innovazione tecnologica per la filiera...
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Carlo Alberto CampiottiCoordinatore Efficienza Energeticanella Filiera [email protected]
Arianna LatiniRicercatore UTEE-EEAP
Workshop:L’efficienza energetica e le rinnovabili come strumenti permigliorare la competitività delle imprese agroalimentari.
Rimini, 6 novembre 2014
INNOVAZIONE TECNOLOGICAPER LA FILIERA AGROINDUSTRIALE
Domande di brevetto EPOe focus sulle tecnologie GREEN
Suddivisione delle domande di brevetto europeoper classi di tecnologie in Italia.
Domande di brevetto EPO – decennio 2003-2012.
Fonte: «Osservatorio Brevetti, Marchi e Design – 2013», Unioncamere e Dintec.
Distribuzione per Paese delledomande di brevetto europeo
In Europa, l’Italia è al 3°posto in termini di attività brevettuale“green”, preceduta da Germania, Francia e Svizzera. Tuttavianel 2012 le nostre domande di brevetto hanno visto unaumento del 10,4% rispetto al 2011 e solo la Svezia ha avutoun aumento maggiore.
Fonte: «RAEE, 2012», ENEA 2013.
Fonte: Elaborazione da dati MiSE (2009),Campiotti et al., ENEA UTEE-AGR (2010)
Consumi finali di energia del SAA italiano
Diagramma dei flussi energeticidella filiera agroalimentarese$oreagricoltura,industria
alimentareedistribuzionedeiprodo5(anno 2012).
Energia fossile consumata dalsettore primario
e dal settore agroindustriale(anno 2009).
Progetto Tesla
Fonti: Progetto Tesla, 2013-2016; «RAEE, 2012», ENEA 2013.
Progetto Tesla e proposte/azionidi efficientamento energetico del SAA
Progetto Tesla eanalisi del sotto-settore ortofrutticolo
SCOMPOSIZIONE DEI PROCESSI PIU’ COMUNI CHE VENGONO PORTATI A TERMINE INTIPICHE COOPERATIVE OPERANTI NEL SOTTO-SETTORE ORTOFRUTTICOLO:
• Ricevimento delle materie prime (~ 2 ore)• Pulizia, lavaggio, asciugatura ed essiccazione (~ 2 ore)• Selezione/cernita e calibratura (~ 2 ore)• Confezionamento ed imballaggio (~ 2 ore)• Refrigerazione/stoccaggio a freddo (~ 1 giorno)
Processoindustriale %
Ricevimentodellematerieprime 0,5
Pulizia,lavaggio,selezione,cernitaecalibratura 8,2
Taglio,pelatura,sezionamento,triturazione,ecc. 12,2
Sbiancamento/asciugatura 32,7
Raffreddamentoerisciacquo 1,1
Operazionipost‐tra$amento,controllo,confezionamentoedimballaggio
8,2
Tra$amentodistabilizzazioneconcalore 36,8
Raffreddamento 0,2
Stoccaggio/conservazione 0,2
EnergiaTOT 100,0
Processoindustriale %
Ricevimentodellematerieprime,lavaggio,selezione(cernita)ecalibratura
19,5
Processidielaborazione:taglio,pelatura,sezionamento,triturazione,ecc.Operazionipost‐tra$amento,controllo,confezionamentoedimballaggio
12,2
Refrigerazione/stoccaggioafreddo 46,4
Trasporto 2,0
Condizionamento 2,5
Illuminazione 7,8
Processiausiliari 9,6
EnergiaTOT 100,0
CONSUMI ENERGETICI ASSOCIATI AI SINGOLI PROCESSI CHE VENGONO PORTATI ATERMINE IN TIPICHE COOPERATIVE ORTOFRUTTICOLE:
Consumi energetici medi (in %)di una tipica cooperativaortofrutticola che trattaprodotti di 2a gamma.
Consumi energetici medi (in %)di una tipica cooperativaortofrutticola che trattaprodotti di 1a gamma.
Progetto Tesla eanalisi del sotto-settore ortofrutticolo
Fonti: Elaborazione da dati tratti da «LG MTD Industria Alimentare, 2008», Campiotti et al., ENEA UTEE-AGR (2013); «Manualesull’efficienza energetica negli impianti di trasformazione dei prodotti ortofrutticoli». Tesla Project Deliverable. Latini et al., 2014.
Consumi energeticidel settore ortofrutticolo italiano
Il consumo di energiaassociato ad un
chilogrammo (1 Kg) dicibo pronto per
mangiare varia da circa0,5 a 61 kWh in relazioneal tipo di cibo (animale ovegetale), alle tecniche e
tecnologie dicoltivazione,
trasformazione etrasporto
Fonti: Elaborazione da dati tratti da «LG MTD Industria Alimentare, 2008», Campiotti et al., ENEA UTEE-AGR (2013); «RAEE, 2012», ENEA 2013;«Manuale sull’efficienza energetica negli impianti di trasformazione dei prodotti ortofrutticoli ». Tesla Project Deliverable. Latini et al., 2014.
Innovazione tecnologica e BATsdel settore ortofrutticolo
• EE nei sistemi di raffreddamento (celle, camere refrigerate, ecc.)- Sistemi di accumulo del freddo- Isolamento delle celle frigorifere con pannelli di poliuretano
• Miglioramento dell’isolamento nelle celle frigorifere• EE dei motori
- Motori ad alta efficienza (IE3, IE4, IE5)- Far lavorare i motori dal 60 al 100% del pieno carico- Controllo/manutenzione dei motori per evitare il regime minimo- Regolazione della velocità di un motore tramite variatori di velocità (VSDs)
• Sistemi ad aria compressa (SAC)- Ottimizzazione della struttura del SAC- Inverter e volume di stoccaggio- Riduzione delle fughe dal SAC (con test periodici)- Alimentazione del/i compressore/i con l’aria esterna più fredda- Ottimizzazione del livello della pressione
• Installazione di VDSs• Isolamento dei tubi e delle valvole• Riscaldamento dell’acqua e dell’aria
- Pannelli solari termici per il riscaldamento dell’acqua- Recupero del calore tramite un economizzatore o un condensatore
• Utilizzo dispositivi LED per l’illuminazione• Strumento (software) di gestione Fonte: « Manuale sull’efficienza energetica negli impianti di trasformazione
dei prodotti ortofrutticoli ». Tesla Project Deliverable. Latini et al., 2014.
Ulteriori proposte per l’EE del SAA
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Coesione territoriale:aree rurali ed aree urbane
Agroindustria inserita insistemi di agricoltura
verticale urbana
In un mondo dove il flusso delle persone si concentra sempre di più nei grandi
centri urbani a discapito delle aree rurali, le soluzioni per coltivare ed - allo
stesso tempo - trasformare la produzione primaria in prodotti alimentari finali
direttamente disponibili al consumatore si fanno sempre più avanzate.
Da un punto di vista energetico, le Vertical Farm - i grattacieli verdi di domani -
coniugano il risparmio energetico e la sostenibilità, producendo l’energia
necessaria alle aree urbane in cui sono localizzate a partire da RESs,
convertendo in biofuel, elettricità e calore le coltivazioni destinate alla
produzione di energia oppure i diversi rifiuti del SAA interno.
Come per lo SKYLAND che verrà presentato in occasione dell’EXPO 2015, i
complessi architetturali delle Vertical Farm sfruttano le maggiori innovazioni
tecnologiche attualmente disponibili: FV, energia geotermica (pompe di calore
geotermiche), biogas, reciclo delle acque tramite vasche di recupero, digestore
di biomasse, stoccaggio termico, ecc..
Vertical Farms
Fonti: «Guida Operativa per la Scheda 40E», Campiotti et al. 2014; GSE 2014.
Scheda Tecnica 40E:caldaie a biomassa per serre
UN CASO DI INNOVAZIONE TECNOLOGICA NEL SAA(INNOVAZIONE DI PROCESSO PER I SISTEMI SERRA)
CHE HA PORTATO AD UN OTTIMO RISULTATO IN TERMINI ECONOMICI
Per sostenere gli interventi di efficienza energetica nel comparto dei sistemi serra,l’ENEA ha sviluppato la scheda tecnica 40E nell’ambito del Sistema dei CertificatiBianchi, basata sull’impiego di generatori di calore alimentati con biomassa insostituzione del riscaldamento delle serre con energia tradizionale di origine fossile.Questa applicazione delle caldaie a biomassa è stata formulata in base alla normaUNI-EN 303-05, considerando che si trovano ormai nel pieno della loro evoluzione eche presentano una netta riduzione nella generazione di incombusti e particolato.
GRAZIE PER L’ATTENZIONE!!!
Carlo AlbertoCampiotti
Matteo Scoccianti
AriannaLatini
CorinnaViola
Germina Giagnacovo