IL RISPARMIO ENERGETICO

A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
IL RISPARMIO
ENERGETICO
a cura di : Francesco Dugoni
(Agenzia AGIRE)
Centro Tecnologico Arti e Mestieri
28 settembre 2006
Suzzara
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
ESISTE UNA RISORSA ENERGETICA A
COSTO ZERO…?!
•
•
•
•
•
IL RIPARMIO ENERGETICO:
Se 20 mil. di famiglie installassero 3 lampadine ad alta
efficienza potremmo risparmiare 5 mil. di MWh (= una
centrale da 1.000 MW)
I frigoriferi di classe A (63 % delle vendite nel 2005) hanno
consentito di risparmiare 1,6 mil. di MWh
Se utilizzassimo solo frigoriferi di classe A eviteremmo una
centrale da 450 kW
Se si utilizzassero caldaie ad alta efficienza si avrebbe un
risparmio di 200 mil. mc di gas/anno
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
Cos’è e cosa non è il risparmio energetico
• Il risparmio energetico e' un'operazione
tecnologica di riallocazione delle risorse (di
capitale, umane ed energetiche) che deve
risultare conveniente, dal punto di vista
economico, sia per i singoli che per la
collettività.
• Il sacrificio energetico e' invece un’operazione
economico-sociale con la quale si incentivano
gli utenti (con la propaganda, le tariffe, il
razionamento, ecc...) a modificare proprie
abitudini adottandone di nuove che comportino
minori consumi di energia primaria.
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
Il risparmio energetico in edilizia
•
•
•
•
L’isolamento a "cappotto", ovvero
isolamento termico integrale, da oltre 30
anni viene utilizzato con successo nel
Nord Europa per la coibentazione degli
edifici civili, industriali, di servizio, nuovi
o preesistenti.
E’ composto da varie fasi di posa e da
vari elementi che interagiscono fra loro.
Questo sistema applicativo elimina
totalmente i cosiddetti "ponti termici".
Il sistema a "cappotto" garantisce
maggiore risparmio energetico (= no
edifici “colabrodo”)
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
Più soluzioni combinate…..
• Cappotto
Con
l'istallazione di 2 kW fotovoltaici per la
produzione
di energia
elettrica e 2 mq di
–
+
collettori solari per la produzione di aqua
• Riscaldamento a
calda, la stessa famiglia potrebbe ridurre
pavimento
dell'80%
i sui consumi elettrici e del 60%
–
+
quelli
per il riscaldamento
dell'acqua
sanitaria,
evitando
di emmettere circa 1,7
• Pannello
Solare
tonnellate
di solare)
Anidride Carbonica.
(termico
e/o
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
POSSIBILI INTERVENTI
• 1) INTERVENTI TIPO
"GOOD HOUSE
KEEPING“:
• IMPIANTO
ELETTRICO
• ISOLAMENTI
TERMICI
• COMBUSTIONE
• IMPIANTO DI
CONDIZIONAMENTO
• 2) INTERVENTI
“COMPLESSI:
• PROCESSO
• RECUPERI DI
CALORE
• COGENERAZIONE
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
INTERVENTI SULL’IMPIANTO ELETTRICO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
DIFFERIMENTO CARICHI
DISTRIBUZIONE
RIFASAMENTO
POMPAGGI
USI IMPROPRI ELETTRICI
GESTIONE DEI TRASFORMATORI
GESTIONE DEI MOTORI
ILLUMINAZIONE
GESTIONE COMPRESSORI ARIA
GESTIONE PRODUZIONE FREDDO
GESTIONE DEL CONTRATTO DI FORNITURA ELETTRICA
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
1) DIFFERIMENTO DEI CARICHI
• LA STRUTTURA DELLA TARIFFAZIONE MULTIORARIA
PREVEDE ALTI PREZZI DI POTENZA ED ENERGIA
NELLE FASCE "PREGIATE" (PUNTA ED ALTO
CARICO), PREZZI INFERIORI NEL MEDIO CARICO E
PREZZI BASSI IN FASCIA VUOTA
• SE SI POTESSE TRASFERIRE POTENZA ED ENERGIA
DA UNA FASCIA PREGIATA AD UNA MENO, SI
OTTERREBBERO
APPREZZABILI
VANTAGGI
ECONOMICI
• LA
RICERCA
DELLE
POSSIBILITA’
PARTE
NECESSARIAMENTE DALL'ANALISI DEL MODELLO
ELETTRICO DI STABILIMENTO
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
3) RIFASAMENTO DEL CARICO ELETTRICO
VANTAGGI DEL RIFASAMENTO:
• A) DI ORDINE TECNICO
• Riduzione perdite Joule
• Aumento
potenzialita'
dell'impianto
• Riduzione c.d.t. nei cavi e
nei trasformatori
• B) DI ORDINE TARIFFARIO
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
IL RIFASAMENTO DEGLI IMPIANTI
ELETTRICI
• Sul costo dell'Energia elettrica incide notevolmente
la penalità per basso Fattore di Potenza (cos‫)ܤ‬,
applicata nei contratti di fornitura
• La
maggior
parte
dei
carichi
richiede
l’assorbimento di due tipi di potenza
Realizza il lavoro della
macchina, il calore,la
forza, il movimento, ecc.
Produce soltanto il campo
elettromagnetico
necessario alla macchina
elettrica per funzionare.
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
•
•
•
•
Quando la quantità di energia attiva è
al massimo (e la reattiva è al suo
minimo) la tensione e la corrente
elettrica sono fra loro "allineate":
sono "in fase".
Ma quando l'energia reattiva è
eccessiva, tensione e corrente
perdono
il
loro
allineamento,
diventano "sfasate".
In questi casi, l'energia reattiva crea
scompensi sulla rete elettrica e
ostacola il corretto funzionamento
degli impianti alimentati.
Il distributore fa quindi pagare
precise penali al cliente che presenta
livelli di energia reattiva troppo
elevati. (Addebito per basso fattore
di potenza Î cos‫< ܤ‬0,90 Potenza
impegnata > 15 kW)
Questo cliente si trova, di fatto,
a pagare un'energia che
preleva dalla rete elettrica e
non usa e che, in più,
danneggia le sue macchine!
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
•
•
•
•
Il modo più semplice ed economico
per risolvere il problema del basso
Fattore di Potenza di un impianto è
quello di collegare dei condensatori
di rifasamento in parallelo ai carichi.
I condensatori funzionano come
Generatori di Potenza Reattiva e
forniscono alla macchina elettrica
tutta l’energia reattiva necessaria per
sostenere il campo elettromagnetico.
In pratica il condensatore si
comporta come un vero generatore
di energia reattiva che si trova in
opposizione a quella del carico.
Questa
potenza
fornita
dal
condensatore
non
viene
più
prelevata dalla Rete, quindi si riduce
sia l’intensità di corrente circolante
che lo sfasamento tra tensione e
corrente e viene eliminata la penalità
sulla fatturazione dell’energia.
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
VANTAGGI DEL RIFASAMENTO
• In un impianto correttamente rifasato l’Utente paga solo
l’energia che effettivamente utilizza.
• Con il carico perfettamente rifasato, e quindi con
l’energia reattiva fornita dai condensatori, il
trasformatore può fornire fino al 98% di potenza utile.
• L’installazione di condensatori fornisce anche altri
benefici:
• Fatture di energia elettrica ridotte tanto che nella
maggioranza dei casi il complesso automatico di
rifasamento si ripaga in un anno di esercizio, o meno.
• Riduzione delle perdite di energia per riscaldamento dei
cavi elettrici.
• Maggiore potenzialità dell’impianto.
• Più disponibilità di potenza e minore riscaldamento da
parte del Trasformatore.
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
8) ILLUMINAZIONE
• Nei reparti illuminati da parchi lampade
fluorescenti, prevedere l'uso di Reattori
Elettronici
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
VANTAGGI DEI REATTORI ELETTRONICI:
• aumento del flusso luminoso emesso
• aumento di vita della lampada (mediamente del
25%)
• rallentamento nel deterioramento del flusso
luminoso durante l'esercizio: intorno ad 8.000 ore,
il flusso prodotto è inferiore solo del 10%
• accensione istantanea senza starter (assenza di
sfarfallemento e annerimenti alle estremità)
• possibilità di regolazione in continuo del flusso
luminoso (“dimming”)
• L’uso del reattore elettronico consente la gestione
di sistemi di illuminazione completamente
automatici
• Rende possibile l’illuminazione dei reparti
sfruttando il contributo dell’illuminazione naturale
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
ISOLAMENTO TERMICO DEI CAPANNONI
• L'opportunità perseguibile e' l'isolamento
dall'esterno (cappotto, intonaco isolante, parete
ventilata)
• VANTAGGI:
• non interferisce con le lavorazioni
• elimina i ponti termici
• sottopone le tubazioni ‘calde’ a minori shock
termici
• SVANTAGGI:
• costo elevato
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
IL SOLARE TERMICO
Un enorme potenziale di applicazione per il calore solare di
processo
• Esiste un settore di applicazione, fino ad oggi poco sfruttato
dal solare termico: l’industria.
• Il solare termico può soddisfare in parte la domanda di
calore di processi a bassa e media temperatura (fino a 250
°C) in diversi settori industriali: chimico, cartario, tessile,
alimentare, ecc.
• Le possibili applicazioni includono svariati processi, tra i
quali: produzione di vapore, essiccazione, reazioni chimiche,
lavaggio, fusione, bollitura e anche riscaldamento e
raffrescamento di zone produttive.
• Solo 85 impianti solari per calore di processo sono stati
censiti nel mondo, per una potenza complessiva di 27 MWth
(38.500 m2), corrispondenti allo 0,03% del totale della
potenza solare termica installata.
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
METODO DI VALUTAZIONE DEGLI
INVESTIMENTI
IL VALORE ATTUALE NETTO (VAN)
• La procedura logica alla base di un analisi di
convenienza economica ( Costi-Benefici) consiste nel
raffrontare il denaro (o i benefici energetici monetizzati),
che si presume di ottenere dall'investimento stesso in
un determinato periodo temporale, con il denaro speso
in un determinato investimento.
• II valore attuale netto si calcola quindi comparando il
costo dell'investimento con i benefici che esso
genererà:
• VAN : Benefici economici - Investimento (unità
monetaria)
• Se il VAN > 0 l'investimento è conveniente
• Se il VAN < 0 l'investimento non è conveniente
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
ESEMPIO DI VALUTAZIONE
Fabbisogno acqua
calda
Temperatura acqua
richiesta
Temperatura acqua
di rete
Delta termico
Calore specifico
acqua
1500 l/g
Irradiazione solare
media (secondo
UNI 10349)
kJ/mq
10944 giorno
Dimensionamento
pannello
25,3 mq
Costo sistema
impianto (collettori
+ accumulatore +
regolazione)
500 €/mq
45 °C
15 °C
30 °C
Kcal/k
1 g °C
Costo totale
Fabbisogno termico
45000 Kcal/g
12.659,03 €
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
Costo metano
€ 0,40 €/mc
Potere Calorifico Inferiore
34530 kJ/mc
Costo effettivo per unità
energetica del combustibile
Quantità energia prodotta
dall'impianto solare
Flusso di cassa (energia
risparmiata)
Tasso di sconto annuo
0,000013 €/kJ
101.134.52
kJ anno
(=28092.93) (kWh)
1301,73 €/anno
4,0%
A.G.I.R.E. S.c.a r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
Annualità
5
10
12
15
Tasso
d’interesse
4,00%
4,00%
4,00%
4,00%
Costo
investimento
€ 12.659,03
€ 12.659,03
€ 12.659,03
€ 12.659,03
Flusso di cassa
(risparmio
annuo)
€ 1.301,73
€ 1.301,73
€ 1.301,73
€ 1.301,73
VAN
-€ 6.599,97
-€ 2.020,05
-€ 425,21
€ 1.744,31
Tempo di ritorno
9,7
9,7
9,7
9,7
Indice di profitto
(= indica quanto
produce un euro
investito)
-52,14%
-15,96%
-3,36%
13,78%
A.G.I.R.E. S.c.a.r.l.
Agenzia per la Gestione Intelligente delle Risorse Energetiche
GRAZIE PER
L’ATTENZIONE