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AICARR - Luca A. Pitera

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Prospettive dell’efficienza energetica nell'industria

Prospettive dell’efficienza energetica nell'industria

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  • 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 6
  • 7. SISTEMA DI GESTIONE DELL’ENERGIA 7 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 9 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 10 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 11
  • 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 13 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 19 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 20 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 21 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 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. 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 23
  • 24. MACCHINE FRIGORIFERE A COMPRESSIONE Ing. Luca Alberto Piterà 24
  • 25. MACCHINA FRIGORIFERA AD ASSORBIMENTO Ing. Luca Alberto Piterà 25
  • 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 26
  • 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 27
  • 28. Pompe di calore: confronto fra potenziale e gli obiettivi PAN 28 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 30
  • 31. COGENERAZIONE η cog 31 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 34
  • 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

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