Il Quadro conoscitivo

Transcript

1 Premessa Il Quadro conoscitivo Il Piano Energetico Comunale è uno strumento di pianificazione fondamentale per il governo del settore energia. Consiste in sintesi nel rilievo, analisi ed interpretazione del livello dei consumi energetici suddivisi per settori di attività, nell individuazione degli interventi di risparmio energetico maggiormente efficienti/efficaci in rapporto alle caratteristiche dello scenario individuato, nella stesura di programmi per la promozione dell utilizzo delle fonti rinnovabili. Il meccanismo della pianificazione energetica prevede, in primo luogo, la redazione del quadro conoscitivo, questo perché tutti i fenomeni che vogliamo migliorare devono essere prima osservati, quantificati e capiti. In una fase successiva saranno definite le azioni concrete da porre in essere. Quadro Conoscitivo (quadro di riferimento e individuazione di tipicità) Pianificazione degli Interventi (Piano di Azione) (Efficacia- Efficienza) MONITORAGGIO Nelle pagine che seguono vengono presentati alcuni dei dati più significativi del Quadro Conoscitivo del PEC di Collesalvetti, la cui struttura può essere così schematizzata: Dati sui Consumi Energetici Dati relativi ai consumi energetici suddivisi per settore di utilizzo e per vettore energetico (gas metano, prodotti petroliferi, energia elettrica) Fattori che influenzano i Consumi Dinamica della Popolazione Contesto Abitativo Clima Attività Economiche Potenzialità del Territorio (rispetto alle fonti energetiche rinnovabili) Stima del potenziale teorico rispetto alle caratteristiche del territorio (geografiche, morfologiche, climatiche..) Fonti Energetiche Rinnovabili Esistenti 1

2 Dati sui Consumi Energetici La variazione media dei consumi di energia primaria risulta negativa dal 99 al 2004 e ciò anche per il settore civile nonostante vi sia stato un incremento sia della popolazione che delle edificazioni. Questo è, verosimilmente, il segnale di una maggiore attenzione dei progettisti e costruttori all aspetto energetico e di un miglior rapporto tra abitanti e superficie coperta occupata. Consumi complessivi per settore nel Comune di Collesalvetti (Tep/anno) Variaz. % 2004 su 1999 Agricoltura e Pesca ,2 Trasporti ,3 Civile ,2 Industria ,8 TOTALE ,0 Bilancio energetico complessivo per abitante e per fonte energetica: Anno 2004 Consumi totali (Tep) Consumi per abitante (Tep/abit) Prodotti Petroliferi ,44 Metano ,30 Elettricità ,46 TOTALE ,20 Ogni cittadino, mediamente, e considerando tutti i settori, ha un fabbisogno di 6,20 Tep 1 /abit*anno, di circa il 10% in più rispetto ai consumi medi della Provincia di Livorno (5.74 Tep/abit*anno). Per il settore civile, sia per i consumi di energia elettrica che di metano, si nota un ottimo posizionamento del Comune di Collesalvetti rispetto ad altre aree geografiche (nella valutazione dei consumi di metano si tiene già conto dei diversi valori di temperatura media delle località mediante il parametro GG=Grado Giorno). Collesalvetti Prov. Livorno Toscana Italia Consumi procapite di Energia elettrica per utenze domestiche kwh/abit*anno Collesalvetti Prov. Livorno Toscana Italia Unità di misura convenzionale che consente di esprimere in una unità di misura comune le varie fonti energetiche, tenendo conto del loro diverso potere calorifico. In sostanza una TEP rappresenta la quantità di calore ottenibile da una tonnellata di petrolio. In pratica, se misuriamo in TEP il carbone, significa che stiamo prendendo in considerazione quella quantità di carbone che può produrre tanto calore quanto una tonnellata di petrolio. (Ricordiamo che: 1 Kcal = J = 1,16 x 10-3 kwh = 1x10-7 TEP). 2

3 Consumo di metano per utenze domestiche per mq di superficie e per GG: anno 2003 Parma Cremona Padova Bergamo Pisa Pavia Prato Novara Massa Livorno Caserta Vicenza Siena Pistoia Foggia COLLESALVETTI Alessandria Grosseto Brescia 0,0029 0,0027 0,0070 0,0081 0,0068 0,0062 0,0061 0,0059 0,0058 0,0056 0,0055 0,0054 0,0050 0,0048 0,0048 0,0045 0,0044 0,0044 0,0041 0,0000 0,0010 0,0020 0,0030 0,0040 0,0050 0,0060 0,0070 0,0080 0,0090 [mtep anno/mq*gg] Fattori che influenzano i Consumi 1) Dinamica della Popolazione: La previsione sulla popolazione permette di valutare il fabbisogno energetico futuro del Comune in relazione ai consumi del settore domestico. Il piano strutturale in fase di redazione prevede a fine 2016 un incremento di circa 2700 residenti nel Comune che, rapportato alla popolazione esistente, fornisce un incremento del 17% nel periodo. Analogamente, a politiche energetiche invariate (essenzialmente di tipo costruttive per l edilizia), si prevede un equivalente aumento percentuale di energia primaria nel settore domestico. Sarà necessario utilizzare a fondo tutti gli strumenti di regolazione disponibili per riuscire ad incidere su questo rapporto di proporzionalità fra dinamica della popolazione e consumo di energia nel settore domestico. Ricordiamo, a titolo esemplificativo, che la legge finanziaria 2007, incentiva notevolmente il miglioramento dell efficienza energetica degli edifici, riconoscendo una detrazione pari al 55% dei costi sostenuti per interventi di efficientamento energetico. Dinamica demografica: Confronto Comune di Collesalvetti e Provincia di Livorno Residenti Provincia Provincia Collesalvetti Residenti Collesalvetti Provincia Collesalvetti

4 2) Contesto Abitativo: La stima dell età degli edifici e della tipologia costruttiva degli stessi permettono sia di individuare le linee prioritarie di intervento per il miglioramento dell efficienza energetica, sia di valutare l opportunità di istituire politiche energetiche volte a incentivare l installazione di impianti solari. Classi energetiche utilizzate per la certificazione Casa Clima (Bolzano) Classe Classe A Classe B Classe C Classe D Classe E Classe F Classe G Fabbisogno di Calore 30 kwh/m 2 anno 50 kwh/m 2 anno 70 kwh/m 2 anno 90 kwh/m 2 anno 120 kwh/m 2 anno 160 kwh/m 2 anno 160 kwh/m 2 anno Stima delle classi energetiche (secondo il modello Casa Clima) degli edifici nel Comune di Collesalvetti per tipologia di costruzione e per età. Edifici Totale N Classe energetica stimata (vedi schema precedente) Di cui per abitazione Tipo di materiale: Muratura portante Classe F-G Tipo di materiale: Calcestruzzo armato 555 Classe E Tipo di materiale: Altro 307 Classe F Epoca di costruzione N edifici Prima del Classe G Dal 1919 al Classe F-G Dal 1946 al Classe F Dal 1962 al Classe E Dal 1972 al Classe E Dal 1982 al Classe D-E Dopo il Classe D Alloggi N Totale di alloggi N Totale in Centri abitati N Totale in Nuclei abitati 410 N Totale in Case sparse 574 Superficie media delle abitazioni occupate abitualmente (media provinciale 86,45: Collesalvetti la più alta in Provincia) 92,93 mq Superficie media per occupante (inferiore alla media Provinciale: 35,53) 34,40 Numero di nuclei familiari nel Percentuale di popolazione con più 75 anni (media provinciale 11,14 %) 8,9 % Le abitazioni di Collesalvetti presentano una superficie media per occupante inferiore alla media provinciale e ciò si riflette anche in un minor consumo energetico/abitante. 4

5 Il dato sul numero di interni per edificio indica una prevalenza di edifici monofamiliari e bifamiliari ; questo potrebbe essere un fattore positivo soprattutto per la diffusione degli impianti solari (fotovoltaici e termici): - perché vuol dire avere una maggior superficie di copertura (tetti) per abitante; - perché risulteranno meno casi di possibili conflitti fra condomini rispetto alla decisione di installare un impianto solare: - perché l impianto potrà essere utilizzato per coprire i consumi familiari e non solamente quelli condominiali (luce scale, ascensore); Contesto abitativo del Comune di Collesalvetti: n di interni per edificio ripartizione percentuale 50,00% 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% Numero di Interni per edificio: Confronto Collesalvetti Livorno Provincia di Livorno 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% n interni: o 4 Da 5 a 8 Da 9 a e più Collesalvetti 47,45% 24,78% 14,09% 9,07% 3,60% 1,01% Livorno 26,94% 16,38% 14,83% 17,53% 13,32% 11,00% Provincia di Livorno 38,79% 23,32% 17,07% 11,28% 5,72% 3,82% 5

6 Clima La conoscenza delle caratteristiche meteo-climatiche risulta necessaria al fine di valutare gli interventi edilizi e le tecnologie rinnovabili più adatte al territorio del Comune di Collesalvetti. Parametri climatici e loro utilità ai fini del bilancio energetico DATI METEO-CLIMATICI EFFETTI - UTILITA' Temperatura & Umidità relativa Rappresentano fattori determinanti del fabbisogno energetico necessario per garantire il benessere termoigrometrico (fabbisogno di isolamento, riscaldamento, raffrescamento) La conoscenza di questi parametri è necessaria per l'orientamento alle tipologie di impianto intervento più efficaci efficienti, progettazione, orientamento regolamenti specifici Piovosità Effetti su potenzialità di raccolta e riutilizzo acque piovane, potenzialità della produzione da biomasse, occasioni di produzione energia idroelettrica, grado di umidità del legname. Utile per dimensionare correttamente i sistemi di sfruttamento delle acque piovane per impieghi non potabili, per la valutazione delle modalità di raccolta e stoccaggio delle biomasse Radiazione solare Fattore determinante della quantità di energia producibile con sistemi fotovoltaici e termici. Utile per la progettazione di impianti fotovoltaici, solari termici e per il miglior orientamento degli edifici. Vento Fattore determinante della quantità di energia producibile con impianti eolici. Utile per la progettazione impianti eolici. Valori medi delle temperature nel periodo per il Comune di Collesalvetti 6

7 COMUNE DI COLLESALVETTI SINTESI ANDAMENTO TEMPERATURE AMBIENTE ANNI TEMPERATURE TIPICHE GIORNALIERE SU BASE MENSILE - VALORI MEDI NEL PERIODO ANDAMENTO TEMPERATURA MASSIMA ANDAMENTO TEMPERATURA MEDIA ANDAMENTO TEMPERATURA MINIMA Temp max giornaliera sqm Temp media giornaliera sqm Temp min giornaliera sqm GENNAIO 11,7 0,7 6,5 1,3 1,9 1,8 FEBBRAIO 13,1 1,8 7,3 1,9 2,1 2,4 MARZO 16,1 1,7 10,0 1,7 4,2 2,4 APRILE 17,6 1,0 12,2 1,0 6,6 1,2 MAGGIO 22,9 1,9 16,8 1,6 10,6 1,5 GIUGNO 26,6 2,0 20,4 1,7 13,9 1,5 LUGLIO 29,6 1,1 23,0 1,0 16,1 1,1 AGOSTO 30,4 1,4 23,7 1,3 17,2 1,4 SETTEMBRE 25,9 1,5 19,4 1,4 13,7 1,4 OTTOBRE 21,3 1,7 15,9 1,5 11,3 2,0 NOVEMBRE 15,3 1,8 10,7 1,9 6,7 2,1 DICEMBRE 11,7 1,6 7,2 1,8 3,1 2,2 fonte: elaborazioni su dati ARSIA 7

8 Medie negli anni dei valori mensili dell umidità relativa e della piovosità per il Comune di Collesalvetti fonte: elaborazioni su dati ARSIA Medie negli anni dei valori mensili del vento per il Comune di Collesalvetti fonte: elaborazioni su dati ARSIA VENTO - PROVENIENZA S-O 8% O 8% N-O 4% N 2% N-E 14% E 17% S 27% S-E 20% 8

9 9

10 Valori medi mensili della radiazione solare su superficie orizzontale nel Comune di Collesalvetti PERIODO ( periodo Radiazione osservazione media Radiazione ) media giornaliera mensile (kw/mq/giorno) (kw/mq/mese) GENNAIO 1, FEBBRAIO 2, MARZO 3, APRILE 4, MAGGIO 5, GIUGNO 6, LUGLIO 6, AGOSTO 5, SETTEMBRE 4, OTTOBRE 2,76 86 NOVEMBRE 1, DICEMBRE 1, ANNO

11 GENERATORI SOLARI FOTOVOLTAICI POTENZIALITA' - COSTO IMPIANTO Il Piano Energetico Comunale del Comune di Collesalvetti parametro climatico locale - irradiazione annua media su mq di superficie orizzontale (kwh/mq) energia annua producibile per generatore di potenza unitaria 1kwp (kwh/kwp) investim ento iniziale per costruzione impianto ( /KWp) Potenzialità del Territorio delle fonti energetiche GENERATORI SOLARI TERMICI POTENZIALITA' - COSTO IMPIANTO parametro climatico locale - irradiazione annua media su mq di superficie orizzontale (kwh/mq) energia annua producibile (kwh/mq) E una tecnologia adatta a impianti di qualsiasi taglia, l impianto può avere carattere integrativo rispetto a utenze servite dalla rete, sia essere creato specificamente per la produzione e la vendita di energia elettrica: il costo degli impianti è direttamente proporzionale alla potenza. Costo del suolo nullo (impianti sui tetti) o comunque basso (terreno agricolo per impianti di grossa taglia non integrati con costruzioni esistenti). Le potenzialità per il territorio risultano alte. Gli impianti di questo tipo hanno funzione integrativa rispetto a impianti di produzione acqua calda alimentati da fonti convenzionali, permettendo una significativa riduzione di consumo/spesa a parità di produzione. Le potenzialità per il territorio risultano alte. investimento iniziale per costruzione impianto ( /mq) 900 Fonti Potenziali di Biomassa nel Comune di Collesalvetti 2 fonti potenziali biomassa Superificie coltivata (ha) Biomassa Residua per ettaro (ton s.s/ettaro) Potere Calorificio s.s. (MJ/kg) Totale annua sostanza secca (ton s.s/anno) Energia Termica annua (MJ/anno) Energia Equivalente (Tep/anno) Sarmenti di vite 111 2, Ramaglia di olivo 163 3, Potatura fruttiferi 12 2, Potatura foreste , Residui cereali , TOTALE Come si vede la potenzialità energetica stimata è abbastanza significativa: il totale di energia termica ricavabile è di oltre GJ/anno (oltre Tep) paragonabile a circa MWh elettrici (energia termica sufficiente per oltre famiglie). Occorre per contro considerare che i soli materiali comunque prodotti e disponibili sono gli scarti agricoli (44 %) e che la disponibilità degli scarti forestali (56%) resta subordinata all attuazione, da parte delle autorità preposte, di politiche di diverso ordine rispetto a quello puramente energetico. 2 ton s.s.: tonnellate di sostanza secca. 11

12 Si può affermare che le potenzialità per impianti di produzione di energia da bio-massa possano ritenersi alte SOLO se si adottano sistemi organizzati di approvvigionamento dei residui cerealicoli. Risulta scarsissima la potenzialità delle bio-masse da residui organici zootecnici. 12

13 Eolico: La mappa della producibilità specifica colloca la zona di Collesalvetti nell ordine di 1000 MWh annui per MW di potenza installata. Ipotizzando l impiego di areogeneratori di potenza superiore a 600 kw, compresi gli oneri per l allacciamento alla rete MT, l investimento necessario può essere stimato tra e per MW installato in funzione dell orografia del sito. 13

14 Effetti di alcune azioni di risparmio energetico: Al pari dell utilizzo delle fonti rinnovabili, le azioni miranti a contenere i consumi energetici possono portare a effetti di riduzione degli impatti ambientali di ampia portata in quanto spalmabili omogeneamente su tutto il territorio. La seguente tabella fornisce un esempio utile per apprezzare l ordine di grandezza dei risparmi energetici conseguibili con alcune semplici azioni: KWh/giorno per abitazione KWh/anno per abitazione numero abitazioni tot KWh/giorno tot KWh/anno 2 LAMPADINE DA 60 W PER UN'ORA 0, TELEVISORE (100W) PER UN'ORA 0, LAVATRICE DA CLASSE "D" A CLASSE "A" FRIGO CONG. DA CLASSE "D" A CLASSE "A" LAVASTOVIGLIE DA CLASSE "D" A CLASSE "A" LAMPADE AD ALTA EFFICIENZA* 262, TOTALE * si ipotizza un risparmio del 70% su un consumo medio a famiglia di 375 KWh/anno 14

15 Fonti Rinnovabili Esistenti Solare Termico Complessivamente nel Comune di Collesalvetti sono installati impianti termici solari per 50 m 2 (n 2 impianti) 3 con un risparmio stimato in kwh/anno. Biomasse Non risultano attualmente presenti impianti dedicati per la produzione di energia da biomasse. La produzione di energia da biomassa per riscaldamento nelle abitazioni può stimarsi a partire dai dati ISTAT. Secondo il censimento ISTAT 2001, nella Provincia di Livorno risultavano le abitazioni il cui impianto di riscaldamento era alimentato da combustibili solidi (presumibilmente legna da ardere) pari al 6.77 % del totale delle abitazioni. Utilizzando la stessa proporzione, si può stimare, per il Comune di Collesalvetti, in circa 400 le abitazioni che utilizzano legna per produrre calore per il riscaldamento. In base ai valori medi delle abitazioni del Comune di Colleslavetti si può stimare in 270 m 3 la volumetria di ciascuna abitazione. Secondo l Associazione Italiana Energia dal Legno sono necessari in un anno circa m 3 legna 4 per riscaldare 1 m 3 di volume ambientale. In base alle suddette stime delle abitazioni e dei volumi riscaldati solo con legna risulta che per il Comune di Collesalvetti si avrebbero i seguenti consumi di Biomassa da legna: ton legna/anno che si stima pari a 333 Tep Fotovoltaico Dalla seguente tabella si nota come nel Comune le domande ammesse a beneficiare del Conto Energia (complessivamente 12 domande) ammontino a un totale di 271 kw di potenza installabile (potenza di picco). Dalla tabella si nota come nel Comune siano state avanzate richieste solo per impianti con taglia inferiore a 50 kw mentre in Toscana oltre il 30% delle domande riguardano impianti con taglia maggiore di 50kW (in Italia circa il 27%). Il Comune di Collesalvetti si distingue rispetto al territorio regionale e a quello nazionale per l elevato rapporto potenza/abitanti in quanto il valore è quasi 4 volte il dato regionale (16.79 kw/1000 abitanti nel Comune contro i 4.26 kw/1000 abitanti in Toscana); rapporto similare tra Comune e Regione si riscontra nell altro indicatore relativo alla potenza/superficie (2.52 kw/kmq contro 67 kw/kmq). Nei confronti del territorio nazionale il rapporto tra i suddetti indicatori è di circa 2.5 per il primo e di 2 per il secondo. Una ragione di tale maggiore interesse della popolazione/aziende del Comune è probabilmente individuabile nelle azioni di sensibilizzazione alle problematiche energetiche intraprese dall Amministrazione comunale. Impianti fotovoltaici: Domande ammesse al Conto Energia confronto Collesalvetti/Toscana/l Italia DOMANDE AMMESSE AL CONTO ENERGIA PERIODO COLLESALVETTI TOSCANA ITALIA (Impianti con taglia < 50 KW) Potenza complessiva (kw) (Impianti con taglia > 50 KW) Potenza complessiva (kw) TOT potenza (kw) POPOPOLAZIONE Estensione Kmq (impianti con taglia <50 Kw) Potenza (kw) di installazione 16,79 2,73 4,94 richiesta per 1000 abitanti TOTALE potenza (kw) per 1000 abitanti 16,79 4,26 6,63 (impianti con taglia <50 Kw) Potenza (kw) di installazione richiesta per Kmq 2,52 0,43 0,96 TOTALE potenza (kw) per Kmq 2,52 0,67 1,29 3 Dato aggiornato ad agosto Si ipotizza che 1 kg di legna (U%=30) equivalga a 3.4 kwh di energia. 15

16 kw/(1000 abit) Impianti Fotovoltaici: Potenza degli impianti ammessi (kw per 1000 abitanti) COLLASALVETTI TOSCANA ITALIA kw/kmq Impianti Fotovoltaici: Potenza degli impianti ammessi (kw per Kmq) COLLASALVETTI TOSCANA ITALIA 0 Impianti con taglia <50 kw TOTALE Impianti 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Impianti con taglia <50 kw TOTALE Impianti Nel territorio comunale sono già installati generatori fotovoltaici per un totale di circa 25 kwp con un risparmio complessivo stimato in kwh. Un importante impianto riguarda quello installato in località Grecciano presso la Stazione Multienergy Agip Grecciano Sud. In tale sito l ENI ha installato un impianto di generazione elettrica da fonte rinnovabile del tipo misto Fotovoltaico-Eolico; tale impianto è finalizzato essenzialmente alla produzione di idrogeno da utilizzarsi come carburante per veicoli sperimentali. Complessivamente l impianto ha una potenza di 80 kw. La parte fotovoltaica dell impianto ha una potenza di 19.8 kw picco ed utilizza moduli fotovoltaici in silicio cristallino. Il campo fotovoltaico è composto da 6 sezioni, ciascuna delle quali contiene, in parallelo, n 2 stringhe da 22 moduli collegati in serie. Pertanto, ciascuna sezione genera Wp con una tensione di massima potenza pari a 374 V. La produzione di energia annua media è stimata in kwh con un risparmio energetico pari a 5.24 Tep. Sul territorio comunale sono stati, inoltre, installati alcuni punti di illuminazione stradale alimentati con generatori fotovoltaici. Le caratteristiche dei generatori risultano i seguenti: - Pannello fotovoltaico in silicio cristallino di potenza minima 180 Wp. - Plafoniera stagna con lampada a vapori di sodio a bassa pressione potenza 26 W. - Batteria a 12 V. accumulo 125 Ah Eolico Attualmente l unico impianto eolico sul territorio comunale risulta essere quello in loc. Grecciano presso la Stazione Multienergy Agip Grecciano Sud ; tale impianto, insieme all impianto fotovoltaico ivi co-installato è destinato alla produzione di idrogeno (vd. sopra). L impianto eolico è costituito da n 3 turbine per una potenza nominale installata pari a 60 kwp. Gli areogeneratori sono posti a 18 metri di altezza (asse del mozzo); ciascuno è costituito da una turbina 3-pala che trasforma l energia del vento in energia elettrica mediante un generatore sincrono multipolare a magneti permanenti. Il diametro del rotore è pari a 8 metri; la velocità minima di avvio è di 3.5 m/s mentre quella massima sopportata è di 37.5 m/s. La produzione annua media energia elettrica è stimata in kwh pari a un risparmio di Tep. 16