19 giugno Vittorio Chiesa Politecnico di Milano, Energy & Strategy Group

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Ippolito Fadda
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1 19 giugno 2013 Vittorio Chiesa Politecnico di Milano, Energy & Strategy Group

2 Il trend dei consumi Gli obiettivi stabiliti dalla SEN per l efficienza energetica: - 24% sui consumi primari (-20 Mtep); - 23% sui consumi finali (-15 Mtep); - 55 Mton CO 2-8 mld /anno import (sui 14 mld /anno di riduzione complessiva della bolletta energetica). 2

3 Tipologie di soluzioni Riduzione consumi di energia Riduzione dipendenza da approvvigionamento, a parità di consumi Soluzioni singole Interventi «sistemici» Produzione elettrica e/o termica "efficiente" Produzione elettrica da FER Motori elettrici Aria compressa Cogenerazione Fotovoltaico Inverter Refrigerazione ORC Mini-eolico UPS Rifasamento carichi elettrici Sistemi di combustione efficienti 3

4 Analisi a scenari Sostituzione volontaria di una tecnologia ancora funzionante con una più efficiente => Investimento = costo di acquisto della soluzione a maggior efficienza Sostituzione obbligata a fine vita della tecnologia adottata con una più efficiente => Investimento = costo di acquisto differenziale della tecnologia a maggiore efficienza energetica rispetto alla tecnologia tradizionale 4

5 Valutare la convenienza economica dell adozione delle soluzioni più efficienti energeticamente, attraverso: Costo medio del kwh risparmiato o prodotto / kwh / kwh costo medio del kwh risparmiato costo medio del kwh prodotto L indicatore è confrontato con un valore «benchmark»: Costo di acquisto dell energia elettrica dalla rete: 13 c /kwh (10c /kwh per utenze energivore ) Costo di produzione del calore attraverso caldaia tradizionale a gas metano: 4,7 c /kw Tempo di Pay-Back L indicatore è confrontato con un valore «benchmark»: Soglia di accettabilità per le imprese: 2-3 anni 5

6 Tecnologia efficiente Tempo di Pay-Back Costo kwh risparmiato/prodotto (c /kwh) Sistemi ad aria compressa - Recupero calore 0,37-1,5 0,2-1 (t) Inverter 0,4-1,7 0,6-2,3 (e) Rifasamento dei carichi elettrici 0,4-1,9 0,2-0,9 (e) Sistemi ad aria compressa - Riduzione perdite 0,6-2,6 1,5-6,3 (e) Sistemi ad aria compressa - Introduzione sistemi di accumulo 1,1-4, (e) Sistemi di refrigerazione - Controllo dinamico pressione 1,2-5,8 1,9-7,4 (e) Cogenerazione Turbina a gas 3-10,7 4,1-6,2 (e*) UPS ad alta efficienza ,8-3 (e) Cogenerazione Motore a combustione interna 3,8-15 4,8-7 (e*) Cogenerazione - Turbina a vapore 4-16,2 4,7-7,3 (e*) Motori elettrici ad alta efficienza (e) Sistemi efficienti di combustione - Bruciatori rigenerativi 4,8-9,5 1,5-2,8 (t) Cogenerazione - Ciclo combinato 6- >v,u, 5,7-9,4 (e*) Sistemi efficienti di combustione - Bruciatori autorecuperativi 6,2-11,9 1,9-3,7 (t) ORC 6,7 - >v,u, 3,8-14,6 (e*) 6

7 Tecnologia efficiente Tempo di Pay-Back In caso di sostituzione a fine vita Tempo di Pay-Back In caso di sostituzione volontaria Riduzione Tempo di pay-back UPS ad alta efficienza 0,6-2, % Sistemi efficienti di combustione - Bruciatori rigenerativi 3-5,3 4,8-9,5 29% Motori elettrici ad alta efficienza % 7

8 Se si considera l effetto di risparmio energetico sull intera vita utile della tecnologia, larga parte degli investimenti è già oggi economicamente conveniente anche in assenza di alcuna forma di incentivazione Tuttavia, gli investimenti sono caratterizzati da tempi di rientro piuttosto lunghi, raramente al di sotto dei 3-5 anni, fortemente variabili in funzione delle ore di utilizzo della tecnologia. Sarebbe estremamente importante promuovere la definizione di un organico schema di misure, mirato ad accelerare il ritorno degli investimenti. 8

TWh / anno 100 90 80 70 60 50 17% dell attuale consumo energetico del settore industriale 64 Volume d affari teorico associato: 140 mld

9 TWh / anno % dell attuale consumo energetico del settore industriale 64 Volume d affari teorico associato: 140 mld Investimento specifico: 2,2 mld /Twh superiore ( 30%) al valore nel residenziale, pari a 1,6 mld /Twh , teorico atteso 9

10 Grado di penetrazione [%] È possibile distinguere le tecnologie per l efficienza energetica tra: UPS 0,4 Aria compressa 1,1 Motori elettrici 2,8 Inverter Cogenerazione Refrigera- 0,7 zione ORC 1,1 0,4 Minieolico Fotovoltaico Potenziale teorico annuo [TWh] ,4 Tecnologie (UPS) che hanno la maggiore penetrazione sul mercato (tasso di penetrazione stimato> 40%); Tecnologie che necessitano di un intervento ad hoc (tasso di penetrazione stimato: 25% 40%); Tecnologie che hanno le maggiori difficoltà di adozione (tasso di penetrazione stimato: <20%).

11 Mtep Il potenziale atteso è in linea rispetto a quanto previsto dal PAEE Volume di investimento associato al potenziale: 40 mld 2,5 2 1,5 1 scenario atteso scenario PAEE , E

12 Nel 90% dei casi gli investimenti sono legati a scelte forzate (obsolescenza) o a interventi di miglioramento del processo produttivo non guidati dal fattore energetico 100% 80% 60% 40% 89% 20% 0% Obsolescenza o miglioramento processo produttivo 21% Miglioramento processo produttivo e riduzione consumi energetici 11% Riduzione consumi energetici 26% Marketing & Signaling 12

13 Nel 71% dei casi i progetti hanno riscontrato la presenza di barriere 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Tempi di ritorno Indisponibilità di dell'investimento capitale proprio "eccessivi" Difficoltà di accesso al capitale di terzi Scarsa considerazione del fattore energia nel processo d'acquisto Scarsa consapevolezza del top management Indisponibilità a intervenire sull'assetto produttivo Barriere di natura economica Barriere di natura culturale 13

14 Diffusione della «cultura» dell efficienza energetica tra le imprese industriali, ostacolata dalla «complessità» del tema, che passa anche attraverso la promozione dei meccanismi di certificazione e qualificazione. Ruolo «propulsivo» del mondo bancario-finanziario, che dovrebbe acquisire expertise nella valutazione degli interventi di efficienza energetica, magari attraverso partnership con enti istituzionali o ESCo 14

15 % del totale europeo 13,7 mln di edifici, di cui 12,1 mln circa sono adibiti ad uso residenziale e i restanti 1,6 mln ad uso non residenziale Fabbisogno medio ed. residenziali Italia: 180 kwh/m 2 36% dei consumi energetici complessivi all anno Spagna: 160 kwh/m 2 Francia: 150 kwh/m 2 Quasi il 70% degli edifici realizzato prima che venisse introdotta qualsiasi norma sull efficienza energetica in edilizia (la prima è stata la 373 del 1976) Primo posto nella classifica delle emissioni medie di CO 2 da edifici in Europa

16 Tipologie di soluzioni Riduzione dei consumi di energia Riduzione della dipendenza da approvvigionamento, a parità di consumi Impiantistica Struttura Produzione elettrica Produzione termica Illuminazione Chiusure vetrate Fotovoltaico Solare termico Elettrodomestici Superfici opache Mini-eolico Caldaie a biomassa Caldaie a condensazione Pompe di calore Building automation 16

17 Valutare la convenienza economica dell adozione delle soluzioni più efficienti energeticamente: / kwh costo medio del kwh risparmiato / kwh costo medio del kwh generato Il costo medio è confrontato con un costo benchmark: Costo di acquisto dell energia elettrica dalla rete Costo di produzione del calore attraverso caldaia tradizionale a gas metano (costo al kwh termico 0,086) 17

Fabbisogno elettrico [kwh el / m 2 annui] Fabbisogno termico e raffrescamento [kwh th / m 2 annui] 35 120 100 120

18 Fabbisogno elettrico [kwh el / m 2 annui] Fabbisogno termico e raffrescamento [kwh th / m 2 annui] L analisi distingue tra adozione in edifici esistenti e di nuova realizzazione 18

19 Risparmio generato dall adozione negli edifici realizzati prima del 2006 Coperture/Suolo 8,82 TWh Pareti 4,32 TWh Illuminazione 4,26 TWh Elettrodomestici del lavaggio 0,08 TWh Chiusure vetrate 1,94 TWh Elettrodomestici del freddo 0,25 TWh Building Automation 0,02 TWh el + 0,13 TWh th Caldaia a condensazione 1,94 TWh Pompa di calore 1,00 TWh 19

20 Risparmio generato dall adozione negli edifici realizzati dopo il 2006 Caldaia a condensazione 1,30 TWh Building Automation 0,08 TWh el + 0,52 TWh th Elettrodomestici del lavaggio 0,11 TWh Chiusure vetrate 0,22 TWh Pompa di calore 0,67 TWh Elettrodomestici del freddo 0,11 TWh Illuminazione 0,49 TWh 20

21 Nessuna convenienza assoluta: elettrodomestici lavaggio, isolamento pareti Convenienza assoluta solo se in nuovo edificio: chiusure vetrate, elettrodomestici freddo, building automation Convenienza assoluta in qualsiasi contesto di adozione: illuminazione, caldaie a condensazione, pompe di calore Elevata complessità di adozione: building automation soluzioni proprietarie complessità della filiera pompe di calore investimenti complementari tariffazione dinamica 21

22 TWh / anno TWh elettrici TWh termici ,5 79,5 0 Residenziale Non residenziale 22

TWh TWh / anno 600 574 500 TWh elettrici TWh termici 400 300 14% del potenziale elettrico 18% del potenziale termico

23 TWh TWh / anno TWh elettrici TWh termici % del potenziale elettrico 18% del potenziale termico ,1 15,6 Residenziale Volume d affari stimato in ca. 98 mld euro 79,5 40,5 18,9 6 Non residenziale 23

24 24

25 SOLUZIONI DI AUTO-PRODUZIONE DELL ENERGIA IN NZEB Solare fotovoltaico, per coprire parte dei consumi elettrici (eventualmente in aggiunta, micro-eolico) Solare termico, per coprire la produzione di ACS Pompa di calore, per necessità di riscaldamento e raffrescamento e andare a coprire come back-up la produzione di ACS SOLUZIONI DI RISPARMIO DELL ENERGIA IN NZEB Isolamento termico delle pareti e della copertura Chiusure vetrate efficienti, con sistemi per il controllo solare Illuminazione efficiente a LED e OLED, con sensori di prossimità, daylighting Home Appliances efficienti e abilitanti la modulazione dei carichi SOLUZIONI DI GESTIONE DELL ENERGIA IN NZEB Sistema locale di accumulo dell energia elettrica Home Management System per l ottimizzazione della destinazione dell energia prodotta, la gestione dei carichi e l interfaccia con le Home Appliances 25

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