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Franco Peruzzotti R&D InnovAction Franco Peruzzotti R&D InnovAction Presentation Transcript

  • Efficienza energetica e ICT: prospettive e potenzialità FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 ...creating value through innovation
    • introduzione
    • contesto di interesse per ITC ed efficienza energetica,
    • il sistema ITC proposto,
    • esempi applicativi e opportunità attraverso il risparmio energetico
      • fonti rinnovabili, geotermia a bassa entalpia
      • Telefonia Mobile, condizionamento delle stazioni radio base
      • Illuminazione, Commerciale e Pubblica Amministrazione
      • aziende manifatturiere, ottimizzazione dei consumi energetici
      • riduzione consumi a supporto del business, Prysmian Group
    • conclusioni
    agenda FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Le nuove sfide del risparmio energetico Negli ultimi anni in tutte le attività si assiste ad una crescita della sensibilità rispetto ai consumi energetici , sia per l’aspetto economico ma anche per quello ambientale; questo aspetto è tanto più critico quanto più il consumo è distribuito capillarmente sul territorio e quindi più difficile da tenere sotto controllo. Le aziende più “energivore”, cioè con grandi consumi in poche sedi (es. cementifici, acciaierie), sono da sempre attente ai risparmi in quanto è più semplice raggiungere risultati significativi, mentre più difficile è intervenire in quelle realtà che hanno un costo complessivo dell’energia molto elevato, ma consumi limitati presso ciascuna delle molteplici sedi (es. banche, uffici postali, negozi). headquarter sportello FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Auto produzione Ottimizzazione acquisto energia Supporto di Energy Management
    • Il monitoraggio per identificare i punti critici e pianificare gli interventi per
      • una gestione più efficiente
      • pianificare interventi infrastrutturali ad alta efficienza e autoproduzione.
    • Il Monitoraggio ed il Controllo dei consumi può offrire un supporto significativo al risparmio a quelle realtà dove l’energia è consumata capillarmente su un vasto territorio .
    ICT e risparmio energetico FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Riduzione consumi Forza Motrice Riduzione dei consumi accessori, illuminazione, condizionamento, servizi vari Utilizzo più efficiente dell’energia, M onitoraggio e Controllo Conseguimento dei risparmi/miglioramento dell’impatto ambientale
  • Sistema di Monitoraggio e Controllo dei consumi energetici Il Sistema considerato è modulare per poter rispondere alle esigenze più differenti e consiste nel monitoraggio distribuito mediante sensori i n modalità wireless (o anche wired) e l’integrazione della rete di monitoraggio con una piattaforma di ultima generazione per il monitoraggio/controllo intelligente, automatico o semiautomatico, degli impianti esistenti, anche in modalità remota. FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Piattaforma h-WSN 1 Sensori wireless Temperatura, Umidità, Luminosità (THL) 2 Sensori per la qualità dell’aria/numerosità persone (CO2) 3 Power Meter per i consumi elettrici 4 Misura del livello di rumore 5 Controllo presenze (es. timbratura, localizzazione di beni o persone)
    • La piattaforma h-WSN è costituita da nodi fissi che comunicano fra loro in modalità wireless (h-Node), nodi mobili collegati a persone o beni (h-Tag), nodi (h-Bridge) che collegano in modo bidirezionale la h-WSN a Internet per il trasferimento dati,
    • permette lo sviluppo rapido di applicazioni diverse,
    • tutti gli elementi possono essere alimentati a batteria o alla rete elettrica,
    • la configurazione della rete è completamente automatica , non è richiesto personale specializzato
    • può essere interfacciata facilmente a sistemi domotici e SCADA di ultima generazione per il controllo e la gestione di impianti pre-esistenti (per esempio, l’impianto di climatizzazione)
    La piattaforma Users Shop 1 Shop n Shop 1 FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
    • Il sistema consente di
    • delineare il profilo di consumo più adatto al sito monitorato, per poter acquistare meglio l’energia,
    • individuare anomalie di consumi,
    • effettuare una valutazione oggettiva dei benefici derivanti dalla sostituzione di apparati di consumo,
    • ridurre i costi di esercizio e manutenzione;
    • ulteriori elementi distintivi del Sistema proposto
    • valutare il livello di comfort abitativo (qualità dell’aria, rumore, oltre a THL),
    • regolare i sistemi di ventilazione/condizionamento in funzione della qualità dell’aria e del riempimento delle sale,
    • regolare in modo “intelligente” mediante logiche di autoapprendimento delle abitudini degli occupanti gli spazi controllati per operare azioni volte al risparmio energetico mantenendo il necessario livello di comfort abitativo,
    • valutare il grado di affollamento di un determinato sito fornendo indicazioni anche sul livello della produttività dello stesso.
    I «deliverables» del Sistema di Monitoraggio e Controllo FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Fonti rinnovabili: geotermia a bassa entalpia FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Rete capillare di consumi
  • Sistema di monitoraggio e controllo impianto residenziale FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • La piattaforma FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Il portale web Geothermalpoint.it FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Rete capillare di consumi Telefonia mobile: condizionamento delle stazioni radio base FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
    • Per la copertura dell’intera rete nazionale i due principali operatori della rete mobile italiana, dispongono ciascuno circa 15.000 stazioni radio base, SRB, distribuite sul territorio; di queste almeno 7000 sono in shelter situate in zone isolate (es lungo strade, autostrade) e comportano un consumo di più di 80.000 MWh per anno .
    • La potenza installata per ogni singolo shelter è di 3-12 kW elettrici in BT , l’energia viene utilizzata principalmente per gli apparati di TLC e di condizionamento, che assorbono il 30-40% della potenza complessiva (per una spesa annua superiore a 4mln€ ),
    • Il Sistema di Monitoraggio e Controllo permette di individuare un percorso per la riduzione dei consumi energetici
      • monitoraggio di temperatura interna ed esterna , consumi condizionatori
      • definizione di un indice di performance, Kpi ,
      • controllo remoto ,
      • individuazione dei siti più critici dove eventualmente effettuare investimenti sulla base di elementi consolidati.
    contesto 15.000 SRB in Italia per ogni operatore principale 8.000 in infrastrutture urbane 7.000 in shelter isolati 25 GWh/anno di consumo per il solo condizionamento Spesa superiore a 4.000.000 €/anno Possibilità di risparmio FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Metodo individuato per identificare le SRB più inefficienti confrontando i dati di consumo mensile della singola SRB con la temperatura esterna rilevata ed il grado di isolamento dello shelter, è possibile definire il rapporto tra il consumo effettivo e quello necessario per quella posizione in ogni specifica stagione. T1 T2 T3 T n Viene definito un Key Performance Index, Kpi , (es. energia normalizzata alla superficie, KWh/m2) per ciascuna SRB , sarà così possibile anche confrontare i consumi di diverse SRB a parità di posizione geografica nello stesso periodo stagionale . Da questa rappresentazione grafica è possibile individuare le SRB più inefficienti a parità di superficie e di posizione geografica FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 G F M A M G L A O D N S Tempo, mesi Energia assorbita, kWh Numerosità di SRB con lo stesso Kpi Kpi
  • Tipologie di rimedio, “passive House” & Rinnovabili e risultati FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Illuminazione: Commerciale e Pubblica Amministrazione FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Rete capillare di consumi
  • Tipologia di interventi per il conseguimento dei risparmi Per ciascuna tipologia di intervento è indispensabile valutare il rapporto costi benefici (ROI) ; il sistema permette di registrare gli effettivi risparmi conseguiti monitorando i consumi prima e dopo l’installazione offrendo la possibilità di sviluppare un progetto per l’ottenimento dei Titoli di Efficienza Energetica (Certificati Bianchi) FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
    • Più di 70 punti vendita in Italia,
    • Ciascun punto vendita viene illuminato con lampade tipo T8 da 58W , spesso con starter ferromagnetici, quantità media di 1000 lampade per punto vendita,
    • Accensione 11 ore/giorno per circa 340 giorni/anno,
    • Intervento sostituzione con tubi tipo T5 da 35W e dove possibile starter elettronico,
    • Ritorno Investimento 1.5 anni ,
    • Più di 1500MWh di energia elettrica risparmiati per anno,
    • Consistente numero di Certificati Bianchi ottenibile,
    • Monitoraggio dei consumi finalizzato anche per la definizione puntuale del progetto di risparmio energetico prima e dopo l’intervento.
    Progetto riduzione consumi punti vendita catena commerciale FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Aziende manifatturiere: ottimizzazione dei consumi energetici FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Rete capillare di consumi
    • grandi consumi distribuiti in diverse unità produttive sul territorio
    • difficoltà per l’energy manager di effettuare interventi incisivi
      • i piccoli risparmi per ogni singola unità difficilmente giustificano interventi infrastrutturali significativi
    • necessità di sensibilizzare gli operatori
      • tradizionalmente il costo dell’energia è una voce limitata rispetto al costo a fabbrica del prodotto (Materie Prime+Mopera+variabili), oggi sempre di meno specie nei paesi dove il costo dell’energia è elevato
      • la costante pressione sulla necessità di ridurre i costi apre nuovi orizzonti e comporta benefit aggiuntivi quali il miglioramento della Sostenibilità del Business e maggior potenza disponibile
    • il monitoraggio dei consumi può supportare molti di questi aspetti
    contesto FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Monitoraggio consumi elettrici complessivi di una UO Fonte “Energy Management in Plasticss Processing, dr R. Kent, AMI - UK FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Monitoraggio di un ciclo produttivo di stampaggio di materiali plastici Fonte “Energy Management in Plasticss Processing, dr R. Kent, AMI - UK FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
  • Cavi media tensione:riduzione della CO2: miglioramento della CarbonFootPrint Prysmian Group FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Rete capillare di consumi
  • Life Cycle Assesment (LCA)
    • The following scheme is applicable to any type of cable/accessory
    • For the purpose of this work it will be applicable separately to
    • NewCable, made with thermoplastic materials, TPL cable
    • XLPE peroxide crosslinked cable
    • XLPE Silane crosslinked cable
    FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Raw Materials (Suppliers) Extrusion Process (cable manufacturers) operating condition “ life” of the product (Utilities) End –of-life (Waste management Companies) CO2 emission evaluation across the whole supply chain
    • identification of the most critical energy consumption sources
    • energy monitoring/measurement & tracciability
    • Normalization of energy consumption
    Process, Life Cycle Inventory CO2 equivalent emission (kg/Km), TPL vs XLPE: > 140, -50% FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Extrusion Process (cable manufacturers) Insulation Curing degassing jacketing conductor pulling conductor preheating inner semicond layer predrying, hopper feeding heating cilinder screw Extruder absorption insulation px, px/Silane, injection system predrying, hopper feeding heating cilinder screw Extruder absorption outer semicond layer predrying, hopper feeding heating cilinder screw extruder absorption industrial scraps Oven time/temperature energy cons gas emission, CH4 px XLPE process tube heating water comsumption water cooling energy to storage N2 liquid nitrogen consumption gas treatment SiXLPE process Sauna, bath time temperature energy cons water/steam consumption tape/bedding comp. Aluminum foil welding/Copper wire extrusion PE jacketing comp.
  • End-of-life management End-of-life and industrial scrap management FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 End –of-life (Waste management Companies) Dismantling & Recovery Metal and Plastic separation metal recycling plastic recycling
      • landfill
      • Energy Recovery
      • Material Recovery
        • Non W&C application
        • “ Second Life Plastic”
        • Injection moulding product/raw material savings
  • TPL cable,material recovery CO2 equivalent emission (kg/Km), TPL vs XLPE: > 800- 1000, > -80% FIRE - Bologna, 22 novembre 2011 Material Recovery (low environmental impact, high economicla value, possible for thermoplastic materials)
    • il risparmio energetico insieme alla migliore riciclabilità del materiale hanno consentito:
      • innovazione di Prodotto
      • innovazione di Processo
      • introduzione sul mercato di un nuovo prodotto con migliore impatto ambientale
      • il miglioramento della Carbon Foot Print ha permesso un vantaggio competitivo in alcuni mercati del Nord Europa dove alcune Utility, a parità di costi/prestazioni di prodotto, privilegiano i fornitori “Green”
    new concept in Wire&Cable product, results FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
    • I sistemi ICT integrati da reti di sensori distribuiti possono abilitare diversi servizi a supporto dell’Energy Managent per una migliore gestione ed il consolidamento dei risultati in termini di minori costi e minori consumi abilitando parallelamente una serie di nuove opportunità a sostegno dello sviluppo del business e del Green Procurement, vantaggi che possono costituire un importante elemento competitivo in una situazione di mercato sempre più compressa dalla tensione sui costi
    conclusioni FIRE - Bologna, 22 novembre 2011
    • Grazie per l’attenzione
    • R&D InnovAction S.r.l.
    • Sede operativa
    • viale Fulvio Testi, 223
    • 20162 Milano
    • e-mail:
    • [email_address]
    FIRE - Bologna, 22 novembre 2011