Prospettive dell’efficienza energetica nell'industria

1. 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

2. DIRETTIVA n. 27 del 2012 – EFF. ENERGETICA
2
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
entro 5 giugno 2014
entro 31 dicembre 2015
Ing. Luca Alberto Piterà
(comunicare progressi realizzati nel
conseguimento degli obiettivi)
(recepimento dagli Stati Membri)
(valutazione del potenziale della
cogenerazione)

3. Domanda di energia primaria per fonte
3
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
Ing. Luca Alberto Piterà

4. Impieghi finali di energia per settore
4
Anno 2011 – Totale 134,9 TEP – riduzione del 2,65% rispetto al 2010
Fonte: Rapporto Annuale Efficienza energetica 2011 (ENEA) – Elaborazione Enea su dati MSE
Ing. Luca Alberto Piterà

5. Indice di efficienza energetica
5
Il 1990 è pari a 100
Fonte: Rapporto Annuale Efficienza energetica 2011 (ENEA) – Elaborazione Enea su dati MSE
Ing. Luca Alberto Piterà

6. RISPARMIO ENERGETICO ANNUALE
Conseguito al 2011 e atteso al 2016
Ing. Luca Alberto Piterà
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7. SISTEMA DI GESTIONE DELL’ENERGIA
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MATERIE PRIME
ENERGIA
IN INGRESSO
Elettricità
Gas naturale
Gasolio
Olio combustibile
Acqua
……
CABINE
ELETTRICHE
IMPIANTI DI
COGENERAZIONE
UTILIZZATORI
- Pompe
- Compressori d’aria
- Sistemi di raffreddamento
- Impianti di climatizzazione
/ riscaldamento / ventilazione
- Illuminazione
- …….
CENTRALI TERMO
FRIGORIFERE
IMPIANTI DI
PROCESSO E DI
EDIFICIO
RIFIUTI E RECUPERI ENERGETICI
SCARICHI / PERDITE
Ing. Luca Alberto Piterà
PRODOTTI
E SERVIZI
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.

8. GESTIONE DELL’ENERGIA NELL’INDUSTRIA
8
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
Ing. Luca Alberto Piterà

9. GESTIONE DELL’ENERGIA NELL’INDUSTRIA
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Politica energetica
Pianificazione
Riesame
Implementazione
operatività
Audit
Controllo
e correzione
Azioni correttive
e preventive
Ing. Luca Alberto Piterà
Monitoraggio
e misura

10. SISTEMA DI GESTIONE DELL’ENERGIA
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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).
Ing. Luca Alberto Piterà

11. Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria
Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)
Ing. Luca Alberto Piterà
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12. Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria
12
Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)
Generatore e rete di distribuzione del vapore tecnologico
Ing. Luca Alberto Piterà

13. Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria
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Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)
Generatore e rete di distribuzione del vapore tecnologico
Impianto di climatizzazione
Ing. Luca Alberto Piterà

14. Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria
14
Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)
Generatore e rete di distribuzione del vapore tecnologico
Impianto di climatizzazione
Sistema di distribuzione dell’energia elettrica
Ing. Luca Alberto Piterà

15. Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria
15
Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)
Generatore e rete di distribuzione del vapore tecnologico
Impianto di climatizzazione
Sistema di distribuzione dell’energia elettrica
Illuminazione e finestre
Ing. Luca Alberto Piterà

16. Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria
16
Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)
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
Ing. Luca Alberto Piterà

17. Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria
17
Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)
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
Ing. Luca Alberto Piterà

18. Sistemi utilizzatori dell’energia nell’industria
18
Involucri degli edifici (capannoni, uffici, laboratori)
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
Impianti di processo/produzione
Ing. Luca Alberto Piterà

19. Le tecnologie e gli strumenti
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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
Ing. Luca Alberto Piterà

20. RECUPERO ENERGETICO
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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.
Il 30% a T<100 °C
il 57% a T<400 °C
(dati 2001 UE25 allargata)
Ing. Luca Alberto Piterà

21. RECUPERO ENERGETICO
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Alcune sorgenti del calore di scarto recuperabile ai fini energetici
Temperatura
del cascame
termico
Sorgente del cascame termico
Possibile
utilizzo del
calore
Fumi di scarico da combustione diretta da
processi industriali:
Forno Kiln per cemento (630-730 °C)
Alta
(> 600 °C)
Forno per l’acciaio (930-1030 °C)
Cogenerazione
Forno per la fusione del vetro (980-1530 °C)
Inceneritore rifiuti solidi urbani (650-980 °C)
Fumi:
Generatore di vapore (230-480 °C)
Turbina a gas (370-550 °C)
Media
(230 – 600 °C)
Motori alternativi a c.i. (230-600 °C)
Produzione di
vapore
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)
Condensato di vapore di processo (50-90 °C)
Acqua di raffreddamento da:
Porte dei forni (30 – 50 °C)
Cuscinetti (30 – 90 °C)
Bassa
(30 – 230 °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)
Ing. Luca Alberto Piterà
Riscaldamento /
Climatizzazione

22. CALDAIE A CONDENSAZIONE
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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.
Ing. Luca Alberto Piterà

23. CALDAIE A BIOMASSA
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.
Ing. Luca Alberto Piterà
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24. MACCHINE FRIGORIFERE A COMPRESSIONE
Ing. Luca Alberto Piterà
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25. MACCHINA FRIGORIFERA AD ASSORBIMENTO
Ing. Luca Alberto Piterà
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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
Ing. Luca Alberto Piterà
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27. Pompe di calore
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
Ing. Luca Alberto Piterà
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28. Pompe di calore: confronto fra potenziale e gli
obiettivi PAN
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Scenario PAN
13,5% della domanda
di servizio settore
civile 2020 con PdC:
+7% tasso annuo
Fonte: CoAer 2011
Ing. Luca Alberto Piterà
Scenario CoAER
25% della domanda
di servizio settore
civile 2020 con PdC:
+ 13% tasso annuo

29. L’incidenza % delle rinnovabili sui consumi di
energia: le rinnovabili termiche possono arrivare
al 30% entro il 2020
29
Quota di rinnovabili sui rispettivi consumi finali lordi nei tre macrosettori e
nel totale dei consumi finali lordi Italia, 2010 e 2020
Ing. Luca Alberto Piterà

30. POMPA DI CALORE E IMPATTO AMBIENTALE EMISSIONI DI CO2
Ing. Luca Alberto Piterà
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31. COGENERAZIONE
η cog
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EEcog + ETcog
=
=η Ecog + ηTcog
EBcog
40
100
53%
Perdite
47%
Energia utile
Ing. Luca Alberto Piterà
32
EE
59
52
ET
Energia Primaria: 159

32. COGENERAZIONE
32
35
32
EE
52
100
ET
15%
85%
Perdite
Ing. Luca Alberto Piterà
Energia Primaria: 100
Energia utile

33. SISTEMA DH/DC
Ing. Luca Alberto Piterà
33

34. DECRETO LEGISLATIVO n. 28 del 3 marzo
2011
Disponibile on-line: www.aicarr.org
Ing. Luca Alberto Piterà
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35. CONTO ENERGIA TERMICO – POSITION
PAPER AICARR
Disponibile on-line: www.aicarr.org
Ing. Luca Alberto Piterà
35

36. LA COGENERAZIONE
36
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
Ing. Luca Alberto Piterà

37. Efficacia delle misure nel periodo 2007-2011
Rapporto Annuale Efficienza Energetica 2011, ENEA
Ing. Luca Alberto Piterà
37

38. 38
Dati Terna, 2010
Ing. Luca Alberto Piterà

39. Il potenziale al 2030 (cfr con dati PAN 2010)
39
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).
Ing. Luca Alberto Piterà

40. PUNTO ENERGIA
GRAZIE DELL’ATTENZIONE
E ARRIVEDERCI
Tel. 02 67479270
liviodesantoli@aicarr.org
lucapitera@aicarr.org