Esperienze di Hera nel Ciclo Idrico e opportunità dei CERTIFICATI BIANCHI

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1 Seminario FederUtility IL CONTRIBUTO DEL SERVIZIO IDRICO AL PIANO NAZIONALE DI EFFICENZA ENERGETICA Esempi operativi di efficientamento energetico nel servizio idrico integrato Esperienze di Hera nel Ciclo Idrico e opportunità dei CERTIFICATI BIANCHI Ing. Claudio Artioli Resp.. Energy Management- Dir. Business Development Ferrara, H2O 23 maggio 2012

2 Agenda Il Risparmio Energetico: le opportunità per il Ciclo Idrico Depurazione Acque Reflue Ossidazione a bolle fini Reti Idriche Riduzione Perdite Idriche Ottimizzazione Centrali di pompaggio 2

3 Incidenza dei consumi nel Ciclo Idrico Il CICLO IDRICO costituisce per Hera il maggior consumatore di energia, dopo il servizio di Produzione Energia (elettrica e termica) ANALISI ENERGETICHE su soli 6 impianti analizzati individuati >1000 tep/anno di risparmio potenziali Principali interventi di Risparmio Energetico effettuati o in corso: Depuratori: Ossidazione tramite Bolle fini Reti distribuzione: Ottimizzazione gruppi di pompaggio e telecontrollo delle fonti di approvvigionamento Distrettualizzazione reti ed eliminazioni perdite di acqua (ed energia) 3

4 Risparmi Certificati Utilizzato il finanziamento dei CERTIFICATI BIANCHI Ad oggi presentati 6 progetti che hanno interessato 18 interventi già eseguiti. Depurazione Acque (ossidazione a bolle fini) Presentati 3 progetti per 4 impianti di grandi dimensioni Presentato 1 progetto per 12 impianti di piccole dimensioni (taglia minima) Reti idriche (ottimizzazione pompaggi) Presentati 2 progetti per 2 impianti di grandi dimensioni 4

6 Depurazione Acque Reflue Urbane Sviluppo Analisi Energetiche Impianti Gruppo Hera Considerazioni sugli Indicatori di Performance Energetica di Impianti di Depurazione gestiti dal Gruppo Hera 6

7 Depurazione Acque Reflue Urbane Analisi dell indicatore rapporto tra i consumi elettrici generali e carico organico abbattuto 2,000 Indicatori di performance energetica Primo gruppo di depuratori Analisi semplificata LEGENDA: kwh/m 3 immesso kwh/kgco abbattuto 1,800 1,600 1,717 1,459 kwh/cod abb 1,624 1,400 1,327 1,272 1,200 1,000 0,800 0,971 0,847 0,781 0,827 0,600 0,400 0,292 0,438 0,391 0,614 0,560 0,531 0,568 0,200 0,000 Depuratore di Modena Depuratore di Ravenna Depuratore di Marecchiese Depuratore di Faenza Depuratore di Sassuolo Depuratore di Imola Depuratore di Cervia Depuratore di Bellaria Percentuale di copertura processo di ossidazione con tecnologia tradizionale Percentuale di copertura processo di ossidazione con tecnologia a bolle fini (Best Available Technology) 7

8 Trattamento di Ossidazione con bolle fini Il Trattamento di OSSIDAZIONE è il maggior consumatore di energia di tutto l impianto Tradizionali linea di ossidazione biologica con turbine superficiali Punti di forza TECNOLOGIA DELLE BOLLE FINI 1. Significativa riduzione dei consumi energetici, a parità di effetto di ossidazione, nel processo più energivoro di tutto il depuratore. 2. Benefici ambientali: riduzione di aerosol nell aria durante la fase di ossidazione. 3. Miglior regolazione del processo in relazioni alle esigenze del carico. Punti di incertezza 1. Elevati investimenti. 2. Difficoltà della misura di risparmio per impianti di piccole dimensioni (elevato costo) Nuova linea di ossidazione A bolle fini con diffusori sommersi 8

9 Esempio di intervento Fasi del rinnovo delle linee di ossidazione nel depuratore di Cervia Investimenti - Esempio Investimento complessivo dell intervento: Euro Risparmio energetico consuntivo: kwh/anno Risparmio economico: Euro/anno 9

10 Primi risultati ANNO 2005 Pre-interventi 1 SEMESTRE 2009 Post-interventi Defosfatazione 2% Digestione 6% Trattamento Fanghi 5% Disinfezione 2% Servizi 4% Pretrattam. fisici 6% Sollevamento 10% Defosfatazione 1% Digestione 9% Filtrazione finale 7% Servizi 5% Pretrattam.Fisici 11% Sollevamento 14% Ossidazione 4 4% Trattamenti vari 16% Trattamento fanghi 3% Ossidazione L5 11% Ossidazione 3 14% Ossidazione L4 0% Trattamenti vari 24% Ossidazione 2 31% Ossidazione L3+2 15% TOTALE OSSIDAZIONE = 49% TOTALE OSSIDAZIONE = 26% Abbattimento dei consumi energetici della sezione di ossidazione dopo l installazione della tecnologia a bolle fini 10

11 Risultati (indicatore generale) Repowering kwh/cod abb L intervento ha interessato 3 linee su 4 11

12 Confronto fra tecnologie (indicatore puntuale) Tecnologia per l ossidazione Periodo delle misurazioni a disposizione Indice di prestazione energetica -Linea Ossidazione - (kwh/kgcod) Indicatore medio tecnologie tradizionali (escluso Castelnuovo R.) MODENA Turbine superficiali Maggio - Agosto ,63 0,65 kwh/kg/cod SASSUOLO Aeratori sommersi Anni ,69 CERVIA CASTELNUOVO R. Turbine superficiali (Linea 4) Sistema bolle fini (Linea 5) Aeratori sommersi Luglio - Agosto 2009 Gennaio Luglio 2009 Maggio - Settembre ,62 0,24 1,05 Vs. Bolle fini 0,24 kwh/kg/cod L indicatore puntuale su singola linea mostra risultati significativi con riduzioni di oltre il 50-60% 12

14 Il Progetto di Modellazione e Distrettualizzazione Il Progetto si è avvalso di un importante collaborazione con il DIPARTIMENTO Distart dell UNIVERSITA DI BOLOGNA Facoltà di INGEGNERIA, nell ambito di un più ampio Gruppo di Lavoro promosso dalla Assessorato REG. Emilia Romagna. Si propone di pervenire ad una maggiore SOSTENIBILITA AMBIENTALE tramite la: Riduzione dell acqua immessa in rete per mc di acqua venduta Riduzione dei consumi energetici per mc di acqua venduta 14

15 Il Ruolo di DISTART Temi di ricerca correlati all impatto energetico nel Servizio Idrico Integrato (DISTART, Università di Bologna): analisi,modellazione dell interazione acqua/energia in sistemi in pressione modellistica idraulica e applicazione di algoritmi di ottimizzazione produzione di energia elettrica in reti di distribuzione idrica perdite idriche Il Gruppo di lavoro è stato attivato dalla Regione Emilia Romagna fin dal 2003 indirizzato alla: Analisi energetica Servizio Idrico Integrato, in particolare dei sistemi acquedottistici (ER); Indicatori di efficienza energetica; Relazione tra perdite idriche e consumo energetico su base sperimentale e modellistica; Individuazione delle strategie di riduzione delle perdite idriche che inducano risparmi energetici e miglioramento dell efficienza energetica. modalità di gestione controllo della pressione consumo energetico perdite idriche Elaborato da Dipartimento DISTART, Università di Bologna 15

16 ACQUA ENERGIA: indicatori Sistemi acquedottistici dell ER (2006) Energia consumata E (kwh/anno) Revenue water V0 (m 3 /anno) ATO kwh/mc ATO consegnato kwh/mc consegnato Dato non disponibile Importanza della RIDUZIONE PERDITE per diminuire i Consumi di Energia a parità di Volumi acqua distribuiti all utenza Intensità energetica del sistema E / V0 (kwh/m 3 consegnato) altimetria del terreno; tipo di risorsa idrica (sorgente, pozzo, acqua superficiale); efficienza energetica dei sistemi di pompaggio. perdite idriche Valore medio 2006 in ER: 0.78 kwh/m 3 consegnato Elaborato da Dipartimento DISTART, Università di Bologna 16 16

17 All interno di HERA il progetto si è articolato, secondo modalità definite e sviluppate in coordinamento nei vari territori, nei tre principali obiettivi: 1. Distrettualizzazione Il Progetto di HERA 2. Modellazione della rete idrica e ottimale gestione della pressione 3. Ricerca Sistematica delle Perdite Definizione di DISTRETTO IDRICO Sezione monitorata di una rete idrica in grado di garantire il regolare esercizio e l affidabilità idraulica e sanitaria La Riduzione delle perdite NON E semplicemente la riparazione di un tubo! 17

18 Telecontrollo: a Forlì uno dei più grandi centri d Europa Tecnologicamente all avanguardia, la sala di telecontrollo mantiene il controllo delle reti acqua, gas e teleriscaldamento su tutto il territorio gestito da HERA Sala di 398 mq, con schermo gigante di 16 x 3,60 metri, 100 mila punti controllati a distanza con collegamento in tempo reale, Sistema 3D per rappresentare gli impianti principali, 30 postazioni ognuna con 3 monitor, un call center tecnico attivo 24 ore su 24, doppie linee di comunicazione in fibra ottica Sistema secondario di backup del centro A regime saranno circa 100 mila i punti telecontrollati ma la struttura è dimensionata per 500 mila. Per punti si intendono sezioni di condotte e di impianti di regolazione e trattamento dei fluidi. 18

19 Alcuni risultati ottenuti Esempio 1: Spilamberto (MO) Portata minima notturna Feb 2007: 64 l/s A seguito degli interventi effettuati la Gmin notturna è scesa da 64 l/s a 30 l/s ottenendo un RISPARMIO ENERGETICO superiore al 17% Portata minima notturna Mar 2008: 30 l/s Potenziale complessivo del Risparmio ottenibile A livello di Gruppo indice Udm Quantità Volume distribuito Acquedotto Mmc 300 Consumo Totale ktep 38 Risparmio potenziale stimato % 10% Tep 3800 Indice energetico attuale Tep/1000 mc 0,13 Esempio 2: FERRARA Nel 2008 si è concluso il 1 triennio del Piano Ricerca e Riduzione Perdite Idriche. Sono state ridotte le perdite di rete di oltre 5 punti % Nel 2008 l acqua immessa in rete rispetto al 2005 si è ridotto di 2,8 milioni di mc. In 3 anni sono stati monitorati c.a. 700 km di condotte, con un investimento di oltre 1,8 milioni di euro, ed è stato controllato circa l 80% della rete idrica gestita attraverso la creazione e il monitoraggio di 22 distretti idrici 19

21 Ottimizzazione Rete Idrica cittadina L intervento è consistito in: 1. Adeguamento e potenziamento dell approvvigionamento delle fonti superficiali Rete idrica TLC 2. Installazione di telecontrollo per la intera rete che ottimizzi i prelievi dalle singole fonti privilegiando le fonti meno energivore 21

22 Indicatori Energetici kwh/mc 1. I consumi specifici per singola fonte possono essere molto diversi Produzione % 100% 80% 60% 40% Percentuale approvvigionamento dalle diverse fonti idriche Centrale Val di Setta (superf.) Campi pozzi 2. L incidenza delle fonti profonde (pozzi) non è trascurabile 20% 0% Medio Anno

23 Note conclusive Il risparmio energetico ottenibile sul Ciclo Idrico risulta particolarmente significativo e può costituire un contributo non trascurabile a livello nazionale Gli investimenti sono notevoli ma i benefici riguardano temi sensibili per l ambiente, oltre all aspetto energetico I tempi di intervento sono molto lunghi perché ben poco si può caricare in tariffa (che anzi si vorrebbe far diminuire) Un adeguata remunerazione dei TEE aiuterebbe a ridurre i tempi di realizzazione degli interventi 23

24 Grazie per l attenzione Ing. Claudio Artioli Responsabile Energy Management Direzione Business Development Claudio.artioli@gruppohera.it 24