi di produzione ancora troppo elevati. Il vantaggio principale degli OLED è dato dalla caratteristica del materiale organico di funzionare a bassa tensione per la produzione di luce determinando un’efficienza luminosa di circa 60-70 lm/W, quindi abbastanza elevata. I costi però sono il problema visto che attualmente una superficie emittente di 12x12 centimetri ha un prezzo di circa 400 euro. Molti tuttavia sono convinti che i produttori di dispositivi per l’illuminazione seguiranno l’esempio dei produttori di TV a LED - che stanno sperimentando la tecnologia OLED per la produzione dei display − passando da un processo produttivo basato sull’evaporazione a una produzione meno costosa con tecnologia printing.

 
TAG: Energy - Green IT

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