Progetto WATACLIC (WATer Against CLimate Change) L esperienza del Gruppo Hera

Transcript

1 Progetto WATACLIC (WATer Against CLimate Change) Workshop 3 Campagna C4 - Risparmio di acqua ed energia: prospettive e potenzialità nei servizi idrici L esperienza del Gruppo Hera Roma, 13 maggio 2010 Presentazione a cura di Ricerca e Sviluppo Hera SpA

2 Introduzione Gruppo HERA: i numeri chiave (Fonte: Bilancio di sostenibilità Hera 2009) 1,1 milioni di clienti gas milioni di m 3 di gas venduto 1,2 milioni di clienti acqua 257 milioni di m 3 di acqua venduta 335 migliaia di clienti energia elettrica GWh di energia elettrica venduta migliaia di t di rifiuti trattati lavoratori a tempo indeterminato

3 Introduzione Gruppo HERA: servizio fognatura e depurazione (Fonte: Bilancio di sostenibilità Hera 2009) 226 comuni km di reti 859 impianti, di cui 15 con potenzialità > AE 300 milioni mc trattati concentrazione media dei principali parametri di qualità degli scarichi pari al 23% delle concentrazioni massime di legge

4 Introduzione Gruppo HERA: servizio potabilizzazione e distribuzione (Fonte: Bilancio di sostenibilità Hera 2009) 223 comuni km di reti 319 impianti di potabilizzazione 257 milioni mc venduti

5 Introduzione Gruppo HERA: consumi energetici 2009 (Fonte: Bilancio di sostenibilità Hera 2009) Totale energia primaria 4476 GWh 14,2% Totale energia elettrica 634 GWh James P. Joule (Wikipedia) 49% Energia elettrica Servizio Idrico 313 GWh!

6 Strutture del gruppo Hera Principali strutture coinvolte nell efficientamento energetico nell ambito della gestione del servizio Ciclo Idrico Integrato Settore Ciclo Idrico indirizzi, procedure, standard di gestione Strutture Operative Territoriali applicazione operativa su reti e impianti Energy Management audit energetico individuazione e calcolo indicatori analisi energetica dettagliata richiesta certificati bianchi Ricerca & Sviluppo Progetti di benchmark energetico avanzato studio progetti pilota analisi bibliografiche su letteratura scientifica sperimentazione tecnologie innovative con ricadute energetiche

7 HERA spa R&D Progetto Energy Benchmarking WRc

8 Progetto WRc HERA partecipa progetto di ricerca coordinato dalla WRc, che si prefigge di rispondere alle domande: Quanta energia stiamo consumando, dove e come possiamo confrontarci con gli altri gestori? Qual è il benchmark energetico per un trattamento efficiente? Qual è il livello che possiamo raggiungere su un impianto specifico? MISURA INTERVENTO CALCOLO INDICATORI CONFRONTO INDICATORI

9 Progetto WRc Punti strategici Review sulle tecniche di benchmarking Scelta degli indicatori di performance energetica (EPI) Sviluppo del software (applicazione web) Implementazione su scala pilota Estensione su larga scala Punti caratteristici analisi dettagliata a livello di fase di processo (sollevamento, aerazione, etc) inserimento di Explanatory Factors

10 Progetto WRc - Impianto di studio: CERVIA (RA) CERVIA: AE, alta variabilità stagionale Realizzazione di una rete di misura dei consumi elettrici n. 28 analizzatori di rete n. 5 data logger con modulo GSM Possibilità di scaricare da remoto giornalmente i consumi delle varie fasi del processo

11 Progetto WRc - Impianto di studio: CERVIA (RA) ANALIZZATORI DI RETE CONCENTRATORE CON MODULO GSM

12 Progetto WRc - Impianto di studio: CERVIA (RA)

13 Progetto WRc - Impianto di studio: CERVIA (RA)

14 HERA spa SOT FERRARA Efficientamento dell acquedotto della città di Ferrara

15 Rete di Ferrara e impianti di adduzione STELLATA 7% PONTELAGOSCURO 90% CADF 1,5% HERA BOLOGNA 1,5 %

16 Elementi principali del progetto Ricerca Sistematica delle Perdite: la ricerca e l eliminazione delle perdite consente di risparmiare acqua ma anche energia elettrica, in quanto si riduce la quantità di acqua che devo sollevare dalle fonti di captazione. Modellazione della rete idrica e ottimale gestione della pressione: l utilizzo di modelli matematici per simulare il funzionamento della rete consente di individuare il valore di pressione ottimale per l acquedotto. La riduzione degli eccessi di pressione permette sia di ridurre le perdite idriche sia di conseguenza di ridurre i consumi energetici delle pompe per la captazione ed il pompaggio in rete. Distrettualizzazione: la distrettualizzazione consiste nell isolare idraulicamente singole sezioni dell acquedotto tramite l inserimento di valvole di sezionamento, con lo scopo di localizzare meglio le perdite tramite l inserimento di misuratori di portata in ingresso ed in uscita dal distretto così circoscritto.

17 Ricerca sistematica delle perdite idriche Posizionamento sensori su componenti a contatto con la condotta Ricezione dati via radio da autoveicolo e rapporto su segnalazioni di eventuali perdite Rimozione sensori per una nuova allocazione P n. 200 numero delle rotture individuate P P anno 2005 anno 2006 anno 2007 anno 2008

18 L ottimizzazione della gestione delle pressioni nella rete Misura portata uscita Dolcetti Misura pressione città Distanza 7 Km Centro Telecontrollo Serbatoio Montagnone PLC Inverter

19 La distrettualizzazione della rete: definizione di un distretto idrico Identificazione della rete (interconnessioni, impianti presenti, verifica pressioni esercizio, verifica tratti terminali) SEZ Verifica manovrabilita valvole di sezionamento Scelta delle dorsali di distretto e della gerarchia di rete Sezionamento dei tratti a diametro inferiore e taratura del distretto Installazione misuratori di portata in ingresso al distretto SEZ SEZ ALIM ALIM

20 Perimetrazione dei consumi energetici ed individuazione degli indicatori E2 Componente A7 bilancio idrico: volumi prelevati da sistemi esterni all acquedotto E1 Consumi elettrici interni al perimetro dell acquedotto. Questi consumi vanno inseriti nei consumi elettrici totali della scheda anche se riferiti a volumi inviati ad acquedotti esterni Componente A10 bilancio idrico: volumi ceduti agli utenti dell acquedotto (FATTURATO) Totale rete acquedotto Componente A8 bilancio idrico: volumi ceduti a sistemi esterni all acquedotto E2 Consumi elettrici esterni al perimetro dell acquedotto. Questi consumi sono convenzionalmente ignorati. E1 Componente A02 bilancio idrico: volumi prelevati all interno del perimetro dell acquedotto (FIUMI POZZI ECC) E1 Perimetro acquedotto o sistema idrico individuato

21 Scheda per il monitoraggio dei consumi energetici Sistema Idrico Comune di Ferrara Scheda di monitoraggio consumi energetici Totale volume erogato dal Sistema Idrico considerato Consumi elettrici totali sollevamenti e rilanci (kwh) Volume acqua immessa in rete (mc) 40,000, ,000, ,000, ,000, ,000, ,000, ,000, ,000, mc mc 0,85 kwh/mc kwh 0,76 kwh/mc kwh mc 0,72 kwh/mc kwh volume di acqua immesso nella rete idrica Energia Elettrica totale consumata Intensità energetica per la movimentazione delll'acqua riferito ai volumi in ingresso Intensità energetica per la movimentazione delll'acqua riferita ai volumi erogati 0.0 gennaio - dicembre 2005 Linea di riferimento situazione precedente agli interventi di Energy Saving gennaio - dicembre 2006 gennaio - dicembre 2007 Avanzamento Programma 45% Avanzamento Programma 100% Riduzione perdite idriche nel 2007 rispetto al 2005 = mc/anno Riduzione consumi energetici acquedotto nel 2007 rispetto al 2005 = kwh/anno

22 Scheda di sintesi Consumi energetici totali acquedotto nella situazione pre-interventi (anno di riferimento 2005) Consumi energetici totali acquedotto nella situazione post intervento (anno 2007 rispetto al 2005) Investimento complessivo (anni 2006 e 2007) kwh kwh Euro Risparmio energetico registrato nel 2007 rispetto al 2005 Risparmio economico conseguente alla riduzione dei consumi elettrici Risparmio di risorsa idrica (anno 2007 rispetto al 2005) kwh/anno Euro/anno mc/anno

23 HERA spa - Energy Management / SOT BENCHMARK IMPIANTI DEPURAZIONE

24 ENERGY MANAGMENT- BENCHMARK INTERNO GRUPPO HERA Audit Energetico e della costruzione degli indicatori di performance - delimitazione dei perimetri di consumo - individuazione degli indicatori di primo, secondo e terzo livello - analisi delle singole apparecchiature e predisposizione di algoritmi e misure per il rilievo del rendimento medio di funzionamento - confronto tra le previsioni teoriche e i dati a consuntivo LEGENDA: 35,000,000 Carico org.abb. (Kg) Volumi di acqua (mc) Energia Elettrica (kwh) Indicatore energ. (kwh/mc) Indicatore energ. (kwh/cod abb) Indicatori di Performance energetica Primo gruppo di depuratori Analisi di dettaglio ,000, ,000, ,000, ,000, ,000, ,000, Depuratore di Modena Depuratore di Ravenna Depuratore di Marecchiese Depuratore di Faenza Depuratore di Sassuolo Depuratore di Imola Depuratore di Cervia Depuratore di Bellaria 0.000

25 ENERGY MANAGMENT- BENCHMARK INTERNO GRUPPO HERA Sintesi dei risultati delle misure sperimentali per la ricostruzione della baseline Tecnologia per l ossidazione Periodo delle misurazioni a disposizione Consumo EE ossid. (1) (kwh) Portata Totale (mc) CO abbattuto (kgco abb ) Indice di prestazione energetica (kwh/kgco abb ) MODENA Turbine superficiali Maggio - Agosto ,63 SASSUOLO Aeratori sommersi Anni ,69 CERVIA Turbine superficiali (Linea 4) Sistema bolle fini (Linea 5) Luglio - Agosto 2009 Gennaio Luglio , , ,4 0,62 0,24 CASTELNUOVO R. Aeratori sommersi Maggio - Settembre ,05

26 ALTRI PROGETTI del GRUPPO HERA LEGATI ALLA RIDUZIONE CONSUMI EE

27 PROGETTI AVVIATI LEGATI ALLA RIDUZIONE CONSUMI EE Efficientamento energetico dei sistemi acquedottistici tramite riduzione delle perdite idriche Gestione automatica impianti di depurazione Monitoraggio attività batterica per regolazione dinamica del processo (Titaan) Sfruttamento salto idraulico depuratori Localizzazione automatica perdite idriche Sfruttamento salto di pressione in rete

28