La sfida alla progettazione innovativa attraverso nuove tecnologie

1. La progettazione innovativa ed €conomicamente sostenibile
Maggio 2013
Walter Bornscheuer

2. Viessmann Group
1917
1,89
10.600
54
27
Fondazione
74
120
Dipendenti
Miliardi di euro di
fatturato
Siti produttivi in 11 paesi
Organizzazioni e partner di
distribuzione
Filiali di vendita in tutto il
mondo
% di fatturato all‘estero
Paesi sedi delle società
Partner di distribuzione

3. Offerta completa
Grandi impiantiResidenziale
1,5 kW – 116.000 kW

4. Il mercato energetico mondiale
Previsioni, trend e ripercussioni sul futuro della tecnica del riscaldamento

5. Evoluzione delle quote di fabbisogno energetico mondiale
Il fabbisogno energetico globale crescerà di oltre un terzo entro il 2035
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1975 2010 2035
Altri Paesi
Medio Oriente
India
Cina
OCSE
Il miglioramento degli standard di vita in Cina, India e nel Medio Oriente
sono il motore del fabbisogno energetico mondiale
6.030 Mtep 12.380 Mtep 16.730 Mtep
Fonte: IEA, WEO 2012

6. -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Cina
India
USA
UE
Giappone Carbone
Gas
Nucleare
Rinnovabili
Aumento della produzione elettrica 2010-2035
In particolare Cina e India hanno il 70% dell’assorbimento mondiale di energia elettrica
TWh
Le energie rinnovabili costituiscono circa la metà delle nuove
capacità mondiali per la produzione di energia elettrica
Fonte: IEA, WEO 2012

7. 34.90%
25.30%
32.20%
2.10% 5.60%
Gasolio
Gas
Carbon Fossile
Lignite Xiloide
Uranio
Quantità estratta mondiale di combustibili fossili (= consumo) di fonti
di energia fossile nel mondo
Fonte: BGR (Ente Federale per le Scienze della Terra e le Materie Prime)
≈ 127.000 TWh
(pari a 5 volte il fabbisogno medio degli ultimi 150 anni)
1

8. Riserve energetiche mondiali
Risorse = giacimenti con elevata difficoltà di estrazione e giacimenti ipotetici
16.90%
7.00%
18.30%
0.40%
45.00%
8.10%
3.20%
1.00%
Petrolio convenzionale
Pertrolio non convenzionale
Metano convenzionale
Metano non convenzionale
Antracite
Lignite
Uranio
Torio
Fonte: BGR (Ente Federale per le Scienze della Terra e le Materie Prime)
≈ 11 Mio. TWh
2

9. 0.70%
2.10%
1.50%
16.90%
69.50%
8.10%
0.90% 0.40%
Gasolio convenzionale
Gasolio non convenzionale
Metano convenzionale
Metano non convenzionale
Antracite
Lignite
Uranio
Torio
Risorse energetiche mondiali
Fonte: BGR (Ente Federale per le Scienze della Terra e le Materie Prime)
≈ 170 Mio. TWh
3
 Risorse = giacimenti con elevata difficoltà di estrazione e giacimenti ipotetici

10. Sfruttamento annuo ≈ 127000 TWh
Riserve ≈ 11 Mio. TWh
Risorse
Fabbisogno energetico in rapporto a riserve e risorse
Fattore 1
Fattore 87
Fattore 1342
4

11. Fonti energetiche: disponibilità, prezzi e previsioni sui prezzi
Disponibilità
Gasolio per riscaldamento
40 - 80
anni
Gas metano
>500
anni
Carbone
>2000
anni
Pellet
Energia elettrica
pompa di calore

12. Gli obiettivi di tutela dell‘ambiente non sono raggiungibili con uno
sfruttamento sfrenato delle energie fossili
EmissioniglobaliCO2[GtCO₂eq/a]
Fonte: World Energy Outlook 2011, IEAAnno
Flugbahn
26
Emissioni CO2-
Riscaldamento
globale fino a ca.
6°C entro l‘anno
2100
Emissioni CO2 –
Riscaldamento
globale nell‘ordine
di 2°C entro l‘anno
2100

13. Fonti energetiche: disponibilità, prezzi e previsioni sui prezzi
Disponibilità
Prezzo Ø
2012
Crescita
media
annua
2011/12
Previsione
di
Crescita
media annua
Previsione
prezzi
2020
Gasolio
per
riscalda-
mento
40 -80
anni
8,79
Cent/kWh
7,6 % 8 % 16,3 Cent/kWh
Gas
metano
>500
anni
7,51
Cent/kWh
5,9 % 5 %
11,1
Cent/kWh
Carbone
>2000
Jahre
4,81
Cent/kWh
6 % 5 %
7,1
Cent/kWh
Pellet
4,75
Cent/kWh
0 % 3 %
6,0
Cent/kWh
Energia
elettrica
Pompe di calore
19,05
Cent/kWh
14,1 % 5,5 %
29,3
Cent/kWh

14. Efficienza energetica: una grande opportunità non sfruttata
Esigenza di riqualificazione degli edifici elevata anche nel lungo periodo (2035)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Industria Trasporti Prod. elettrica Edifici
Potenziale miglioramento non
realizzato
Potenziale miglioramento realizzato
Il potenziale di miglioramento in un‘ottica di efficienza energetica
rimarrà per la maggior parte non sfruttato ancora fino al 2035
Fonte: IEA, WEO 2012

15. L‘importanza dell‘innovazione e della ricerca & sviluppo
nella storia di Viessmann
 Leader del settore: Le spese per ricerca e sviluppo l‘anno scorso sono state il 4% del
fatturato. Sono stati fatti investimenti per 63 millioni di euro.
 Pietre miliari nel settore del riscaldamento:
Superfici di scambio termico biferrali
Superfici di scambio termico inox-crossal
Superfici di scambio termico inox-radial
Bruciatore Matrix
Lambda Pro Control
Collettore solare orizzontale a tubo
sottovuoto con tecnologia Heatpipe
Equilibratura idraulica automatica dei circuiti

16. Tecnologia – la strategia di Viessmann
Tre punti focali
1. Efficienza energetica
2. Impiego di energie rinnovabili
3. Calore e energia elettrica crescono insieme

17. Tecnologia – la strategia di Viessmann
Tre punti focali
1. Efficienza energetica
2. Impiego di energie rinnovabili
3. Calore ed energia elettrica crescono insieme

18. Innovazione nell‘efficienza energetica sull‘esempio
della combustione a gas
Le pompe di calore a gas aumentano l’efficienza dell’impianto di riscaldamento
Pompe di calore a gas
Caldaie a condensazione
Caldaie a
basse temperature
94%
109%
dal 1979 dal 1992 dal 2013
>134%
ɳ

19. Esempio quotidiano Descrizione Effetto nella pompa di
calore a gas
Adsorbimento:
Accumulo di sostanze da gas
o liquidi sulla superficie di un
corpo solido
Desorbimento:
Processo inverso a quello
dell‘adsorbimento
Pompe di calore a gas
Quellen: Roman Graggo, supraclean.com, fotolia.de
Calore
Calore
Principio di funzionamento

20.  Facile installazione come una caldaia a gas
 Elevata efficienza attraverso l‘utilizzo del calore del
terreno (tramite sonde o collettori)
 Coefficiente di rendimento: fino a 134 %
 Caldaia a condensazione integrata per picchi di
carico
 Modulo pompa di calore che non necessita di
manutenzione
 Disponibile dal 6/2014
Pompa di calore a gas Vitosorp 200-F
Sistema ibrido di riscaldamento a zeolite e gas (pompa di calore ad adsorbimento)

21. Riscaldare con il ghiaccio
Fonte di calore innovativa per pompe di calore
Geotermia
Irraggiamento Solare
Aria ambiente
Raffrescamento
Riscaldamento

22. Riscaldare con il ghiaccio
Fonte di calore innovativa per pompe di calore
 Elevato rendimento utilizzando fino a tre fonti
energetiche
 Tre fonti energetiche preziose: utilizzo diretto
dell‘irraggiamento solare, dell‘aria e dell‘energia
geotermica
 Pompe di calore con alto coefficiente annuale di
rendimento anche con temperature esterne basse
 Rigenerazione economica tramite collettore solare
a basse temperature
 Anche raffrescamento dell‘edificio in estate
 Necessita di poca manutenzione ed è facile da
usare
Componenti del sistema:
Accumulatore di ghiaccio
Scambiatore di rigenerazione e di prelievo
Assorbitore solare e d‘aria
Pompa di calore terra acqua
Gestione delle fonti di calore

23. Tecnologia – la strategia di Viessmann
Tre punti focali
1. Efficienza energetica
2. Impiego di energie rinnovabili
3. Calore ed energia elettrica crescono insieme

24. Impiego di energie rinnovabili
Programma completo – da un unico fornitore
Impianti biogas completi:
Impianti da 18 kW elettrici fino a 20 MW
Fermentazione a secco
Fermentazione ad umido
Impianti di ritrattamento del Biogas
Caldaie a pellet per ogni tipo di esigenza:
Potenza dai 4 ai 13.000 kW
Dalla casa monofamiliari alla rete di teleriscaldamento
Alto rendimento
Gamma completa di accessori
Cippato – economico e sicuro:
Potenza da 49 a 13.000 kW
Sistema di stoccaggio e fornitura per ogni esigenza
Alimentazione, accensione e svuotamento ceneri completamente automatici
Gamma completa di accessori
Solare termico:
Collettori piani e collettori a tubo sottovuoto
Gamma completa di accessori con bollitore e regolazione
Dalla casa monofamiliare agli impianti industriali di energia termica di processo
Impianti fotovoltaici
Biogas
Pellets
Cippato
Solare

25. Teleriscaldamento
Tecnologia
Centrale termica
Rete locale di
teleriscaldamento
Stazione di trasferimento calore /
per l‘allacciamento domestico
Energia fornita da
coltivazioni e foreste
Impianti biogas (piccoli)
Biogas e biometano
Cippato, pellet

26. Teleriscaldamento
Tecnologia

27. Referenze di Viessmann: Bio Energy Village di Wettesingen
Corretto dimensionamento del sistema
Grandi impianti- 100% Energie rinnovabili
Potenza massima: 2.269 kW
Energia prodotta / anno: 6.300 MWh/a

28. Tecnologia – la strategia di Viessmann
Tre punti focali
1. Efficienza energetica
2. Impiego di energie rinnovabili
3. Calore ed energia elettrica crescono insieme

29. Nuove tecnologie negli impianti di riscaldamento
Le celle a combustibile permettono la cogenerazione anche negli edifici nuovi
Nuovo
500 m3 metano / a 4.000 m3 metano / a
Fabbisogno di calore
Fabbisogno di elettricità
4.000 kWh elettricità / a
esistente
Cella a
combustibile
Motore stirling
4.000 kWh elettricità / a

30. Cella a combustibile
Principio di funzionamento

31. Cella a combustibile
Principio di funzionamento

32. Vitovalor 300-P
Sistema di riscaldamento con celle a combustibile - Tecnologia PEM
 Cooperazione con Panasonic
 Adattamento di un prodotto di serie installato già
oltre 20.000 installazioni in Giappone
 Cogenerazione per nuovi edifici e case con un
basso fabbisogno termico
 Gestione integrata dell‘energia
 Caldaia a condensazione con accumulo integrato
inerziale e per la produzione di acqua calda
 Manutenzione ogni due anni
 Rendimento elettrico: 37 %
 Durata: 60.000 h, 20 anni
 Disponibile dal 2014 in Germania

33. Sistema di riscaldamento con celle a combustibile Tecnologia SOFC
In collaborazione con Hexis, leader mondiale nell‘ambito delle celle a combustibile
ad alte temperature
 Adatto alle alte temperature di ritorno e per questo
ideale per la riqualificazione
 Caldaia a condensazione per coprire picchi di
carico
 Emissioni acustiche < 30 dB(A)
 Rendimento elettrico: 35 %
 Introduzione su tutti i mercati nel 2016

34. Sistema energetico del futuro: Cogenerazione di elettricità e gas
Power to Gas