Efficienza energetica, misura e cogenerazione

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1 Efficienza energetica, misura e cogenerazione Daniele Forni, FIRE Workshop Sillavengo (NO), 12 maggio 2016

2 Cos è la FIRE? La Federazione Italiana per l uso Razionale dell Energia è un associazione tecnicoscientifica che dal 1987 promuove per statuto efficienza energetica e rinnovabili, supportando chi opera nel settore. Oltre alle attività rivolte ai circa 450 soci, la FIRE opera su incarico del Ministero dello Sviluppo Economico per gestire l elenco e promuovere il ruolo degli Energy Manager nominati ai sensi della Legge 10/91. La Federazione collabora con le Istituzioni, la Pubblica Amministrazione e varie Associazioni per diffondere l uso efficiente dell energia ed opera a rete con gli operatori di settore e gli utenti finali per individuare e rimuovere le barriere di mercato e per promuovere buone pratiche. La FIRE certifica gli EGE attraverso il SECEM. 2

3 La compagine sociale 445 associati, di cui 228 persone fisiche e 217 organizzazioni. Alcuni dei soci FIRE: A2A calore e servizi S.r.l. - ABB S.p.a. - Acea S.p.a. - Albapower S.p.a. - Anigas - Atlas Copco S.p.a. - Avvenia S.r.l. - AXPO S.p.a. - Banca d Italia - Banca Popolare di Sondrio - Bit Energia S.r.l. - Bosh Energy and Building Solution Italy S.r.l. - Bticino S.p.a. - Burgo Group S.p.a. - Cabot Italiana S.p.a. - Carraro S.p.a. - Centria S.p.a. - Certiquality S.r.l. - Cofely Italia S.p.a. - Comau S.p.a. - Comune di Aosta - CONI Servizi S.p.a. - CONSIP S.p.a. - Consul System S.p.a. - CPL Concordia Soc. Coop - Comitato Termotecnico Italiano - DNV S.r.l. - Egidio Galbani S.p.a. - ENEL Distribuzione S.p.a. - ENEL Energia S.p.a. - ENEA - ENI S.p.a. - Fenice S.p.a. - Ferriere Nord S.p.a. - Fiat Group Automobiles - Fiera Milano S.p.a. - FINCO - FIPER - GSE S.p.a. - Guerrato S.p.a. - Heinz Italia S.p.a. - Hera S.p.a. - IBM Italia S.p.a. - Intesa Sanpaolo S.p.a. - Iren Energia e Gas S.p.a. - Isab s.r.l. - Italgas S.p.a. - Johnson Controls Systems and Services Italy S.r.l. - Lidl Italia s.r.l. - Manutencoop Facility Management S.p.a. - Mediamarket S.p.a. - M&G Polimeri Italia - Omron Electronics S.p.a. - Pasta Zara S.p.a. - Pirelli Industrie Pneumatici S.p.a. - Politecnico di Torino - Provincia di Cremona - Publiacqua S.p.a. - Raffineria di Milazzo S.c.p.a. - RAI S.p.a. - Rete Ferroviaria Italiana S.p.a. - Rockwood Italia S.p.a. - Roma TPL S.c.a.r.l. - Roquette Italia S.p.a. - RSE S.p.a. - Sandoz Industrial Products S.p.a. - Schneider Electric S.p.a. - Siena Ambiente S.p.a. - Siram S.p.a. - STMicroelectronics S.p.a. - TIS Innovation Park - Trenitalia S.p.a. - Turboden S.p.a. - Università Campus Bio-Medico di Roma - Università Cattolica Sacro Cuore - Università degli studi di Genova - Varem S.p.A. - Wind Telecomunicazioni S.p.a. - Yousave S.p.a. La compagine associativa comprende sia l offerta di energia e servizi, sia la domanda. 3

4 Progetti e collaborazioni Oltre a partecipare a progetti europei, di cui a fianco sono indicati i principali in atto, la FIRE realizza studi e analisi di mercato e di settore su temi di interesse energetico, campagne di informazione e di sensibilizzazione, attività formativa a richiesta. Il Ministero dell Ambiente, l ENEA, il GSE, l RSE, grandi organizzazioni (ad esempio Centria, ENEL, Ferrovie dello Stato, FIAT, Finmeccanica, Galbani, H3G, Schneider Electric, Telecom Italia, Unioncamere), università, associazioni, agenzie ed enti fieristici sono alcuni dei soggetti con cui sono state svolte delle collaborazioni. EU-MERCI Guide FIRE 4

5 SECEM SECEM, Sistema Europeo per la Certificazione in Energy Management, è un organismo di certificazione del personale facente capo alla FIRE. Primo organismo a offrire la certificazione di parte terza per gli Esperti in Gestione dell Energia (EGE) secondo la norma UNI CEI 11339, ad aprile 2012 SECEM ha ottenuto da Accredia l accreditamento secondo i requisiti della norma internazionale ISO/IEC SECEM certifica gli EGE in virtù di un regolamento rigoroso e imparziale, basato sull esperienza di FIRE con gli energy manager. Un vantaggio di chi si certifica con SECEM è la possibilità di accedere ai servizi informativi e formativi e di essere coinvolto nelle iniziative della FIRE. SECEM inoltre riconosce corsi di formazione sull energy management, su richiesta dell ente erogatore. 5

6 Parigi

7 Il contributo dell efficienza Fonte: IEA World energy outlook La gestione efficiente dell energia è il pilastro dell azione richiesta per salvare noi e il nostro pianeta. 7

8 La direttiva EED Recepita con D.Lgs. 102/2014 redazione di un piano di riqualificazione energetica edifici pubblici e privati; riqualificazione del 3% annuo del parco immobiliare della P.A. centrale; promozione del green procurement e dell alta prestazione energetica per ogni bene, servizio e immobile della P.A.; promozione della cogenerazione e del teleriscaldamento; promozione delle ESCO, del finanziamento tramite terzi e degli EPC; obbligo di diagnosi energetiche ogni 4 anni o SGE ISO per grandi imprese con promozione degli audit presso le PMI; target di risparmio dell 1,5% anno con schemi obbligatori; spinta allo smart metering, obbligo contatori individuali e alle fatturazioni informative; istituzione di un fondo di natura rotativo per interventi di EE; introduzione di regimi di qualificazione per gli operatori. 8

9 Mercato dell efficienza energetica RAEE 2011 Executive Summary scorte di carburante per il trasporto marittimo internazionale (cosiddetti bunkeraggi), mentre il 5,1% è destinato ad usi non energetici, in particolare nell industria petrolchimica miliardi di (figura 2). Fabbisogno di del consumo nei settori di uso finale evidenzia una riduzione del 2,65% invesamena inl andamento rispetto al 2010; tale diminuzione ha riguardato tutti i settori, per gli effetti della crisi energia primaria economica e delle misure di promozione e incentivazione dell efficienza energetica. 12 Mln di edifici efficienza al 2,5-4 Mln Le maggiorinel riduzioni sono relative 2014: 166agli usi non energetici (dal 6,1 al 5,1%), che hanno risentito della crisi del settore petrolchimico, e ai consumi per usi civili (dal 35,5 al 34,4%) di occupaa al residenziali, 3,5 Mln di Mtep Il profilo dinamico dei consumi energetici nei settori di impiego finale per il periodo 2000unità immobiliari nel 2011 è mostrato in figura nel I dati fino al 2005 evidenziano un andamento crescente del consumo finale seguito da una terziario segore progressiva diminuzione, che nel 2011 ha fatto tornare il valore dei consumi finali ai livelli Miglioramento Target al 2016: dopo 46% del 2000 (l eccezione del 2010 è dovuta a un effetto rimbalzo la forte contrazione del 2009). efficienza energeaca obie?vo raggiunto, ma Il confronto mostra una consistente riduzione dei consumi del settore : Industria industriale (-23%)13%, e un significativolaatano aumento di quelli relativi agli usi civili traspora e (+15%), mentre i 70% degli edifici consumi degli altri settori hanno registrato variazioni di entità trascurabile. traspora 2%, residenziale servizi Illuminazione costruito prima del 28% 1976, in assenza di pubblica: 6,2 Mln Figura 2 - Impieghi finali di energia per settore, anno Totale 134,9 Mtep kwh norme sui consumi 2,2% Consumi finali 2011: 135 Mtep 5,1% 2,5% 24,2% Industria Trasporti 34,4% Target 2020: 15 Mtep consumi finali, 20 Mtep energia primaria, 14% target raggiunto Usi civili Agricoltura Usi non energetici 31,5% Fonte: elaborazione ENEA su dati MSE Bunkeraggi 9

10 Efficienza energetica Eliminare gli sprechi (utilizzi impropri o inutili, stand-by, regolazione non appropriata) Utilizzare tecniche efficienti (uso di soluzioni più efficienti o che consentono una migliore gestione) Adottare fonti rinnovabili (le FER non migliorano l efficienza degli usi finali, ma la sostenibilità energetica) Ripensare prodotti e servizi (improntando proposta e catena di valore alla gestione efficiente delle risorse) 10

11 Ripensare il ciclo produttivo FCA ha avviato una profonda revisione dei cicli produttivi, ottenendo ad esempio nei nuovi stabilimenti (e.g. Pernambuco in Brasile) e in quelli rinnovati (e.g. Melfi): flessibilità con produzione su un unica linea di veicoli diversi; riduzione nei consumi di energia e acqua (fino a 95% di riciclo) e nei rifiuti; robot flessibili, a consumi ridotti e montati in modo innovativo. Fonte figure e dati: FCA. 11

12 Ripensare i prodotti pensando alle risorse Fonte figure e dati: Dyson. Il prodotto al centro dell attenzione, pensando all utilizzo delle risorse in fase di uso. 12

13 Perché misurare? EnPI e benchmark Finanziare tramite terzi Conoscenza processi Pianificare e statistiche Automazione Accesso a incentivi 13

14 Misurare in continuo e analizzare Il processo di controllo e razionalizzazione dei consumi, non può esaurirsi in un momento (diagnosi o studio di fattibilità) perché possono intervenire modifiche nei processi dell azienda o nell utilizzo degli impianti, o l evoluzione del mercato, della legislazione o della tecnologia possono richiedere modifiche alle regolazioni o rendere interessanti nuovi interventi. Un sistema di misura in continuo ed elaborazione consente: il controllo dei consumi, delle spese e della loro evoluzione; la creazione e l aggiornamento degli indicatori di prestazione e di contabilità energetica per centri di costo; avvisi di scostamenti in tempo reale o a intervalli prestabiliti; l ottimizzazione delle politiche di gestione e manutenzione; la preparazione di rapporti personalizzati con diverse informazioni, analisi, grafici, etc. e periodicità; di evidenziare nuove opportunità di intervento; il calcolo dei risparmi energetici ed economici. 14

15 Calcolo dei risparmi I risparmi non si possono misurare direttamente, ma vanno calcolati in base alle misure. (SEAI A guide to Energy Performance Contracts and Guarantees, source EVO) Il riferimento a livello internazionale è l IPMVP. I volumi IPMVP sono disponibili in Italiano e liberamente scaricabili. 15

16 Spunti di riflessione I sistemi di supervisione, controllo e acquisizione dati (SCADA), etc. si basano sulla disponibilità di dati di consumo, produzione, etc e sulla possibilità di comunicazione fra sensori, attuatori, centri di controllo ed elaborazione, etc. È dunque fondamentale accelerare la diffusione dei sistemi di misura, tenendo presente che: l intelligenza non sta nel dispositivo, ma in come si usa e si progetta il sistema; sono necessari investimenti che non si ripagano solo direttamente, ma anche grazie agli interventi che consentono di realizzare; la misura non porta solo benefici energetici; la capillarità dei sistemi di misura può crescere in modo modulare e per gradi, in funzione delle esigenze La misura e i sistemi di controllo e gestione sono uno strumento essenziale per l efficienza! 16

17 La cogenerazione Fonte figure: GSE. La cogenerazione consiste nella produzione congiunta di energia termica ed elettrica e/o meccanica. (Nel caso fornisca anche energia frigorifera si parla di trigenrazione). Le taglie spaziano dalle centinaia di MWe del petrolchimico al kwe del residenziale. Le tecnologie impiegate comprendono turbine a ciclo combinato, motori alternativi, turbine a vapore, turbine a gas rigenerative, celle a combustibile, motori Stirling, ORC. I combustibili impiegabili sono gas naturale, GNL, gasolio, biomasse solide, oli vegetali, etc. 17

18 Elettricità e calore Rapporto fra impiego di energia termica ed ele1rica (BEN 2014) Tessile e abbigliamento Chimica 7,0 6,0 Industria delle costruzioni Usi elettrici: 9,2 Mtep Usi termici: 18,7 Mtep Fonte: elaborazioni FIRE su dati MiSE Petrolchimico Carta e stampa 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Materiali da costruzione Alimentare e tabacco Altre manifaduriere Vetro e ceramica Minerali non metalliferi Meccanica Industria estraava Metallurgia Fonte: FIRE su dal MiSE 18

19 Cogenerazione, tecnologie e taglie Fonte: Macchi, Campanari, Silva La microgenerazione a gas naturale 19

20 Cogenerazione, tecnologie e taglie Fonte: Macchi, Campanari, Silva La microgenerazione a gas naturale 20

21 Cogenerazione: domanda di calore Fonte: GSE. 21

22 Cogenerazione e territorio Coniugare le esigenze del territorio con la produzione industriale: la cogenerazione delle cartiere serve la rete di teleriscaldamento cittadino. 22

23 Cogenerazione: domanda di calore Fonte: GSE. 23

24 I benefici della cogenerazione La cogenerazione ad alto rendimento garantisce alcuni benefici che l hanno resa nel tempo una soluzione interessante e promossa a livello legislativo: consente di migliorare il fattore di utilizzo dell energia primaria del 10-15% (si definisce ad alto rendimento, o CAR, la cogenerazione con PES>10% o PES>0 nel caso di potenze inferiori a 50 kwe); in termini di sfruttamento del combustibile per la produzione dell energia termica è seconda solo alle pompe di calore; riduce le emissioni globali; diminuisce i flussi elettrici sulle reti di trasporto e distribuzione; può contribuire al miglioramento della power quality dell utente e alla stabilizzazione delle reti. La cogenerazione è particolarmente adatta laddove l utente finale presenti una domanda termica rilevante e continuativa, possibilmente associata a un analoga richiesta elettrica. 24

25 Efficienza: un intervento, molti benefici Spesa pubblica Risorse disponibili Valore degli asset Risparmi energetici Emissioni climalteranti Sicurezza energetica Fornitura di energia Anche a livello del singolo i benefici non energetici (NEBs) possono essere superiori a quelli energetici! Gestione delle risorse Miglioramento dell efficienza energetica Fonte: elaborazione FIRE di figura IEA. Prezzi dell energia Inquinamento locale Effetti macro economici Occupazione Salute Mitigazione povertà energetica Produzione industriale 25

26 Ampliare la visione Guardando il prodotto una buona parte degli impatti (energia, emissioni, etc.) sono legati anche alle fasi a monte e a valle della produzione. Valutare gli impatti sul prodotto delle azioni interne ed esterne può aiutare a mettere in luce possibilità di migliorare le fasi esterne diminuendo impatti, costi e migliorando l immagine del prodotto. CED$[GJ]$ Downstream( Core( Upstream( Baseline(scenario( Ligh/ng( Electric(motors( Hea/ng((possible(fuel( switching)( Forkli=( Air(compressors,(from( fixed(to(variable(speed( Heat(recovery( LCA(1( LCA(2( LCA(3( ( 26

27 Dall economia lineare (Fonte: European Commission) 27

28 All economia circolare Pacchetto EU sull economia circolare, adottato a dicembre 2015 (Fonte: European Commission) 28

29 Considerazioni Gli strumenti che favoriscono l efficienza energetica e la strutturazione dei progetti (diagnosi, SGE, misura, etc.) sono supportati a livello legislativo. L innovazione tecnologica rende oggi disponibili soluzioni affidabili e molto interessanti sotto il profilo costi/benefici. Conoscere e rendere efficienti i propri processi è una necessità, ma.. senza dimenticare una visione d insieme su tutto il ciclo di vita del prodotto perché l uso efficiente delle risorse che si imporrà sempre di più nei prossimi anni può essere un opportunità 29

30 Prossimi eventi e formazione di FIRE 21 giugno 2016 Convegno ISO I sistemi di gestione dell energia: un trampolino per il futuro FIRE offre alle imprese e ai professionisti corsi su misura e con moduli predefiniti su tutte le tematiche dell energy management: energy manager ed EGE; diagnosi energetiche, studi di fattibilità, IPMVP e certificazione CMVP; tecnologie efficienti, cogenerazione, fonti rinnovabili; sistemi di gestione dell energia ISO 50001; ESCO, finanziamento tramite terzi e EPC; contrattualistica per l energia, LCCA, green procurement; forniture di elettricità e gas, usi delle biomasse; certificati bianchi e altri incentivi per l efficienza energetica e le fonti rinnovabili. 30

31 Grazie! Nome relatore, FIRE

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