Consumi energetici ed energia solare negli allevamenti di bovini da latte e di suini

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1 Consumi energetici ed energia solare in zootecnia Provincia di Parma Mercoledì 19 settembre 2012 Consumi energetici ed energia solare negli allevamenti di bovini da latte e di suini Paolo Rossi, dottore agronomo Ufficio Edilizia CRPA spa 1

2 Progetto RE SOLE 2 Sviluppo delle diverse tecnologie per il risparmio energetico e per lo sfruttamento di energia solare negli allevamenti dell'emilia-romagna Progetto di sperimentazione triennale ( ) finanziato dall'assessorato Agricoltura della Regione Emilia-Romagna sulla LR 28/98 (84%) e da ditte private: BIT Spa di Parma, Project Group di San Polo (RE), Bluengineering Srl di Rubiera (RE), Kiepe Electric Spa di Cernusco sul Naviglio (MI) e Isomec Srl di Parma.

3 Progetto RE SOLE Strutture coinvolte: CRPA Spa, UNIV di Bologna, UNIV delle Marche, BIT Energia, aziende zootecniche Comparti interessati: bovino da latte, suino e avicolo 3 Sito:

4 Progetto RE SOLE Obiettivi del progetto: 1: Favorire l'adozione di sistemi per il risparmio energetico negli allevamenti 2: Favorire l'adozione di impianti fotovoltaici per la produzione di energia elettrica negli allevamenti 3: Favorire l'adozione di impianti a solare termico per la produzione di acqua calda negli allevamenti 4

5 Progetto RE SOLE Sono previste 5 Azioni sperimentali: AZIONE 2: Analisi della domanda di energia degli allevamenti AZIONE 3: Analisi delle tecnologie per il risparmio energetico AZIONE 4: Solare fotovoltaico AZIONE 5: Solare termico AZIONE 6: Analisi finale e strumenti divulgativi 5

6 Progetto RE SOLE: AZIONE 2 Domanda energetica Sono previste 4 Fasi: FASE 1: Individuazione campioni di allevamenti FASE 2: Stesura questionari e schede analitiche FASE 3: Campagna rilevazione dati FASE 4: Input, elaborazione e analisi 6

7 Importanza dei consumi energetici nel comparto zootecnico Il progresso tecnologico, permettendo la sostituzione di quote elevate di forza lavoro con forza motrice di macchine/impianti, ha comportato il crescente impiego di fonti energetiche diverse. Sebbene il costo energetico rappresenti ancora una frazione non elevata del costo totale di produzione, la sua importanza è destinata ad aumentare progressivamente. 7

8 Bovini da latte - Consumi energetici Indagine campionaria questionari spediti 60 questionari compilati e ritornati (10%), tutti in zona Parmigiano-Reggiano Il 75% degli allevamenti è in pianura e il 90% ha stalle a stabulazione libera. In media: 114 ha di SAU 180 vacche da latte 2,5 stalle e 3 edifici di servizio 17 poste di mungitura in sala (solo libere)

9 Bovini da latte - Consumi energetici Indagine campionaria 9 Dotazione tecnologica: 60% ha impianti fissi di alimentazione 78% ha impianti meccanici di rimozione effluenti 20% ha impianti idraulici di rimozione effluenti 50% ha separatore per liquami 50% ha macchine per distribuzione effluenti 68% ha impianti di raffrescamento estivo 100% ha impianti di riscaldamento e/o di produzione di acqua calda sanitaria

10 Bovini da latte - Consumi energetici Indagine campionaria 10 Consumi annui di energia elettrica: Principali fornitori di energia elettrica: 60% Enel, 12% Enia/Iren, 6% Sorgenia, 6% Hera In media: 51 kw di potenza contrattuale (0,18 kw/uba) Energia elettrica: 510 kwh/vacca Costo energia attiva: 102 /vacca Costo energia reattiva: 19,9 /vacca

11 Bovini da latte - Consumi energetici Indagine campionaria Consumi annui di energia termica: Metano: nel 16,6% delle aziende, con consumo medio di 28 m3/vacca (24,64 ) Gasolio: in tutte le aziende, con consumo medio di 109 l/vacca (73 ) esclusi lavori di campagna GPL: nel 33% delle aziende, con consumo medio di 92 l/vacca (64 ) Totale spesa energetica termica: 105 /vacca 11

12 Bovini da latte - Consumi energetici Indagine campionaria Consumi energetici annui TOTALI: Media di 5,24 GJ/vacca (1.457 kwh/vacca) Variabilità: da 0,5 a 16 GJ/vacca, ma l'80% delle aziende è compresa fra 2 e 10 GJ/vacca Media di 3,66 GJ/UBA 12

13 Bovini da latte - Consumi energetici Indagine campionaria Fonti di energia rinnovabile: Fotovoltaico: il 12% delle aziende ha già investito (potenza media di 73 kw) e il 78% vuole investire in futuro Biogas: il 5% ha già investito e il 27% vuole investire in futuro Solare termico: l' 1% ha già investito e il 32% vuole investire in futuro 13

14 Bovini da latte - Consumi energetici Indagine analitica Scheda analitica compilata in 20 aziende, da un rilevatore insieme al titolare La scheda è articolata in 10 sezioni che rilevano: dati generali dell'azienda, dotazione di strutture, dotazione di trattori, alimentazione, ventilazione e raffrescamento, mungitura, pulizia e cura delle aree di stabulazione, stoccaggio e trattamento effluenti e illuminazione 14

15 Bovini da latte - Consumi energetici Indagine analitica Consumi energetici annuali medi per fonte energetica e per tipologia di operazione (kwh/uba) Operazione 15 Consumo energia elettrica % Consumo energia termica % Alimentazione 79, ,2 51,9 Ventilazione 93, Mungitura 76,1 16,3 54,3 6,4 Raffreddamento latte 55, Distribuzione lettiera ,1 6,8 Rimozione effluenti 38,2 8,2 41,2 4,9 Trattamento effluenti 84,8 18,2 34,4 4,1 Distribuzione effluenti sui terreni 4, ,9 Illuminazione 34,7 7,4 0 0 TOTALE 466, ,2 100

16 Progetto RE SOLE: AZIONE 4 Solare FV Sono previste 4 Fasi: FASE 1: Individuazione di 3 aziende pilota FASE 2: Installazione impianti FV FASE 3: Campagna di monitoraggio FASE 4: Input, elaborazione e analisi costi/benefici 16

17 Sviluppo del FV in Italia - 1 Dal Rapporto Statistico 2011 sul FV a cura del GSE si desumono i seguenti dati (31/12/2011): ITALIA impianti in esercizio = potenza totale = kw potenza media = 38,68 kw/impianto EMILIA-ROMAGNA impianti in esercizio = (9,39%) potenza totale = kw (9,92%) potenza media = 40,86 kw/impianto 17

18 Sviluppo del FV in Italia - 2 La classe di potenza a maggiore numerosità è quella «3<P<=20 kw» con impianti (circa 54% del totale). La classe di potenza che fornisce la maggiore potenza cumulata è quella «200<P<=1.000 kw» con 5.404,6 MW (circa 42% del totale). Impressionante il trend evolutivo del FV in Italia: dal 2008 al 2011 il numero di impianti è aumentato del 930% mentre la potenza installata è aumentata del 2.860%!! 18

19 Sviluppo del FV in Italia - 3 Nel 2011 l Italia si collocava al 2 posto nel mondo per capacità FV totale in esercizio, alle spalle della sola Germania, e al 1 posto nel mondo per nuova capacità installata nell anno. Gli impianti installati nel 2011 hanno toccato la cifra record di unità, ovvero +111% rispetto al numero d impianti del 2010, mentre la potenza installata è aumentata, nello stesso periodo, del 930%. 19

20 Sviluppo del FV in Italia - 5 L ER si colloca al 3 posto per numero di impianti (dopo Lombardia e Veneto) e al 3 posto per potenza totale installata (dopo Puglia e Lombardia). Le province italiane con il maggior numero d impianti sono Treviso, Brescia, Roma e Lecce. Le province italiane con la maggiore potenza installata sono Lecce, Brindisi, Taranto, Bari, Foggia, Viterbo, Ravenna e Cuneo. 20

21 Sviluppo del FV in Italia - 6 La potenza installata per tipo di pannelli solari vede nettamente al primo posto il silicio policristallino (70%), seguito dal silicio monocristallino (23%). Per quanto riguarda il sito di collocazione dei pannelli, il 49,4% della potenza è installata a terra, mentre il 41% è installata su edifici. Vi sono grandi differenze a livello regionale: in Puglia le percentuali sono rispettivamente di 83 e 10, mentre in Trentino sono 3 e 90. L occupazione effettiva di suolo degli impianti a terra è mediamente di 1,75 ha/mw. 21

22 Sviluppo del FV in Italia - 7 La potenza installata per settore di attività vede nettamente al primo posto l industria (65%), seguita da agricoltura e terziario (entrambe con 13%) e dal domestico (9%). Notevoli le differenze a livello regionale: in ER le percentuali sono rispettivamente di 56, 21, 16 e 7. In Puglia l industria vale 87%, mentre l agricoltura vale 26-27% in Liguria e Trentino; il terziario è maggioritario in Valle d Aosta (33%), mentre il domestico ha il suo valore massimo in Liguria (18%). 22

23 Sviluppo del FV nel Mondo 23 Di seguito si riporta la classifica mondiale dei primi 7 Paesi per potenza FV totale installata a fine 2011 (fra parentesi quella installata nel 2011): Germania MW (7.500) Italia MW (9.304) Giappone MW (1.100) Spagna MW (400) USA MW (1.600) Cina MW (2.000) Francia MW (1.500)

24 FV e altre fonti rinnovabili in Italia - 1 Ø Ø 24 Nel 2011 il massimo apporto in termini di potenza lorda è della fonte idraulica ( MW), seguita dal solare ( MW), dall eolico (6.860 MW) e dalle bioenergie* (3.020 MW). Rispetto al 2008 la situazione è praticamente immutata per l idraulica (+2%), mentre le altre fonti hanno evidenziato aumenti da molto elevati (+94% per le bioenergie e per l eolico) a elevatissimi (+2.860% per il solare). * Biomasse solide, biogas e bioliquidi.

25 FV e altre fonti rinnovabili in Italia - 2 Ø Ø 25 In termini di produzione lorda il massimo apporto è ancora nettamente della fonte idraulica ( GWh), seguita dalle bioenergie ( GWh), dal solare ( GWh) e dall eolico ( MW). La produzione totale lorda del 2011 da fonti energetiche rinnovabili (FER) ammonta a GWh, a fronte di un consumo interno lordo (CIL) di GWh; quindi, le FER coprono una quota del 24,5% del CIL.

26 Impianti fotovoltaici In base alla struttura: fissi a inseguimento In base alla collocazione: su edificio (su tetto) a terra In base all'installazione: isolati (stand alone) connessi alla rete (grid connected) 26

27 Componenti di un impianto FV generatore FV (moduli) quadri elettrici di campo inverter (controllo e condizionamento; CC CA) quadri di consegna e distribuzione sistema di accumulo (solo stand alone) 27

28 Quantificazione dell'energia solare Radiazione totale annua (kwh/m2) su moduli FV inclinati in modo ottimale Irraggiamento (irradiance): potenza irradiante che il sole scarica su una superficie unitaria (max 1 kw/m2). 28 Radiazione o irradiazione (irradiation): energia irradiante captata da una superficie unitaria nell'unità di tempo (kwh/m2 o MJ/m2). E il valore integrale dell irraggiamento su un periodo di tempo stabilito. PVGIS European Communities,

29 Radiazione solare annua e potenzialità produttiva (da PVGIS) Radiazione solare globale annua (RSG) incidente sulla superficie di un modulo FV ottimamente inclinato e orientato per la zona considerata. Energia elettrica (EE) producibile in un anno dallo stesso modulo FV, per 1 kwp e per un'efficienza del sistema del 75%. Nord della Norvegia RSG = 700 kwh/m2 anno EE = 525 kwh/kwp anno 29 Nord del Sudan/Sud della Libia RSG = kwh/m2 anno EE = kwh/kwp anno

30 Esposizione dei moduli Angolo di azimut rispetto a Sud (g): deviazione angolare verso Est o verso Ovest; se è contenuto entro i 45 non si hanno perdite significative. Angolo di tilt (b): inclinazione rispetto all'orizzontale. Il valore ideale varia in base alla latitudine; in Emilia-Romagna è intorno ai

31 Normativa Quadro normativo molto complesso e variegato, che prevede atti legislativi nazionali e regionali (leggi, decreti) e numerosi atti delle autorità competenti (delibere AEEG1, documenti tecnici GSE2), il tutto ulteriormente complicato dalla successione di ben 5 Conti energia dal 2005 a oggi! 31 1 Autorità per l Energia Elettrica e il Gas 2 Gestore dei Servizi Energetici S.p.A.

32 Progetto RE SOLE: AZIONE 4 Solare FV AZIENDE PILOTA Vengono monitorate 4 aziende pilota, 2 del comparto bovino e 2 del comparto suino Un'azienda ha 3 impianti e un'altra ha 2 impianti; quindi, in totale vengono monitorati 7 impianti 32

33 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 1 su tetto di nuova stalla 33 Potenza nominale: 99,2 kwp 496 moduli di silicio policristallino Hyundai 7 inverter Danfoss Azimut: 7 Ovest Tilt: 17 Sup. generatore: 719,65 m2 Inizio produzione: 23/12/09 Regime: scambio sul posto Secondo Conto energia Impianto integrato Tariffa inc.: 0,431 /kwh

34 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 2 su tetto di fienile e stalla 34 Potenza nominale: 98,252 kwp 484 moduli di silicio policristallino Hyundai 6 inverter Danfoss Azimut: 99 Ovest e 81 Est Tilt: 15 (stalla) e 6 (fienile) Sup. generatore: 702,23 m2 Inizio produzione: 28/12/09 Regime: ritiro dedicato Secondo Conto energia Impianto integrato Tariffa inc.: 0,453 /kwh (con bonus amianto)

35 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 3 a terra 35 Potenza nominale: 479,52 kwp moduli di silicio monocristallino Sunowe 24 inverter Albatech Azimut: 0 Tilt: 32 Sup. generatore: 3.309,05 m2 Superficie occupata: m2 Inizio produzione: 8/04/11 Regime: ritiro dedicato Secondo Conto energia (salva Alcoa) Tariffa inc.: 0,346 /kwh

36 Az. Agr. Simonazzi di Pieve Rossa (RE) Impianto FV su tetto di nuova stalla 36 Potenza nominale: 70 kwp 350 moduli di silicio policristallino Heckert-Solar 2 inverter Sputnik Engineering Azimut: 20 Ovest Tilt: 13 Sup. generatore: 512,82 m2 Inizio produzione: 25/08/10 Regime: scambio sul posto Secondo Conto energia Impianto parzialmente integrato Tariffa inc.: 0,384 /kwh

37 Az. Agr. Il Girasole di Campagnola (RE) Impianto FV 1 su tetto di capannone 37 Impianto 1 sito a Correggio (RE) Potenza nominale: 69,888 kwp 546 moduli di silicio amorfo Sharp NA-F128(G5) 2 inverter Astrid Copernico TL-30 Azimut Sud: 72 Est e 108 Ovest Tilt: 20 Sup. generatore: 776,41 m2 Inizio produzione: 26/06/11 Regime: scambio sul posto Quarto Conto energia Tariffa inc.: 0,338 /kwh

38 Az. Agr. Il Girasole di Campagnola (RE) Impianto FV 2 su tetto di porcilaia 38 Impianto 2 sito a Campagnola (RE) Potenza nominale: 97,65 kwp moduli di tellururo di cadmio First Solar FS3 FS inverter Kaco Geratetechnik Powador Azimut Sud: 71 Est e 109 Ovest Tilt: 12 Sup. generatore: 907,2 m2 Inizio produzione: 31/06/11 Regime: ritiro dedicato Quarto Conto energia Tariffa inc.: 0,338 /kwh

39 Az. Agr. CSS Miro di Bagnolo (RE) Impianto FV su tetti di porcilaie 39 Potenza nominale: 198,03 kwp 861 moduli di silicio policristallino Canadian Solar CS6P-230P 2 inverter Astrid Copernico TT-100 Azimut Sud: 33 Ovest Tilt: 10 Sup. generatore: 1.385,35 m2 Inizio produzione: 1/07/11 Regime: scambio sul posto Quarto Conto energia Tariffa inc.: 0,388 /kwh (con bonus amianto)

40 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 1 Potenza erogata dal generatore in un giorno sereno di aprile. 40

41 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 1 Potenza erogata dal generatore in un giorno coperto di marzo. 41

42 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 1 Produzione di energia nei mesi di febbraio e aprile

43 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 1 Produzione di energia nei mesi di maggio e giugno Max produzione giornaliera nel 2010

44 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 1 Produzione di energia nei mesi di luglio e agosto Max produzione mensile nel 2010: ,204 kwh 44

45 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 1 Max produzione giornaliera di energia: 697,961 kwh Circa 1 kwh/m2 d; circa 7 kwh/kwp d 45

46 Az. Agr. F.lli Prandi di Roncadella (RE) Impianto FV 1 Produzione annua di energia nel 2010: ,43 kwh 46

47 Consumi energetici ed energia solare in zootecnia Provincia di Parma Mercoledì 19 settembre 2012 Consumi energetici ed energia solare negli allevamenti di bovini da latte e di suini GRAZIE PER L'ATTENZIONE Paolo Rossi, Ufficio Edilizia CRPA spa 47

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