aicarr - luca a. pitera

PUNTO ENERGIA

Prospettive dell’efficienza energetica nell’industria

Prof. Ing. Livio de Santoli – Presidente eletto AiCARR

Ing. Luca A. Piterà - Segretario Tecnico AiCARR

1°Giornata dell’efficienza energetica in ambito industriale

7 novembre 2013 – Rimini Fiera

Ing. Luca Alberto Piterà

DIRETTIVA n. 27 del 2012 – EFF. ENERGETICA

Obiettivi di risparmio dei consumi di energia primaria

1842 Mtep nel 2007

1678 Mtep risultato ottenuto nel 2012

1474 Mtep (1078 usi finali) obiettivo indicato per il 2020

ma attenzione:

entro il 30 aprile 2013 (comunicare progressi realizzati nel

conseguimento degli obiettivi)

entro 5 giugno 2014 (recepimento dagli Stati Membri)

entro 31 dicembre 2015 (valutazione del potenziale della

cogenerazione)

2


Domanda di energia primaria per fonte

Anno 2011 – Totale 184, 2 TEP – riduzione del 1,9% rispetto al 2010

Fonte: Rapporto Annuale Efficienza energetica 2011 (ENEA) – Elaborazione Enea su dati MSE

3


Impieghi finali di energia per settore

Anno 2011 – Totale 134,9 TEP – riduzione del 2,65% rispetto al 2010


4


Indice di efficienza energetica

Il 1990 è pari a 100


5


RISPARMIO ENERGETICO ANNUALE

Conseguito al 2011 e atteso al 2016

6


Un aumento dell’efficienza

energetica si può ottenere

minimizzando:

– le perdite nei processi di

conversione energetica;

– le dispersioni nel trasporto

dei flussi;

– le perdite nelle fasi di

utilizzazione finale

dell’energia.

CABINE

ELETTRICHE UTILIZZATORI

- Pompe

- Compressori d’aria

- Sistemi di raffreddamento

- Impianti di climatizzazione

/ riscaldamento / ventilazione - Illuminazione

- …….

CENTRALI TERMO

FRIGORIFERE

IMPIANTI DI

PROCESSO E DI

EDIFICIO

IMPIANTI DI

COGENERAZIONE

MATERIE PRIME

ENERGIA

IN INGRESSO

Elettricità

Gas naturale Gasolio

Olio combustibile

Acqua

……

PRODOTTI

E SERVIZI SCARICHI / PERDITE

RIFIUTI E RECUPERI ENERGETICI

SISTEMA DI GESTIONE DELL’ENERGIA 7


UNI CEI EN 16001:2009 - Sistemi di gestione dell’energia -

Requisiti e linee guida per l’uso – Sostituita il 1/12/2011 dalla

UNI CEI EN ISO 50001:2011.

UNI CEI 11339:2009 - Gestione dell’energia - Esperti in

gestione dell’energia - Requisiti generali per la qualificazione

UNI CEI 11352:2010 Gestione dell'energia - Società che

forniscono servizi energetici (ESCO) - Requisiti generali e

lista di controllo per la verifica dei requisiti

GESTIONE DELL’ENERGIA NELL’INDUSTRIA 8


Politica energetica

Pianificazione

Implementazione

operatività

Audit Controllo

e correzione

Azioni correttive

e preventive

Monitoraggio

e misura

Riesame

GESTIONE DELL’ENERGIA NELL’INDUSTRIA 9


Approccio “di mercato”: • curare i contratti di fornitura in essere e la valutazione di eventuali alternative

Approccio “tecnologico”: • analisi iniziale del livello di consumo globale dell’azienda (anche introducendo un

sistema di monitoraggio degli impianti);

• realizzazione di una diagnosi (audit) energetica completa che porti alla

costruzione di un bilancio energetico aziendale;

• individuazione dei parametri energetici chiave (key performance indicator);

• definizione di un programma di investimenti finalizzati al risparmio energetico

(creazione di una lista di priorità in funzione del risultato tecnico-economico).

SISTEMA DI GESTIONE DELL’ENERGIA 10


Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)

Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria 11



Generatore e rete di distribuzione del vapore tecnologico





Impianto di climatizzazione






Sistema di distribuzione dell’energia elettrica







Illuminazione e finestre








Sistema di produzione e distribuzione dell’acqua calda sanitaria

Impianto aria compressa










Motori elettrici










Motori elettrici

Impianti di processo/produzione



Materiali da costruzione degli edifici (laterizi e materiali cementizi

innovativi)

Materiali dedicati per l’isolamento termico degli edifici

Recupero Energetico

Impiantistica ad elevata efficienza energetica (caldaie a

condensazione, cogenerazione/trigernerazione, pompe di calore).

Utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili

Strumenti per i servizi energetici

Le tecnologie e gli strumenti 19


Il recupero energetico avviene essenzialmente sui flussi termici.

Per questo motivo è importante conoscere quali siano i livelli di

temperatura tipici dei vari settori industriali.

RECUPERO ENERGETICO

Il 30% a T<100 °C

il 57% a T<400 °C

(dati 2001 UE25 allargata)

20


Alcune sorgenti del calore di scarto recuperabile ai fini energetici

RECUPERO ENERGETICO

Temperatura

del cascame

termico

Sorgente del cascame termico

Possibile

utilizzo del

calore

Alta

(> 600 °C)

Fumi di scarico da combustione diretta da

processi industriali:

Cogenerazione

Forno Kiln per cemento (630-730 °C)

Forno per l’acciaio (930-1030 °C)

Forno per la fusione del vetro (980-1530 °C)

Inceneritore rifiuti solidi urbani (650-980 °C)

Media

(230 – 600 °C)

Fumi:

Produzione di

vapore

Generatore di vapore (230-480 °C)

Turbina a gas (370-550 °C)

Motori alternativi a c.i. (230-600 °C)

Forni per trattamenti termici (430-650 °C)

Forni per essiccazione e cottura (230-600 °C)

Sistemi di raffreddamento dei forni di ricottura

(430-650 °C)

Bassa

(30 – 230 °C)

Condensato di vapore di processo (50-90 °C)

Riscaldamento /

Climatizzazione

Acqua di raffreddamento da:

Porte dei forni (30 – 50 °C)

Cuscinetti (30 – 90 °C)

Macchine per saldatura (30 – 90 °C)

Compressori d’aria (25 – 50 °C)

Motori alternativi a c.i. (65 – 120 °C)

Liquidi di processo (30 – 230 °C)

Solidi di processo (90 – 230 °C)

21


22

Nella tecnologia a condensazione il vapore acqueo contenuto nei fumi viene fatto

condensare, nel passaggio dallo stato gassoso a liquido il vapore cede il calore latente,

assorbito nella combustione del metano con l’aria. Il calore latente ceduto dal vapore

sommato al calore sensibile vengono trasmessi all’acqua d’impianto.

Il calore totale prodotto dal generatore a condensazione sarà dato pertanto

dalla somma del calore sensibile e del calore latente.

CALDAIE A CONDENSAZIONE


23

i vantaggi delle biomasse sono:

si possono considerare delle risorse

rinnovabili, purché il loro consumo abbia

tempi compatibili con la ricrescita

tra tutte le fonti di energie rinnovabili, sono

quelle sviluppabili più rapidamente perché

già mature come tecnologie

non contengono zolfo e quindi non formano

ossidi di zolfo nella combustione, tossici e

responsabili delle piogge acide

non provocano aumento di CO2 in

atmosfera perché si può considerare la

quantità emessa pari a quella assorbita

durante la loro crescita.

CALDAIE A BIOMASSA


24

MACCHINE FRIGORIFERE A COMPRESSIONE


25

MACCHINA FRIGORIFERA AD ASSORBIMENTO


26 POMPE DI CALORE ELETTRICHE

La pompa di calore è una

macchina in grado di

trasferire calore da un

ambiente a temperatura

più bassa ad un altro a

temperatura più alta.

Essa opera con lo stesso

principio del ciclo frigorifero


Il conto termico per lo sviluppo delle pompe

di calore è inefficace

Produzione del 25% del fabbisogno

energetico del settore residenziale e terziario

al 2020 per un totale di 5 Mtep, contro la

previsione di 2,9 del PAN (1,7 attuali)

Prevedere tariffe elettriche non gravata da

oneri impropri

Pompe di calore 27


Fonte: CoAer 2011

Pompe di calore: confronto fra potenziale e gli obiettivi PAN

Scenario PAN

13,5% della domanda

di servizio settore

civile 2020 con PdC:

+7% tasso annuo

Scenario CoAER

25% della domanda

di servizio settore

civile 2020 con PdC:

+ 13% tasso annuo

28


L’incidenza % delle rinnovabili sui consumi di energia: le rinnovabili termiche possono arrivare al 30% entro il 2020

Quota di rinnovabili sui rispettivi consumi finali lordi nei tre macrosettori e

nel totale dei consumi finali lordi Italia, 2010 e 2020

29


POMPA DI CALORE E IMPATTO AMBIENTALE - EMISSIONI DI CO2

30


31

47%53%

Perdite Energia utile

COGENERAZIONE

100 40 32 EE

59 52 ET

Energia Primaria: 159

TcogEcogcogEBcog

ETcogEEcogηηη +=

+=


32 COGENERAZIONE

100 35 32 EE

52 ET

Energia Primaria: 100

15%

85%

Perdite Energia utile


33

SISTEMA DH/DC


Disponibile on-line: www.aicarr.org

34 DECRETO LEGISLATIVO n. 28 del 3 marzo 2011


Disponibile on-line: www.aicarr.org

35 CONTO ENERGIA TERMICO – POSITION PAPER AICARR


Col Decreto 4/8/2011 la cogenerazione ad alto rendimento viene

determinata in base al nuovo indice PES che sostituisce l’IRE

Col Decreto 5/9/2011 viene introdotto l’indice RISP che sarà

discriminante per l’accesso all’incentivazione, diverso dal PES

Attualmente 12 Mtep (di cui 1 Mtep nel settore civile) con un

potenziale di produzione al 2020 105 TWh/anno (25 Mtep)

Incentivazione ancora insufficiente con i TEE

LA COGENERAZIONE 36


Rapporto Annuale Efficienza Energetica 2011, ENEA

Efficacia delle misure nel periodo 2007-2011 37


Dati Terna, 2010

38


copertura dell'50% del fabbisogno elettrico con fonti rinnovabili

(finanziando gli interventi con la carbon tax e la disincentivazione delle

fonti fossili, con una sburocratizzazione delle realizzazioni fotovoltaiche

ed eoliche, con la piena attuazione di un modello che permetta il perfetto

inserimento delle autoproduzioni, con un potenziamento della

microcogenerazione)

copertura del 50% del fabbisogno relativo ai trasporti con fonti rinnovabili

copertura del 50% del fabbisogno termico con fonti rinnovabili (con il

potenziamento dell’efficienza energetica in edilizia, l’uso di biomassa,

l’uso di pompe di calore geotermiche o da energia elettrica rinnovabile,

con biometano proveniente da reti di gas iniettate di idrogeno prodotto da

energia eolica e solare).

Il potenziale al 2030 (cfr con dati PAN 2010) 39

PUNTO ENERGIA

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