Analisi di benchmarking per il miglioramento dell efficienza energetica negli impianti di depurazione

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1 Analisi di benchmarking per il miglioramento dell efficienza energetica negli impianti di depurazione Francesco Bosco ACEA S.p.A. La gestione dei sistemi fognari e depurativi: sostenibilità ambientale, aspetti giuridici ed economici 1 Genova, 6 Novembre 2009

2 Scopo della depurazione Rimuovere le sostanze inquinanti dalle acque di scarico Sì ma quanto costa??? 2

3 La storia - i gestori degli impianti sono giustamente preoccupati di scaricare in tabella - i gestori degli impianti di solito non ricevono (e quindi non pagano) la bolletta dell impianto; la bolletta è tipicamente inviata al Ciclo Passivo della Società - i gestori degli impianti, per rispettare i limiti, tendono a tenere l impianto a manetta 3

4 I consumi elettrici dei motori nell industria italiana Totale energia elettrica utilizzata in Italia Energia elettrica sprecata con tecnologie obsolete e altamente dissipative 20% Energia elettrica nell industria italiana 50% 7,5% del totale Energia elettrica utilizzata per i motori nell industria 75% 4

5 Le tecnologie obsolete e altamente dissipative Esempio: motori a basso rendimento Un motore con basso rendimento scalda di più perché parte della sua energia è dispersa sotto forma di calore anziché essere utilizzata per il movimento meccanico. 5

6 Regolazioni della portata non efficienti Valvole di strozzamento Valvole di by-pass Regolazione On-Off Energia richiesta Energia sprecata 6

7 Interrogativi Premesso che è indispensabile rispettare i limiti di concentrazione allo scarico previsti dalla normativa: - è proprio necessario consumare così tanto? - si può essere più efficienti? NON VEDO NON SENTO E NON PARLO O POSSO FARE QUALCOSA??? Cosa sta facendo il Gruppo Acea Energy Audit e Misure A Ottimizzazioni energetiche B Confronto con gli altri C 7

8 Cosa sta facendo il Gruppo Acea A L energy audit e misure per CONOSCERE i propri impianti e INDIRIZZARE opportune iniziative di ottimizzazioni energetiche B STIMOLATI dal confronto con le performance degli altri. C 8

9 Energy Audit e Misure A Obiettivo di un Energy Audit: - conoscere nel dettaglio i consumi energetici dei propri impianti - verificare che il consumo reale (cioè quello riportato in bolletta) sia congruente con quello atteso La procedura di Energy Audit: - raccolta della documentazione (planimetria dell impianto, schema di funzionamento, descrizione dei processi) - visita di approfondimento in impianto - inventario di tutti gli utilizzatori elettrici (pompe, compressori, soffianti, altri motori elettrici, apparecchiature varie, illuminazione, ecc.) - determinazione delle caratteristiche di processo e di utilizzo (ore di funzionamento, caratteristiche e portata dei reflui trattati, specifiche dei reflui depurati, ) 9

10 Energy Audit e Misure A Risultato dell Audit: Volume trattato: ~ m 3 /anno Q media: ~ m 3 /d (= 150 l/sec) Popolazione Equivalente servita: ab Unità di trattamento kwh/anno % sul totale Trattamenti Preliminari ~ % Sollevamento ~ % Grigliatura, dissabbiatura e Disoleatura ~ % Sedimentazione Primaria ~ % Ossidazione ~ % Sedimentazione Secondaria ~ % Disinfezione ~ % Ricircolo fanghi ~ % Pre Ispessimento ~ % Digestione Aerobica ~ % Post Ispessimento ~ % Disidratazione ~ % Altro ~ % TOTALE ~ Si ottengono valori energetici generalmente STIMATI in base ai dati di targa e alle dichiarazioni del personale operativo. SARA UNA BUONA STIMA??? 10

11 Valutazioni economiche Energy Audit e Misure A consumo annuale STIMATO ~ 2,4 GWh pari a VS ~ consumo annuale REALE ~ 3 GWh totale importo in bolletta ~ NECESSITA DI MISURE IN CAMPO 11

12 Energy Audit e Misure - Monitoraggio e registrazione in tempo reale dei consumi di tutte le utenze elettriche attraverso un applicativo sperimentale denominato ENSAC (ENergy Saving ACea ato 2) - Installazione di 12 MULTIMETRI presso i quadri elettrici dell impianto, per le misure di corrente, tensione e sfasamento - Ripartizione dei consumi energetici dell impianto per unità di trattamento, utilizzando DATI REALI MISURATI A Disidratazione 6% Altro 6% Trattamenti Preliminari 1% Sollevamento Iniziale 8% Post Ispessimento 1% Grigliatura, dissabbiatura e Disoleatura 4% Digestione Aerobica 23% Sedimentazione Primaria 0% Pre Ispessimento 1% Ricircolo fanghi 9% Disinfezione 0% Sedimentazione Secondaria 1% Ossidazione 41% 12

13 Energy Audit e Misure Confronto tra i consumi energetici dell impianto MISURATI e STIMATI per unità di trattamento, distinti per unità di trattamento MISURE STIME DELTA Unità di trattamento kwh/anno kwh/anno % Trattamenti Preliminari % Sollevamento % Grigliatura, dissabbiatura e Disoleatura % Sedimentazione Primaria SCOSTAMENTO % Ossidazione % Sedimentazione Secondaria DEL 20% % Disinfezione % Ricircolo fanghi % Pre Ispessimento % Digestione Aerobica % Post Ispessimento % Disidratazione % Altro % TOTALE % A 13

14 Buone pratiche: Ottimizzazioni Energetiche B - corretto dimensionamento dell impianto - installazione di inverter/avviatori - sostituzione di motori vecchi con motori ad alto rendimento - soluzioni integrate di monitoraggio e controllo - E sufficiente??? 14

15 Cosa sta facendo il Gruppo Acea A L energy audit e misure per CONOSCERE i propri impianti e INDIRIZZARE opportune iniziative di ottimizzazioni energetiche B STIMOLATI dal confronto con le performance degli altri. C Energy Efficiency Benchmarking 15

16 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Problematiche: - Quanta energia sto usando e, soprattutto, come la sto usando? - Come posso confrontare l efficienza energetica dei diversi impianti e processi/sezioni che gestisco? - Quale efficienza posso raggiungere per ogni singolo impianto/sezione (e con quali investimenti?) Obiettivi: Benefici ambientali Benefici economici Migliorare l efficienza energetica 16

17 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Società partecipanti: 17

18 Solo per capirci cosa intendiamo per BENCHMARKING?? Il benchmarking è " l'attitudine ad essere umili abbastanza per ammettere che qualcuno fa qualcosa meglio di noi, ed avere abbastanza buon senso per imparare da loro ed eventualmente superarli nel fare quella cosa". (Harmon, 1992) 18

19 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Evoluzione del progetto: Energy Benchmarking Best Practice Review Frequenza raccolta dati Studio pilota preliminare Affinamento Determinazione EPIs Gestione dati e reports Creazione di un modello Implementazione dei siti e per il training. 19

20 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Procedura di inserimento dei dati nel software: Accesso previa registrazione Username Password Menù 20

21 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Procedura di inserimento dei dati nel software: Accesso previa registrazione Creazione di un modello grafico semplificato 21

22 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Procedura di inserimento dei dati nel software: Accesso previa registrazione Creazione di un modello grafico semplificato popolazione servita, anno di realizzazione, eventuale presenza di scarichi industriali; dimensione, carico, profilo idraulico, potenza impegnata, tempo di funzionamento delle apparecchiature, ecc. Inserimento Static Data, dati descrittivi dell impianto e dei singoli processi 22

23 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Procedura di inserimento dei dati nel software: Accesso previa registrazione Creazione di un modello grafico semplificato portata, consumo energetico e dati fisico/chimici (quali BOD, COD, SS, ammoniaca ). Inserimento Time Series Data, serie temporali dei parametri caratteristici dell impianto e dei singoli processi Inserimento Static Data, dati descrittivi dell impianto e dei singoli processi 23

24 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Procedura di inserimento dei dati nel software: Accesso previa registrazione Creazione di un modello grafico semplificato Run Calculations e visualizzazione reports e grafici Inserimento Time Series Data, serie temporali dei parametri caratteristici dell impianto e dei singoli processi Inserimento Static Data, dati descrittivi dell impianto e dei singoli processi 24

25 Progetto Energy Efficiency Benchmarking Risultati: 1 Si può valutare l efficienza energetica del proprio impianto rispetto ai valori attesi attraverso il confronto tra: EPI (kwh/1.000m 3 ) gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno C + 33% Actual Theoretical Theoretical EPIs (indicatori di rendimento ottimale) Actual EPIs (indicatori di rendimento reale) dai dati di processo inseriti nel software (flusso di liquame, tipologia, numero, potenza e tempo di funzionamento delle apparecchiature, ); sono utilizzate formule diverse a seconda dell unità di trattamento in esame. dall energia consumata e dalla portata di liquame trattato; è utilizzata la formula: (Actual EPI = EE/Q) 25

26 Progetto Energy Efficiency Benchmarking Risultati: EPI (kwh/1.000m 3 ) 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 2 Ossidazione - 24% C È anche possibile confrontare le performance di specifiche unità di trattamento di diversi impianti. 0,0 gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno 120,0 Ricircolo Fanghi + 18% Site 1 Site 2 EPI (kwh/1.000m 3 ) 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno Site 1 Site 2 26

27 Risultati: Progetto Energy Efficiency Benchmarking 3 Benchmark Size PE media C impianto in esame best in class kwh/1.000m gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno Si può effettuare un benchmark utilizzando gli indicatori di consumo reale degli altri impianti di potenzialità confrontabile con quello in esame. media dei consumi degli impianti considerati consumi del Best in class 27

28 Progetto Energy Efficiency Benchmarking C Sviluppi attesi: - Aumentare la base degli impianti che partecipano al progetto, in modo da avere un ampio termine di paragone delle performance energetiche degli impianti. - Condivisione delle Best Practice e delle iniziative di energy saving ed ottimizzazione - Individuazione di driver e priorità per gli investimenti - La logica del benchmarking deve diventare parte della cultura aziendale. 28

29 CONCLUSIONI non aver paura dei NUMERI MISURARE per conoscere e capire INVESTIRE per poter migliorare CONFRONTARSI CON GLI ALTRI per crescere e migliorare 29

30 Francesco Bosco ACEA S.p.A. Funzione Sviluppo e Progetti Speciali Gaia Falconi ACEA S.p.A. Funzione Sviluppo e Progetti Speciali Grazie per l attenzione 30

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