I vantaggi di una corretta Gestione energetica

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1 I vantaggi di una corretta Gestione energetica Campagna di diffusione ed informazione energetica CARTHAGO Associazione tecnico scientifica Direttore Scientifico Ing.Domenico Miele Via circumvallazione 3, Roccarainola (Na) tel Associazione Carthago 1

2 La Figura dell Energy Manager Il responsabile per la conservazione e l'uso razionale dell'energia, detto anche Energy Manager (E.M), è una figura obbligatoria introdotta in Italia dalla Legge 10/91 ( Art.19) per le imprese del settore industriale con consumi energetici annui superiori ai tep e per i soggetti del terziario che superino i tep. I responsabili per la conservazione e l'uso razionale dell'energia individuano le azioni, gli interventi, le procedure e quanto altro necessario per promuovere l'uso razionale dell'energia. E.M. Cerca di conciliare le necessità di bilancio aziendale attraverso una riduzione dei costi destinati all energia (elettrica e termica) e ad un uso razionale delle risorse disponibili nell ottica del rispetto ambientale. Considerando che ai valori di energia primaria espressi in (tep) corrispondono valori in (MWh) secondo la tabella allegata alla circolare n.219/f del MICA è, pertanto facile quantizzare l energia per la quale effettuare la nomina. EQUIVALENTE ENERGETICO Dl ALCUNI PRODOTTI COMBUSTIBILI 1. Gasolio 1 t = 1,08 tep 2. Gas di petrolio liquefatti (GPL) 1 t = 1,10 tep 3. Benzine 1 t = 1,20 tep 4. Carbone di legna 1 t = 0,75 tep 5. Legna da ardere 1 t = 0,45 tep 6. Gas naturale 1000 Nm 3 = 0,82 tep 7. Elettricità fornita in alta e media tensione 1 MWh = 0,23 tep fornita in bassa tensione 1 MWh = 0,25 tep Associazione Carthago 2

3 Il campo d azione ufficiale Settore Industriale: Circa il 50% del fabbisogno energetico nazionale con la soglia ( tep/anno): 1. Unica risorsa energetica elettricità: Energia elettrica: MWh/anno Energia termica: 0 (prodotta da combustibili come gas metano, gpl ecc) Caso tipico di un azienda di produzione meccanica (35.1% del settore) con tipologia di assorbimenti prettamente elettrici anche per il condizionamento effettuato tramite pompe di calore. 2. Caso (più comune) rappresentato da due fonti energetiche (elettricità e gas) Energia elettrica MWh/anno Energia termica: MWh/anno Caso tipico di un azienda di produzione meccanica (35.1% del settore) con tipologia di riscaldamento a metano di mq di depositi, aree di produzione, uffici ecc, per un consumo totale di Nmc di gas metano Associazione Carthago 3

4 Il campo d azione ufficiale Settore Civile, Terziario, enti locali: Circa il 25% del fabbisogno energetico nazionale con la soglia (1.000 tep/anno): 1. Unica risorsa energetica elettricità: Energia elettrica: MWh/anno Energia termica: 0 (prodotta da combustibili come gas metano, gpl ecc) Caso tipico di un istituto di credito con diverse filiali aventi complessivamente assorbimenti prettamente elettrici e il condizionamento effettuato tramite pompe di calore elettriche. 2. Caso (più comune) rappresentato da due fonti energetiche (elettricità e gas) Energia elettrica MWh/anno Energia termica: 1916 MWh/anno ( Nmc di gas metano) Caso tipico di un istituto di credito con diverse filiali aventi complessivamente (5.000 mq di uffici, condizionamento elettrico estivo, e riscaldamento invernale a metano) Associazione Carthago 4

5 Il campo d azione ufficiale Non tutti i consumi nei vari settori merceologici (Industria e Terziario) vengono gestiti da E.M.; Come è facile intuire dai dati energetici rappresentati, le aziende che sono obbligate all istituzione ufficiale dell E.M. sono rappresentate solo dalle grandi realtà aventi costi energetici rilevanti (>3,5 M ); Anche il Terziario risulta coinvolto parzialmente come numero di attività con costi superiori a 600 k. Dai dati FIRE/ENEA è possibile quantizzare il valore dell aliquota di energia non gestita: Essendo nel 2002: 105Mtep il valore dell energia PRIMARIA corrispondente agli E.M. nominati; 190 Mtep il valore dell energia PRIMARIA complessivamente consumata a livello nazionale; Circa 80Mtep (40% fabbisogno nazionale) non sono soggetti ad un razionale utilizzo con inevitabili ripercussioni sui costi da sostenere per le PMI ed il piccolo terziario. Associazione Carthago 5

6 Il campo d azione futuro Volendo essere più dettagliati è possibile effettuare una stima delle diverse fonti energetiche (Energia elettrica, Gas Metano, Petrolio ecc) che contribuiscono al valore degli 80 Mtep non gestiti. Questa analisi percentuale renderà evidente i campi di azione e la percentuale di risparmio conseguibile con diversi interventi di programmazione energetica. Considerando che l energia elettrica, il gas metano ed il petrolio, rappresentano rispettivamente in percentuale il 18, 29 ed il 51 del fabbisogno energetico nazionale, è facile stimare che gli 80 Mtep sono così divisi: Gas Metano: 24 Mtep cioè 29 MLD di NMC E.E: 15 Mtep, MWh (4 volte il fabbisogno energetico della Campania) Petrolio e derivati: 41 Mtep Associazione Carthago 6

7 Il campo d azione futuro Allargare gli orizzonti dell Energy Management per le aziende significa: Ridurre i costi per l approvvigionamento energetico (gas, energia elettrica); Ridurre le fonti inquinanti e rispettare l ambiente; Migliorare la propria immagine sul mercato; Ottenere benefici economici dagli operatori del mercato energetico (fornitori ed E.S.CO). QUINDI: Le PMI che rappresentano il carburante della nostra economia dovrebbero fare dell ENERGY MANAGER un istituzione Aziendale, un vero e proprio ruolo all interno del MANAGEMENT AZIENDALE. Associazione Carthago 7

8 Terziario e Civile Tipologie di intervento settoriali Costituita da milioni di centri di consumi diffusi a tappeto sul territorio nazionale. Essendo una tipologia standard e numerosa risulterebbe utopistico pensare di nominare un E.M. per ogni civile abitazione. Una valida soluzione potrebbe essere rappresentata dagli E.M. nominati presso gli enti locali; L E.M. nell ambito del proprio territorio potrebbe promuovere una serie di iniziative di diffusione, magari delle linee guida per: 1. Scelta degli elettrodomestici con maggiore efficienza; 2. Analisi termiche relative all effettivo fabbisogno (estivo/invernale) in KWh/mq; 3. Scelta della tipologia di condizionamento: a. Pompa di calore con recupero termico dal condensatore; b. Caldaie a condensazione; c. Gruppi ad assorbimento a gas Metano per il condizionamento estivo di interi agglomerati residenziali (condomini); 4. Illuminazione controllata ed con alta efficienza; Associazione Carthago 8

9 Terziario e Civile Tipologie di intervento settoriali L E.M. Comunale rappresenterebbe un riferimento per tutte le scelte progettuali (edilizia ed impiantistica) a valle delle quali attuare i relativi interventi territoriali. Tutte le considerazioni tecniche-progettuali potrebbero essere raccolte in un documento ufficiale e rese propedeutiche nel rilascio di concessioni edilizie. Allestire in tutti i comuni uno sportello energetico, (costituito magari dallo staff dell E.M) per trasferire al pubblico : a. tutte le novità nel settore delle tecnologie efficienti; b. Informare sulle possibilità di finanziamento disponibili nel settore delle rinnovabili (solare termico e fotovoltaico); c. Proporre il Project Financing con società (E.S.CO.) per la realizzazione di interventi. Associazione Carthago 9

10 Tipologie di intervento Terziario e Civile analisi dei possibili risultati conseguibili con il solare termico Ecco come varierebbe il fabbisogno energetico predisponendo il solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria nelle civili abitazioni. Nel passaggio dalla soluzione con scaldabagno elettrico a quella con caldaia a gas integrata da collettori solari, il consumo energetico procapite passa da 4,93 a 0,87 kwh. Considerando un utilizzo diffuso della caldaia a metano il risparmio di energia si ridurrebbe a circa 1,2 kwh procapite che a livello nazionale corrisponde a: MWh cioè 2 miliardi di mc di metano e circa 2 Mtep/anno Associazione Carthago 10

11 Aspetto Economico del solare termico Tipologie di intervento Terziario e Civile Esempio: Una famiglia di 4 persone che consuma litri di acqua calda a persona ogni giorno, per un totale di mila litri annui spende circa 600 Euro per riscaldare l'acqua con energia elettrica e 400 Euro se la scalda con caldaia a metano. Se l'impianto solare integra la caldaia il risparmio annuo oscilla tra Euro ed in 5 anni si ammortizza una spesa di Euro. Una riduzione complessiva dell'82% dei costi energetici. Le utenze domestiche e pubbliche, di piccola taglia, potrebbero essere incentivate, in analogia con i provvedimenti sulle rottamazioni, ad una sostituzione dello scaldabagno elettrico. Le agevolazioni statali consentono, inoltre, di detrarre dalle tasse parte delle spese di acquisto e di installazione. Associazione Carthago 11

12 Tipologie di intervento Terziario e Civile pompe di calore La pompa di calore è un apparecchio in grado di prelevare calore da un ambiente freddo e trasferirlo ad un altro più caldo. Si realizza così un processo inverso a quello che avviene in natura, ove il calore si trasferisce sempre da un ambiente a temperatura superiore ad un altro a temperatura inferiore. La pompa di calore (come è peraltro riconosciuto dalle specifiche leggi sul risparmio energetico (L.308/82,L. 9/91,L.10/91 e relativi regolamenti di attuazione) è un sistema che può realizzare un reale uso razionale dell energia poichè: è un sistema più flessibile rispetto all impiego di "due" differenti apparecchi per riscaldare e raffrescare un ambiente; la pompa di calore azionata elettricamente (sistema a compressione) oltre ad essere molto sicura ed altamente affidabile, non inquina l ambiente anche per l assenza di emissioni nocive in atmosfera nel luogo di installazione Associazione Carthago 12

13 Tipologie di intervento Terziario e Civile pompe di calore elettriche Consideriamo il caso: Appartamento/ufficio di 100 mq (300 mc) Per condizionarlo con Pompa di Calore (24 C d estate e 22 C d inverno) : Potenza elettrica W Energia elettrica 144 KWh/giorno (8 ore giornaliere) Costo giornaliero 18 Costo medio Annuale Euro Una soluzione per ottimizzare questi costi è rappresentata dal nuovo sistema a recupero termico applicato ai nuovo modelli Associazione Carthago 13

14 Tipologie di intervento Terziario e Civile pompe di calore elettriche a recupero termico In base al principio di funzionamento dei comuni condizionatori; tutto il calore assorbito dai nostri ambienti viene disperso all esterno; Oggi è possibile recuperare attraverso uno scambiatore questo calore a costo praticamente zero ed utilizzarlo per la produzione di acqua calda sanitaria; Il recupero termico è ottenuto tramite uno scambiatore (acqua-fluido refrigerante) che integra il vecchio sistema a ventilazione e trasferisce l energia termica all acqua fino a C. La produzione di acqua calda 240 lt/h ottenibile dalla climatizzazione di un locale da 100mq consente di risparmiare quotidianamente circa 5 mc di gas (1,5 /giorno)* Supponendo di climatizzare per 8 mesi il risparmio conseguibile rispetto ad una tradizionale pompa di calore è quantizzabile in: mc di gas metano (330 /anno) kwh di energia elettrica (3.500 /anno) Sostituendo Boiler elettrici Associazione Carthago 14

15 Tipologie di intervento Terziario e Civile pompe di calore elettriche a recupero termico Ricapitolando i costi sostenuti per il locale da 100mq: 1. Costo Energia Elettrica Costo evitato con il riscaldamento dell acqua (330 ) Costo totale (-17%) Pensate alle tante possibili applicazioni nel terziario e nel civile : Beauty Center (in cui si ha la continua necessità di condizionare e utilizzare acqua calda); Il settore ristorazione/alberghiero (nelle cucine o addirittura nelle camere); Negli uffici e studi medici; Nei centri sportivi; Nei condomini; Associazione Carthago 15

16 Tipologie di intervento Terziario e Civile caldaie a condensazione A supporto delle pompe di calore per la produzione di acqua calda possono essere utilizzate le caldaie a metano con condensazione. Rispetto alla tipologia tradizionale presenta: Maggiore efficienza (+17%); Incremento dei risparmi* (-200 ); Rispetto dell ambiente* (- 450 mc di metano); 16 *Esempio tipico di un locale da 100 mq, caldaia da 30 kw utilizzata sia per il riscaldamento che per la produzione di acqua calda sanitaria

17 Tipologie di intervento Terziario e Civile Pompe di Calore Endotermiche (A gas Metano) L alimentazione elettrica è la più facile da realizzare e quindi la meno costosa a livello di macchina, anche se l energia elettrica non sempre è disponibile nella quantità richiesta e spesso è molto cara. E possibile alimentare il compressore con il gas metano, questo lo si ottiene sostituendo il motore elettrico con uno a combustione (Endotermico). Con questa versione si ottiene un risparmio energetico medio del 25% rispetto ad una pompa di calore elettrica (considerando gli attuali sistemi di produzione di energia elettrica in Italia), con una conseguente riduzione delle emissioni di CO 2 in atmosfera. Dal confronto si deduce che il rapporto tra l energia termica utile e l energia primaria utilizzata dalla pompa di calore elettrica è del 106,5%, contro il 144% della pompa di calore endotermica a gas. Questo elevato valore di rendimento si abbina positivamente alle riduzioni del prezzo del gas dovuto alle agevolazioni che le maggiori aziende distributrici praticano per i consumi estivi. Associazione Carthago 17

18 Tipologie di intervento Terziario e Civile Pompe di Calore Endotermiche Vantaggi economici e ambientali investono tutti i livelli: dall utente finale, che evita costosi ampliamenti del contratto di fornitura di energia elettrica, all azienda elettrica, che evita l adeguamento della rete per la riduzione dell incremento di richiesta di energia (attualmente le richieste di energia elettrica estiva stanno superando quelle invernali soprattutto per l aumento generale della climatizzazione); Maggior efficienza in condizioni di progetto, grazie all uso dei reflui termici utilizzabili sia per aumentare le prestazioni della pompa di calore che nel riscaldare tramite scambiatori l acqua sanitaria; Da molti anni negli Stati Uniti (soprattutto per i grandi impianti) ed in Giappone (specialista nel settore residenziale) le macchine frigorifere endotermiche a gas, quasi esclusivamente nella versione in pompa di calore (GHP), sono già utilizzate. In Italia, invece, i gruppi endotermici a gas rappresentano una piccolissima quota di mercato dei refrigeratori d acqua (probabilmente non superiore all 1%). Applicazioni Gli alberghi, gli ospedali, le case di riposo, i centri sportivi e tutti quegli impianti che richiedono contemporaneamente energia termica e frigorifera superiore a 70 kw. Associazione Carthago 18

19 Tipologie di intervento Terziario e Civile gruppi ad assorbimento per condizionamento centralizzato Condizionamento a gas (metano o GPL) Completa flessibilità, garanzia di continuità e controllo dei costi Rispetto ai sistemi di condizionamento che utilizzano corrente elettrica, i climatizzatori a metano/gpl offrono un'alternativa economica e soprattutto ecologica, dal momento che non usano fluidi refrigeranti sintetici come i CFC/HCFC o HFC, ma solo elementi naturali come acqua e ammoniaca. I vantaggi Una sola unità per condizionare in estate e riscaldare in inverno: se esiste già il riscaldamento, sono disponibili unità per il solo condizionamento. Minimi costi di gestione: il sistema riduce il fabbisogno di elettricità dell'88%, e richiede per ogni unità solo 2,51 m3/h di gas naturale e 0,82 kwh di energia elettrica monofase per produrre 17,49 kw di capacità frigorifera. Il costo per un locale da 100 mq è: 1,6 /h contro i 2,34 /h sè ottenuto con pompa di calore elettrica tradizionale 532 /anno per il solo condizionamento estivo ( ( 50% della pompa di calore) Associazione Carthago 19

20 Tipologie di intervento nel civile architettura bioclimatica Possiamo definire "architettura bioclimatica" quel tipo di architettura che ottimizza le relazioni energetiche con l'ambiente naturale circostante mediante il suo disegno architettonico. La parola "bioclimatica" vuole mettere in relazione l'uomo, "bios", come utente dell'architettura davanti all'ambiente esterno, il "clima", essendo l'architettura un risultato della interazioni fra entrambi; L'architettura bioclimatica è quella che sfrutta le brezze estive per raffrescare e ventilare gli ambienti interni, quella che si apre al sole in inverno e si chiude in estate; In questa architettura le superfici vetrate si orientano verso sud e si schermano durante la notte per evitare le fughe di calore; Utilizzare l energia solare attraverso impianti fotovoltaici e collettori solari integrati alla struttura; Associazione Carthago 20

21 E CARTHAGO. Promuove tutta una serie di iniziative in collaborazione con gli enti locali e le associazioni del settore, al fine di rendere capillari le conoscenze per un corretto uso delle fonti energetiche. Le iniziative in corso: Progetto ESI (Energy Saving Institute): Obiettivo primario del progetto, è la definizione per ogni scuola dei relativi STANDARD ENERGETICI al fine di disporre di un valore di riferimento per la definizione dei possibili interventi. A tal fine sono impegnati direttamente gli stessi alunni ed insegnanti attraverso un supporto di professionisti del settore. Studi di fattibilità energetica e piani di investimento per aziende ed enti pubblici; Progettazione e realizzazione di soluzioni specifiche per il recupero dell energia energia termica nel condizionamento. Convegni, mostre e nel 2005 anche corsi tecnici di formazione. Associazione Carthago 21