COMUNE DI BARONISSI PROVINCIA di SALERNO Settore Pianificazione e Gestione dello Sviluppo del Territorio e delle OO. PP. . Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi REDATTORI: SINDACO: ING. VINCENZO VERZELLA DOTT. GIOVANNI MOSCATIELLO ARCH. FIORENZO MANZO (U.T.C.) RESPONSABILE DEL PROCEDIMENTO: ASSESSORE ALLA VIABILITÀ, TRASPORTO E PIANO ENERGETICO: ING. MAURIZIO DE SIMONE ANTONIO D’AURIA 1 luglio 2012 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi SOMMARIO 1 SOMMARIO ............................................................................................1 1. PREMESSA ..............................................................................................4 1.1 OBIETTIVI ..........................................................................................5 1.2 STRUTTURA DEL PEC ............................................................................9 2. POLITICHE DI RISPARMIO ENERGETICO. IL CONTESTO NORMATIVO .......................... 10 2.1 POLITICHE ENERGETICHE A LIVELLO MONDIALE............................................ 10 2.2 POLITICHE ENERGETICHE A LIVELLO EUROPEO ............................................. 10 2.3 POLITICA ENERGETICA IN ITALIA .............................................................. 12 2.4 IL PIANO ENERGETICO REGIONALE IN CAMPANIA .......................................... 15 2.5 IL QUADRO NORMATIVO DEL COMUNE DI BARONISSI ...................................... 18 3. BILANCIO ENERGETICO COMUNALE.............................................................. 20 3.1 DIAGNOSI ENERGETICA COMUNALE ......................................................... 20 3.2 PROCEDURA DELLA DIAGNOSI ENERGETICA ................................................ 21 4. Diagnosi Energetica Edifici Scolastici .......................................................... 23 4.1 CARATTERISTICHE ENERGETICHE EDIFICI SCOLASTICI...................................... 23 4.2 MODALITÀ OPERATIVE NORMALIZZATE PER IL CALCOLO DEI CONSUMI ENERGETICI 23 4.3 RISULTATI DELL’ANALISI ENERGETICA NELLE SCUOLE DEL COMUNE DI BARONISSI.. 29 4.3.1 VERIFICA DEI RISULTATI .................................................................. 31 4.3.2 PRODUZIONE DI CO2 ANNUA DELLE SCUOLE DEL COMUNE DI BARONISSI. ........ 31 4.4 AZIONI CORRETTIVE DA INTRAPRENDERE PER LA RIDUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI........................................................................................... 32 4.4.1 INTERVENTI DI RAZIONALIZZAZIONE ILLUMINAZIONE ................................ 33 4.4.2 INTERVENTI DI RAZIONALIZZAZIONE USO ENERGIA TERMICA ........................ 34 4.4.3 ALTRI INTERVENTI DI RAZIONALIZZAZIONE USO ENERGIA ELETTRICA .............. 37 5. DIAGNOSI ENERGETICA ILLUMINAZIONE PUBBLICA ............................................. 40 5.1 GENERALITÀ..................................................................................... 40 5.2 QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO PER L’ILLUMINAZIONE STRADALE .............. 41 5.2.1 CONSIDERAZIONI NELL’OTTICA DEL PIANO ENERGETICO COMUNALE ............. 43 5.3 POTENZIALITÀ CONNESSE ALLO SVILUPPO DELLE TECNOLOGIE PER L’ILLUMINAZIONE44 5.3.1 LAMPADE ................................................................................... 45 5.3.2 ULTERIORI CONSIDERAZIONI SUL CONFRONTO TRA LAMPADE PER ILLUMINAZIONE PUBBLICA .......................................................................................... 50 5.3.3 APPARECCHI DI ILLUMINAZIONE ........................................................ 50 5.3.4 SISTEMI DI CONTROLLO ................................................................. 52 5.4 LINEE DI INTERVENTO PER L’OTTIMIZZAZIONE ENERGETICO-AMBIENTALE DELL’ILLUMINAZIONE PUBBLICA DEL COMUNE DI BARONISSI .................................. 59 5.4.1 SOSTITUZIONE NEL COMUNE DI BARONISSI DELLE LAMPADE A VAPORI DI MERCURIO CON LAMPADE A VAPORI DI SODIO ............................................... 59 5.5 IPOTESI DI MIGLIORAMENTO DEL SISTEMA DI ILLUMINAZIONE PUBBLICA ATTESA LA SOSTITUZIONE TOTALE DELLE LAMPADE A VAPORI DI MERCURIO CON LAMPADE A VAPORI DI SODIO.............................................................................................. 64 5.5.1 INSTALLAZIONE 5.5.2 INSTALLAZIONE DI UN SISTEMA DI TELECONTROLLO DELL’ILLUMINAZIONE........ 65 5.4.4 VERIFICA DEI RISULTATI .................................................................. 66 5.5 PROPOSTA DI REALIZZAZIONE DI PIANO REGOLATORE ILLUMINAZIONE COMUNALE .. 67 6 IL RISPARMIO ENERGETICO NELL’EDILIZIA ........................................................ 71 6.1 CERTIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI ................................................ 72 6.1.1 EVOLUZIONE STORICA .................................................................... 72 6.1.2 DECRETO MINISTERIALE 26/6/2009 .................................................. 74 6.2. TECNOLOGIE E STRUMENTI PER L’UTILIZZO RAZIONALE DELL’ENERGIA NELL’EDILIZIA82 6.2.1 COGENERAZIONE ....................................................................... 82 6.2.2 TRIGENERAZIONE....................................................................... 84 6.2.3 TELERISCALDAMENTO.................................................................. 85 6.2.4 SOLARE TERMICO ....................................................................... 85 6.2.5 BIOMASSE ................................................................................ 87 6.2.6 CALDAIA A CONDENSAZIONE.......................................................... 93 6.2.7 POMPA DI CALORE ...................................................................... 94 6.2.8 CONTABILIZZAZIONE DEL CALORE E LA TERMOREGOLAZIONE.................... 96 6.2.9 SISTEMI DOMOTICI NEL SETTORE RESIDENZIALE E NEL SETTORE PRODUTTIVO .. 99 7 IL RISPARMIO ENERGETICO DA FONTI RINNOVABILI. POTENZIALITÀ DELLE FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI NEL COMUNE DI BARONISSI ......................................................... 111 7.1 GENERALITÀ................................................................................... 111 7.2 ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA.......................................................... 112 7.2.1 POTENZIALE TEORICO COMUNE DI BARONISSI ...................................... 112 7.2.2 IMPIANTI FOTOVOLTAICI A SERVIZIO DELLE SCUOLE NEL COMUNE DI BARONISSI 117 7.3 ENERGIA EOLICA.............................................................................. 117 7.3.1 POTENZIALE TEORICO COMUNE DI BARONISSI.................................... 118 7.3.2 IL MINI EOLICO COME OPPORTUNITÀ PER IL COMUNE DI BARONISSI............ 122 8 REGOLAMENTO EDILIZIO COMUNALE NELL’OTTICA DEL PIANO ENERGETICO COMUNALE124 8.1 REGOLAMENTO EDILIZIO COMUNALE (REC) COMUNE DI BARONISSI ................. 124 8.2 PROPOSTE DI INTEGRAZIONE DEL REC COMUNE DI BARONISSI ........................ 131 9 IL RISPARMIO ENERGETICO E LA MOBILITÀ SOSTENIBILE ....................................... 135 9.1 GENERALITÀ................................................................................... 135 9.2 INDICE DI MOTORIZZAZIONE DEL COMUNE DI BARONISSI ............................... 136 9.3 AZIONI PER IL CONSEGUIMENTO DELLA MOBILITÀ SOSTENIBILE ......................... 137 9.4 NUOVI SISTEMI DI MOBILITÀ ................................................................. 138 9.4.1 CAR SHARING ............................................................................ 138 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi DI SISTEMI DI REGOLAZIONE DI FLUSSO LUMINOSO PER IL FUNZIONAMENTO AD ILLUMINAMENTO COSTANTE........................................... 64 2 9.4.2 CAR POOLING............................................................................ 139 9.5 NUOVE FONTI ENERGETICHE. L’AUTO ELETTRICA ....................................... 140 9.5.1 OPPORTUNITÀ PER IL COMUNE DI BARONISSI ....................................... 142 10 L’ATTENZIONE ALL’EFFICIENZA ENERGETICA: UNA PROSPETTIVA VIRTUOSA ......... 143 10.1 AZIONI DI INFORMAZIONE E SENSIBILIZZAZIONE - SPORTELLO ENERGIA.............. 143 10.2 ESCO - SOCIETÀ DI SERVIZI ENERGETICI ................................................. 145 10.2.1 CONTRATTUALISTICA ESCO ......................................................... 147 10.2.2 METODOLOGIE OPERATIVE DI UNA ESCO ......................................... 148 ALLEGATO A: CONSUMI ENERGIA ELETTRICA UTENZE COMUNALI ALLEGATO B: DIAGNOSI ENERGETICA EDIFICI SCOLASTICI - CALCOLO ANALITICO INDICATORI ENERGETICI. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi ALLEGATO C: SPENDING REVIEW ENERGIA ELETTRICA ANALISI TARIFFARIA CONTRATTI ENERGIA ELETTRICA 3 1. PREMESSA Il Piano Energetico Comunale (PEC) può essere considerato un documento di analisi qualitativa e quantitativa dei fabbisogni energetici del Comune di Baronissi, finalizzato all’individuazione del bilancio energetico attuale e alla programmazione razionale di interventi tesi all’efficientamento energetico, ed all'uso di fonti rinnovabili, con conseguenti ripercussioni positive sulla tutela dell'ambiente. Diciamo subito che il risparmio energetico e l’efficienza energetica indicano due concetti tra loro molto diversi. Il risparmio è a parità di tecnologia un uso più morigerato dell’energia. L’efficienza energetica si riferisce ad un identico uso di energia utile ma con un minore utilizzo di energia primaria grazie a soluzioni tecnologiche migliori ovvero più efficienti. È questo secondo aspetto che riteniamo rilevante. Infatti i margini per il miglioramento ci sono e sono tali da rappresentare un’occasione senza pari per dare sostegno all’industria e all’economia in generale. Una politica mirata all’efficienza energetica, in un momento di forte contrazione della domanda, rappresenta un fine persino più desiderabile di una riduzione stessa dei consumi potendo fare da volano ad una crescita economica tanto in questo momento storico desiderata. L’adozione del PEC, nell’ambito della gestione delle fonti energetiche su scala locale, conferisce ai Comuni un ruolo rilevante nell’applicare gli indirizzi di politica energetica europea e nazionale. Altresì come si vedrà le normative e i successivi procedimenti applicativi emanati non hanno vincolato la struttura del PEC. La mancanza di indicazioni specifiche offre ai Comuni la possibilità contestuale di godere di grande potere decisionale, non solo nelle scelte di redazione del documento, ma ancora più nella gestione efficiente delle proprie risorse energetiche, in considerazione dei soggetti socio economici e produttivi presenti nel suo territorio. Dal punto di vista legislativo il comma 5 dell’art. 5 della legge 9 gennaio 1991 n.10 prevede per comuni sopra i 50.000 abitanti la stesura del PEC. Da quanto però brevemente accennato anche se la normativa vigente prevede l'obbligo di redigere un Piano Energetico solo per i comuni sopra i 50.000 abitanti, il Comune di Baronissi ha voluto dotarsi di questo importante strumento. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La redazione del PEC consente di fotografare l’attuale situazione energetica del Comune di Baronissi, quale punto di partenza per prospettare lo scenario futuro di impiego delle risorse energetiche, definito in riferimento a un quadro di azioni concrete ben delineate. Esso quindi propone un approccio concreto attraverso una combinazione di interventi e strumenti operativi. 4 1.1 Obiettivi Fino alla fine degli anni ‘60 non vi era la percezione della limitatezza delle risorse naturali, in America l’idea predominante era quella che in modo molto esplicito veniva chiamata l’Utopia della Crescita Illimitata. Questo per due motivi fondamentali; l’energia era abbondante e a basso costo e si confidava nell’innovazione tecnologica e nella disponibilità di nuove fonti non ancora scoperte. Inoltre non erano chiare le interdipendenze tra le seguenti cinque macro variabili: popolazione mondiale, industrializzazione, inquinamento, produzione alimentare e consumo delle risorse naturali che, se correttamente interconnesse, facevano e fanno prevedere inversioni, anche brusche di tendenza. Nell’ultimo decennio ed in particolare negli ultimi anni sono dunque emerse la consapevolezza dal punto di vista sociale e la necessità dal punto di vista tecnico di ripensare le modalità di utilizzo delle risorse energetiche, da un lato per consentire l’accessibilità delle stesse da parte della maggioranza della popolazione mondiale oggi esclusa e dall’altro per non privare delle possibilità che abbiamo oggi le generazioni future che certamente non avranno a disposizione ciò che abbiamo utilizzato noi fino ad oggi. 14000.0 12000.0 10000.0 8000.0 MONDO 5 6000.0 4000.0 2000.0 G RAFICO 1.1: C ONSUMI DI ENERGIA PRIMARIA MONDIALI E DELL ’U NIONE E UROPEA IN M TEP 1. 1 Fonte: Statistical Review of World Energy 2011, Full Report. 2009 2007 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 1987 1985 1983 1981 1979 1977 1975 1973 1971 1969 1967 0.0 1965 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi EUROPA Osservando l’andamento della domanda di energia nel mondo (Grafico 1.1) si può apprezzare come essa sia cresciuta in modo pressoché costante negli ultimi quarant’anni, con le flessioni in occasione delle crisi petrolifere del 1973 (guerra del Kipur) e del 1979 (rivoluzione islamica in Iran), ma con una quota parte sempre minore per i consumi Europei che a metà degli anni sessanta rappresentavano un quarto dei consumi mondiali mentre oggi pesano per un 15% soltanto a testimonianza di come la sfida della copertura della domanda di energia non si giochi nel vecchio continente ma nelle zone ad elevata crescita economica. I consumi nei paesi industrializzati vanno verso una sostanziale stabilizzazione con la rilevante eccezione del 2009 che ha visto per la prima volta nella storia recente una significativa contrazione della richiesta di energia a causa di una crisi economica senza precedenti. Invece vi è un aumento dei consumi nelle nazioni in crescita economica sostenuta in virtù della correlazione innegabile tra consumo di energia e reddito molte volte illustrata dagli economisti dell’energia. In un tale contesto si è andato affermandosi il concetto di Sviluppo Sostenibile, inteso come quella forma di sviluppo “capace di soddisfare i bisogni del presente senza compromettere la capacità delle future generazioni di soddisfare i propri bisogni”. Attualmente abbiamo che il 28% della popolazione consuma il 77% dell'energia prodotta a livello planetario. Inoltre i 3/4 della popolazione mondiale usano meno di 1/4 dell'energia prodotta. Tale modello ha costi sociali di difficile valutazione ma di grande impatto. Inoltre le vicende climatiche sotto gli occhi di tutti, le crisi mediorientali, il drammatico incidente in Giappone, la crisi economica che pervade tutta l’Unione Europea già dal 2008, ma che dalla fine del 2011 tocca l’economia reale in modo sensibile, hanno posto in primo piano il problema del risparmio, dell’uso efficiente Il TEP è l’acronimo di Tonnellata Equivalente di Petrolio (in lingua inglese Tonne of Oil Equivalent, TOE) esso è un'unità di misura di energia e rappresenta la quantità di energia rilasciata dalla combustione di una tonnellata di petrolio grezzo e vale convenzionalmente circa 42 GJ. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Questa brevissima analisi, che ha mostrato chiaramente i limiti e le criticità degli attuali modelli di sviluppo e in cui si manifestano apertamente le profonde interconnessioni tra recessione economica, crisi energetica e cambiamenti climatici, induce alla consapevolezza che lo scenario energetico internazionale difficilmente potrà subire radicali mutamenti nel breve periodo. Ciò significa che a trenta anni dalla prima grande crisi petrolifera pesa ancora la mancanza di un approccio chiaro alla questione energetica, improntato sulla diversificazione delle fonti primarie e sull’uso efficiente dell’energia nei vari settori di consumo finale. 6 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi dell’energia e del tipo di fonti da utilizzare. Tutte e tre queste strade sono le tre strade maestre per lasciare ai nostri figli un mondo il più possibile a misura d'uomo. 7 Anno Data overshoot 1987 19 dicembre 1990 7 Dicembre 1995 21 Novembre 2000 1 Novembre 2005 20 Ottobre 2007 26 Ottobre 2008 23 Settembre 2009 25 Settembre 2010 21 Agosto 2011 27 Settembre Un parametro che secondo noi riassume l'utilizzo sempre più pesante delle fonti energetiche globali è L' Ecological Debt Day, anche chiamato Earth Overshoot Day, è la data in cui le risorse totali consumate dall'umanità durante l'anno osservato eccederanno la capacità della terra di rigenerare tale risorse nello stesso anno. Mutuando concetti economici è il giorno in cui in termini energetici l'umanità è in debito con la natura consumando quello che non è possibile rigenerare. Dalla tabella 1.1 si vede come i giorni in un anno in cui l'umanità sfrutta in debito le risorse sono sempre di più, cosa che in maniera incontrovertibile attesta l'uso sempre più intensivo delle fonti energetiche. Tale tendenza non è incontrovertibile perciò sta nella capacità dell'umanità a far sì che con le tre strade maestre accennate si possa arrestare e poi far cambiare segno a tale tendenza. Il protocollo di Kyoto fissa una diminuzione dei gas serra2. In particolare il Protocollo prevede che i paesi industrializzati riducano le proprie emissioni di CO2 in una misura non inferiore al 5% rispetto alle emissioni registrate nel 1990, considerato come 2 Biossido di carbonio, metano(CH4), ossido di azoto (N2O), idrofluorocarburi, perfluorocarburi ed esafluoruro di zolfo. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi T ABELLA 1.1 D ATA “O VERSHOOT ”. 8 anno base, nel periodo 2008-2012. È un obbiettivo ambizioso e purtroppo i paesi più sviluppati hanno una pericolosa tendenza all'incremento, piuttosto che al decremento (l'Italia si attesta ad un + 6%). Per quanto riguarda il nostro continente il Consiglio Europeo ha lanciato nel 2007 e approvato in via definitiva nel 2008, una nuova strategia per promuovere l'efficienza energetica ponendo i seguenti obiettivi al 2020: -20% sui consumi per efficienza energetica; +20% per le rinnovabili; -20% per le emissioni di gas serra; 10% di tetto minimo per i biocombustibili per il trasporto. Tale obiettivo è comunemente conosciuto come “obiettivo 20/20/20”. 1.2 Struttura del PEC La struttura del Piano Energetico Comunale (PEC) è quindi basata su tre pilastri fondamentali: Diagnosi energetica comunale; Pianificazione Energetica Comunale; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Scelta delle linee guida che il comune deve adottare per il conseguimento degli obbiettivi prefissosi. 9 2. POLITICHE DI RISPARMIO CONTESTO NORMATIVO ENERGETICO. IL 2.1 Politiche energetiche a livello mondiale L'esigenza di sviluppare fonti energetiche alternative è una delle più importanti priorità per un paese il cui approvvigionamento energetico è fortemente dipendente dai combustibili fossili: tale necessità è riconducibile a motivi economico-strategici, data la distribuzione geografica delle fonti energetiche di origine fossile in regioni politicamente instabili. La ratifica del Protocollo di Kyoto impegna i paesi aderenti allo sviluppo di un modello energetico fondato su tecnologie rinnovabili e sostenibili. Il Protocollo di Kyoto è un trattato internazionale in materia di ambiente sottoscritto nella città giapponese l'11 dicembre 1997 da più di 160 paesi in occasione della Conferenza COP3, entrato in vigore il 16 febbraio 2005, dopo la ratifica da parte della Russia. Il Protocollo impegna i paesi industrializzati e quelli ad economia di transizione ad una diminuzione di almeno il 5,2% delle emissioni globali dei principali gas ad effetto serra rispetto ai valori del 1990. Il periodo previsto per il raggiungimento di questo obiettivo è tra il 2008 ed il 2012. 2.2 Politiche energetiche a livello Europeo Per dare un spiegazione quanto più possibile esaustiva all’evoluzione delle direttive europee ma anche nazionali ricordiamo che le motivazioni di fondo che spingono chi prende decisioni pubbliche ad interessarsi delle tematiche dell’energia possono essere ricondotte, in ultima analisi, a tre obbiettivi: L’ambiente; L’efficienza; La sicurezza degli approvvigionamenti. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il Protocollo di Kyoto costituisce lo strumento attuativo della Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici e si propone come primo grande passo verso una strategia internazionale atta al raggiungimento di una progressiva riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera. Questi gas, assorbendo la radiazione infrarossa, provocano il progressivo riscaldamento del pianeta, il cosiddetto effetto serra. Il gas serra più importante è il CO2, a cui corrisponde il 70% delle emissioni totali di gas serra. 10 Questi obiettivi di fondo hanno priorità reciproca che muta nel tempo, ma rimangono i fattori che giustificano un intervento pubblico nel mercato dell’energia. Il risparmio energetico presenta ripercussioni positive su tutti e tre i fronti. Non è un caso che la prima aggregazione degli Stati Europei fu proprio la comunità europea del carbone e dell’acciaio (CECA 18.0.4.1951) in cui la necessità di approvvigionamento sicuro ed economico degli impianti siderurgici ed energetici spinse gli Stati Europei a condividere le loro politiche. Facendo un excursus sulla recente storia delle norme che hanno portato alla strategia del 20/20/20 3 possiamo senz’altro partire dal libro verde del 2005 (Green Paper on Energy Efficienty COM (2005) 265 definitivo) anche conosciuto con il nome di “Fare di più con meno” (Doing more with less). Passando poi alle: direttiva 2005/32/CE relativa alla progettazione ecocompatibile dei prodotti che consumano energia; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi direttiva 2006/32/CE sull’efficienza dei prodotti finali dell’energia, i servizi energetici. Per tale direttiva l’obiettivo generale è: Gli Stati membri adottano e mirano a conseguire uno obiettivo nazionale indicativo globale di risparmio energetico, pari al 9 % per il nono anno di applicazione della presente direttiva da conseguire tramite servizi energetici e ad altre misure di miglioramento dell'efficienza energetica. Gli Stati membri adottano misure efficaci sotto il profilo costi-benefici, praticabili e ragionevoli, intese a contribuire al conseguimento di detto obiettivo.…OMISSIS… Il risparmio energetico nazionale a fronte dell'obiettivo nazionale indicativo di risparmio energetico è misurato a decorrere dal 1° gennaio2008. 11 piano d’azione per l’efficienza energetica dell’ottobre 2006 (Action Plan for Energy Efficenty: Realising the Potential ) COM (2006) 545 definitivo. Il percorso proposto è basato sulle tecnologie disponibili sul piano commerciale e ha un valore economico straordinario se si guardano i dati della tabella 2 che evidenziano come è possibile ridurre i consumi di un quarto senza compromettere il benessere e l’economia europea. Il sistema energetico europeo del futuro è infine rappresentato nella “Energy Roadmap 2050” del dicembre 2011, COM(2011) 885/2. Si vede come l’Europa ha messo in atto il suo ruolo di stimolo. Ma l’azione spetta agli stati membri, che hanno dovuto darne conto nei Piani di Azione Nazionali per l’efficienza energetica. 3 Si veda paragrafo 1.1. Settore Edilizia abitativa Edifici commerciali (terziario) Trasporti Industria manifatturie ra Consu Consumo di mo di energia (MTEP) nel Risparmio energia 2020 (in caso di potenziale (MTEP) situazione di energia nel invariata) nel 2020 2005 (MTEP) Potenzialità globali di risparmio energetico nel 2020 (%) 280 338 91 27% 157 332 211 405 63 105 30% 26% 297 382 95 25% T ABELLA 2.1: S TIME SUL POTENZIALE GLOBALE DI RISPARMIO ENERGETICO NEI SETTORI DI USO FINALE 4 Il PEN ha promosso, infatti, l’uso razionale dell’energia e del risparmio energetico, ha adottato le norme per l’autoproduzione e ha esteso il progressivo aumento di fonti alternative di energia, puntando al raggiungimento entro il 2000 del 44% dell’aliquota del rinnovabile all’interno del mix generativo, diversamente ripartito tra il solare e l’eolico. Per recepire le indicazioni fornite dalla legislazione comunitaria e rendere concreta la loro applicazione a livello nazione, sono state emanate nel 1991 le Leggi n.9 e n.10, che hanno fornito le basi per l’attuazione del PEN e, più in generale, del nuovo assetto energetico. In particolare, la Legge del 9 gennaio 1991, n.9 riguardante le “Norme per l'attuazione del nuovo Piano energetico nazionale: aspetti istituzionali, centrali idroelettriche ed elettrodotti, idrocarburi e geotermia, autoproduzione e disposizioni fiscali”, ha fornito le normative concernenti la produzione e la autoproduzione dell’energia elettrica, il vettoriamento del gas naturale, il teleriscaldamento, le 4 Fonte: Commissione europea, UE-25 scenario di base e Wuppertal Institute 2005. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 2.3 Politica energetica in Italia Nonostante le notevoli variazioni del quadro istituzionale e di mercato in materia di energia, il Piano Energetico Nazionale (PEN), datato al 1985 e approvato come ultimo aggiornamento dal Consiglio dei Ministri il 10 agosto 1988, può essere considerato ancora oggi il principale strumento di politica energetica nazionale. 12 agevolazioni fiscali, il contenimento dei consumi, istituendo altresì il marchio “Risparmio Energetico”. Ancora, la Legge del 9 gennaio 1991, n. 10 concernente al TITOLO I le “Norme per l'attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia”, al TITOLO II “le Norme per il contenimento del consumo di energia negli edifici” e al TITOLO III le “Disposizioni finali”, ha definito le Norme attuative e sulle tipologie tecnico-costruttive, sul teleriscaldamento, sul risparmio di energia e sull’uso di fonti rinnovabili di energia o assimilate, in particolar modo nel settore agricolo, i contributi in conto capitale a sostegno dell'utilizzo delle fonti rinnovabili di energia nell'edilizia, i contributi per il contenimento dei consumi energetici nei settori industriale, artigianale e terziario, definendo altresì le responsabilità per la conservazione e l'uso razionale dell'energia e istituendo la certificazione energetica degli edifici. In particolare, l’Art.5. Piani regionali prevede al Comma 1 che “Le regioni e le province autonome di Trento e di Bolzano, entro centottanta giorni dalla data di entrata in vigore della presente legge, d'intesa con l'ENEA, individuano i bacini che in relazione alle caratteristiche, alle dimensioni, alle esigenze di utenza, alla disponibilità di fonti rinnovabili di energia, al risparmio energetico realizzabile e alla preesistenza di altri vettori energetici, costituiscono le aree più idonee ai fini della fattibilità degli interventi di uso razionale dell'energia e di utilizzo delle fonti rinnovabili di energia” e al Comma 2 che “…..predispongono rispettivamente un piano regionale o provinciale relativo all'uso delle fonti rinnovabili di energia”. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi L’articolo suddetto prevede inoltre al Comma 3 che il Piano Energetico, predisposto a livello sia regionale che provinciale e comunale, contenga: 13 a) il bilancio energetico regionale o provinciale; b) l'individuazione dei bacini energetici territoriali; c) la localizzazione e la realizzazione degli impianti di teleriscaldamento; d) l'individuazione delle risorse finanziarie da destinare alla realizzazione di nuovi impianti di produzione di energia; e) la destinazione delle risorse finanziarie, secondo un ordine di priorità relativo alla quantità percentuale e assoluta di energia risparmiata, per gli interventi, di risparmio energetico; f) la formulazione di obiettivi secondo priorità di intervento; g) le procedure per l'individuazione e la localizzazione di impianti per la produzione di energia fino a dieci MW elettrici per impianti installati al servizio dei settori industriale, agricolo, terziario, civile e residenziale, nonché per gli impianti idroelettrici. Successivamente al Piano Energetico Nazionale del 10 Agosto 1998 e alle Leggi del ‘91 sono state emanate numerose normative per lo sviluppo sostenibile del settore energetico, coerentemente agli obiettivi di risparmio e promozione delle rinnovabili. In generale, la materia è principalmente regolata da un esteso corpus di norme e atti legislativi nazionali, in gran parte in recepimento degli orientamenti comunitari. Tuttavia, da un’attenta analisi delle leggi suddette e delle successive normative emerge con chiarezza che l’attuazione delle stesse è ampiamente delegata a livello locale, attraverso la pianificazione e la gestione delle risorse energetiche da parte delle Regioni, delle Province e dei Comuni, che assumono pertanto un ruolo fondamentale nell’applicare gli indirizzi della politica nazionale e quindi europea. A tal proposito, si cita il Decreto Legislativo 31 marzo 1998, n. 112, concernente “Il conferimento di funzioni e compiti amministrativi dello Stato alle Regioni ed agli Enti Locali, in attuazione del capo 1 della Legge 15 marzo 1997, n. 59” che ha organizzato le funzioni di programmazione e pianificazione in campo energetico, nonché le attività amministrative in materia di impianti di produzione di energia elettrica secondo un criterio di pluralismo e sussidiarietà tra Stato, Regioni, Province ed Enti Locali. Altresì la Legge Costituzionale 18/10/2001 n. 3 concernente “Modifiche al Titolo V Parte II della Costituzione” ha ridefinito le competenze legislative, regolamentari ed amministrative dello Stato, delle Regioni e degli Enti Locali prevedendo in particolare la “produzione, trasporto e distribuzione nazionale dell’energia” come materia di legislazione concorrente. Per comprendere la fattibilità tecnica in Italia dell’obiettivo non vincolante di riduzione dei consumi del 9% in nove anni, ovvero al 2016, che equivale ad una riduzione di circa l’1% l’anno dei consumi rispetto al consumo medio del quinquennio 2001-2005. posto dalla direttiva europea 2006/32/CE è stato redatto il rapporto 07005301 di Cesi Ricerca “Applicazione della direttiva europea sull’efficienza energetica ed i servizi energetici: contributo alla definizione di un piano d’azione nazionale” del febbraio 2008. A partire dal lavoro fatto da Cesi Ricerca, ora Rse, sono stati redatti il “Piano nazionale per l’efficienza energetica” presentato dall’Italia in Europa nel luglio 2007 e il “Piano d’azione nazionale per Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Non essendo definiti, infatti, regolamenti di attuazione o indirizzi specifici, le azioni regionali e comunali possono seguire con un ampio margine di discrezionalità l’orientamento nazionale e interpretare le norme applicando strategie volte al raggiungimento degli obiettivi su scale territoriali ridotte. 14 l’efficienza energetica del luglio 2011” che rappresenta l’impegno formale del nostro paese verso i partner europei. 2.4 Il Piano Energetico Regionale in Campania A livello regionale, la prima tappa che ha portato al Piano Energetico Regionale (PER) è di certo rappresentato dalle “Linee guida in materia di politica regionale e di sviluppo sostenibile nel settore energetico”, approvate con il D.G.R. 4818 del 25/10/2002. Uno degli obiettivi posti dal documento era la riduzione del deficit del bilancio elettrico regionale attraverso un programma di interventi mirati, sia nel settore dei consumi, sia in quello della produzione di energia, tutelando prioritariamente l’ambiente, la salute e la sicurezza pubblica. Le linee guida hanno definito gli obiettivi, le strategie e le politiche del territorio della Campania, puntando prioritariamente alla riduzione del deficit del bilancio elettrico, con l’introduzione di interventi sia dal lato dell’offerta che dei consumi. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La necessità esistente che vede una soluzione soprattutto nell’aumento dell’offerta di energia elettrica, ha portato la Regione Campania ad integrare successivamente le Linee Guida con il D.G.R. 3533 del 5/12/2003 che ha approvato l’“Analisi del fabbisogno di energia elettrica in Campania: bilanci di previsione e potenziamento del parco termoelettrico regionale”, definendo così le esigenze del comparto generativo termoelettrico regionale. 15 La Regione Campania nel luglio 2004 ha poi adottato la procedura per l’autorizzazione degli impianti che secondo il D.Lgs. 29 dicembre 2003 n. 387, all’art. 12 prevede un procedimento conclusivo, la “Conferenza di Servizi”, per semplificare l’iter amministrativo, da sempre problematico per gli operatori, compresi quelli del settore eolico. In seguito con la Legge n. 244/07, le competenze autorizzative sono state delegate dalle Regioni esclusivamente alle Province, modificando il suddetto articolo. Le difficoltà esistenti nelle procedure autorizzative del comparto delle rinnovabili hanno portato poi all’approvazione nel Luglio del 2006 delle “Linee guida per lo svolgimento del procedimento unico relativo alla installazione di impianti per la produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile”. Le competenze regionali sono state poi nuovamente estese dal D. Lgs 311/06, quale integrazione e modifica del precedente D. Lgs. 19 agosto 2005, n. 192, che prevede interventi volti all’efficienza energetica, mirati soprattutto al comparto edilizio. La normativa nazionale chiedeva poi la predisposizione di sistemi di certificazione e di controllo che la Regione Campania ha istituito attraverso le Linee Guida per lo svolgimento del Procedimento Unico di cui al comma 3 dell’art. 6 del D.Lgs. 29 dicembre 2003 n.387. Considerata la mancanza di indirizzi specifici nazionali e il più veloce dinamismo normativo comunitario, recepito a livello nazionale ma devoluto su scala regionale, anche la Regione Campania ha emanato le Linee Guida nel 2006, che dopo qualche anno di applicazione hanno richiesto aggiornamenti, dovuti anche all’esperienza maturata nel contempo. Pertanto, la DGR 962 del 30/05/2008 nell’ambito dell’aggiornamento del PASER 2008-2011 ha predisposto e approvato le nuove “Linee di Indirizzo strategico del Piano Energetico Ambientale Regionale”, modificando alcune parti dell’art. 12 del D. Lgs 387/03. Il comma 8 dell’art. 20 della Legge Regionale 20 gennaio 2008 n. 1, legge finanziaria 2008 della Regione Campania, aveva intanto previsto l’adozione del PER, che “costituisce urgente ed inderogabile necessità di disciplina della materia energetica in Campania”; la procedura di approvazione è stata definita al comma 9 dello stesso articolo. Dalla lettura attenta delle linee d’indirizzo strategico del PER Campania si evincono le finalità, gli obiettivi e gli approcci metodologici per la definizione di un Piano Energetico Regionale “quale strumento per la programmazione di uno sviluppo economico ecosostenibile mediante interventi atti a conseguire livelli più elevati di efficienza, competitività, flessibilità e sicurezza nell’ambito delle azioni a sostegno dell’uso razionale delle risorse, del risparmio energetico e dell’utilizzo di fonti rinnovabili non climalteranti”. Viene definita una strategia compiuta che intende: analizzare e valutare i processi in atto; delinearne una razionalizzazione; definire e tradurre gli obiettivi in impegni specifici, articolati per fonte energetica e settore economico; coniugare le affermazioni di principio e gli obiettivi teorici con una attenta contestualizzazione. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il PER vede la luce nel marzo del 2009 (pubblicato nel BURC n°27 del 6 Maggio 2009). In questo modo la Regione Campania pone così le basi per una politica energetica dagli obiettivi ben definiti, che sostengano la produzione e l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, l’installazione di impianti nelle strutture produttive, creando altresì un sistema campano di imprese ad alto contenuto tecnologico nel settore delle fonti rinnovabili e dell’efficienza energetica. 16 Le linee d’indirizzo assumono impegni integralmente trasferiti nel PER. In tal senso, ed in via vincolante, la strategia di governo regionale sarà tesa a orientare i comportamenti del mercato, le scelte di programmazione e di localizzazione territoriale attraverso la costruzione di una politica energetica locale le cui finalità risiedono nel: coniugare le problematiche climatiche ed energetiche di questo scorcio di inizio millennio alle opportunità derivanti dall’attuazione del protocollo di Kyoto e a sani processi di sviluppo delle comunità locali di questa regione; favorire la costruzione di un sistema energetico regionale a basse emissioni di carbonio; promuovere la modernizzazione ecologica del sistema energetico regionale con un approccio di infrastrutturazione “soft” dei territori regionali ancorata alle fonti rinnovabili, alla filiera agroenergetica e a quella dell’efficienza e del risparmio energetico. La strategia di piano regge su quattro pilastri programmatici: riduzione della domanda energetica tramite l’efficienza e la razionalizzazione, con particolare attenzione verso la domanda pubblica; diversificazione e decentramento della produzione energetica, con priorità all’uso delle rinnovabili e dei nuovi vettori ad esse associabili; creazione di uno “spazio comune” per la ricerca e il trasferimento tecnologico; coordinamento delle politiche di settore e dei relativi finanziamenti. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Dei quattro pilastri, il coordinamento territoriale dei primi due (politiche di riduzione della domanda tramite l’efficientamento energetico e di decentramento della produzione) è l’obiettivo strategico su cui far convergere trasversalmente gli altri due. 17 È opportuno evidenziare come una politica energetica regionale/locale basata sull’integrazione territoriale di riduzione/decentramento è da considerarsi come complementare e non antitetica alla politica tradizionale di scala nazionale, basata sulla costruzione di poli termoelettrici di grossa taglia come risposta alla crescita della domanda elettrica. Complementare poiché la stabilizzazione/riduzione della domanda energetica (soprattutto nei settori terziario, residenziale e dei trasporti), insieme all’implementazione di una rete territoriale di cogeneratori di piccola taglia (dislocati preferibilmente nei distretti industriali e nei poli commerciali, universitari e sanitari), o di fuel cells5, ridurrebbe la necessità di costruzione di nuove centrali, valorizzando, al contempo, quelle esistenti. Il vantaggio di questa strategia è la sua capacità di contribuire alla riduzione sia del conflitto sociale (legato alla scelta dei siti delle centrali), che dei costi dell’energia (aumento del numero di operatori presenti sul mercato in una logica di “prossimità”). La creazione di una rete energetica territoriale, inoltre, avrebbe il vantaggio di un maggiore livello di protezione dai rischi di black-out, oltre a garantire una maggiore efficienza termodinamica e una proporzionale riduzione delle emissioni inquinanti. 2.5 Il quadro normativo del Comune di Baronissi Il Comune di Baronissi già con l'approvazione del vigente Regolamento Edilizio ha dimostrato particolare sensibilità ai temi ambientali, prevedendo una serie di norme in materia energetico-ambientale, finalizzate al risparmio energetico e alla sostenibilità ambientale. Con la delibera n. 51 dell'11/02/2010, la Giunta Comunale decise, sebbene non obbligata da specifiche norme legislative, di dotarsi di un "Piano Energetico Comunale", conseguentemente con la delibera n. 55 del 12/07/2010, il Consiglio Comunale dettò gli "Indirizzi per la redazione del Piano Energetico ambientale comunale". Con la determina n. 16003/006 del 21/11/2011 del Responsabile del Settore Gestione dello sviluppo del Territorio e delle OO.PP. è stato affidato l'incarico all'ing. Vincenzo Verzella, congiuntamente con l'Ufficio, per la redazione di un Bilancio Energetico del Comune di Baronissi e del PEC. Con la determina n. 62 dell'11/05/2012 (reg. gen. 591/006S) fu dato atto che la redazione del P.E.C. congiuntamente all'ing. Vincenzo Verzella appositamente incaricato, fosse eseguita dall'arch. Fiorenzo Manzo in vece dell'ing. Michele Petta 5 In italiano cella a combustibile detta anche pila a combustibile. È un dispositivo elettrochimico che permette di ottenere elettricità direttamente da certe sostanze, tipicamente da idrogeno ed ossigeno, senza che avvenga alcun processo di combustione termica. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il riferimento principale per l’elaborazione del PEC è come già detto costituito dalle Leggi n°9 e n°10 del 1991, che nel dettare le norme dei Piani energetici, estendono anche ai Comuni, l’obbligo di predisporre una pianificazione energetica dei propri territori. In particolare, l’articolo 5 al Comma 5 della Legge n.10 del 91 prevede che “I piani regolatori generali di cui alla legge 17 agosto 1942, n. 1150, e successive modificazioni e integrazioni, dei comuni con popolazione superiore a cinquantamila abitanti, devono prevedere uno specifico piano a livello comunale relativo all'uso delle fonti rinnovabili di energia”. 18 precedentemente indicato che aveva richiesto di usufruire, per motivi personali, di un periodo di aspettativa. Le funzioni di R.U.P. sono state svolte dal dipendente comunale ing. Maurizio De Simone secondo disposizione del Resp.le Settore Pianificazione e Gestione dello Sviluppo del Territorio e delle OO.PP. prot. 23446 del 12/10/2011.". Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi In figura 2.1 si evince la “scala gerarchica” dei Piani Energetici a livello nazionale. 19 F IGURA 2.1 I NQUADRAMENTO DEI PIANI ENERGETICI IN FUNZIONE DEGLI ENTI ATTUATORI . 3. BILANCIO ENERGETICO COMUNALE Lo schema metodologico adottato per l’elaborazione del PEC del Comune di Baronissi prevede, come prima analisi, un bilancio energetico delle varie attività divise per settore afferenti direttamente alla gestione municipale. Il bilancio risulta il principale supporto alla procedura di pianificazione, configurandosi quale elemento propedeutico per la valutazione del livello di efficienza energetica e per l’individuazione degli interventi da intraprendere, nell’ottica di una programmazione tesa alla razionalizzazione dei consumi energetici ed al contenimento delle emissioni. In funzione, poi, dei risultati del bilancio è possibile prevedere le tendenze di sviluppi a breve e medio termine attraverso le elaborazioni di scenari futuri, sia in assenza di interventi che con riferimento a un quadro di azioni ben delineate. 3.1 Diagnosi Energetica Comunale Per la determinazione del bilancio energetico comunale è necessario effettuare la Diagnosi Energetica (DE). Essa serve ad ottenere una conoscenza approfondita del consumo (e quindi del comportamento) energetico della realtà comunale al fine di individuare le più efficienti modifiche con le quali è possibile conseguire i seguenti obbiettivi: il miglioramento dell'efficienza energetica; la riduzione dei costi per gli approvvigionamenti energetici; la riqualificazione del sistema energetico; fonti. Tali obiettivi sono raggiungibili tramite l'utilizzo, fra l'altro, dei seguenti strumenti: razionalizzazione dei flussi energetici; recupero delle energie disperse; individuazione di tecnologie per il risparmio di energia; ottimizzazione dei contratti di fornitura energetica; miglioramento delle attività di conduzione e manutenzione. I campi comunali sui quali effettuare le DA oggetto di questo studio sono: il settore residenziale e produttivo; la mobilità; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi il miglioramento della sostenibilità ambientale nella scelta e nell'utilizzo di tali 20 l’illuminazione; la corretta informazione dei cittadini comunali. 3.2 Procedura della diagnosi energetica Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La Diagnosi Energetica (DE) deve prevedere le seguenti azioni: 21 F IGURA 3.1: DIAGRAMMA SINOTTICO PER LA DIAGNOSI ENERGETICA . 6 Si parlerà sempre di consumo di energia. In realtà l’energia non si consuma ma si trasforma da forme a bassa entropia a forme con elevata entropia; ovvero da forme utili, sotto forma chimica, potenziale, elettrica, a forme non più sfruttabili, come energia cinetica o termica. 7 Il valore di riferimento, individuato con il punto 8., serve per il confronto con l’indice di prestazione energetico effettivo. Tale valore dipende dalla DE da effettuare. Esso può essere, per esempio, la media di settore o di benchmark o un riferimento di legge o il consumo precedente ridotto di una certa percentuale per lo stesso settore di investimento. Il dato può essere reperito dalla letteratura da studi di mercato, presso gli uffici studi delle associazioni di categoria, da istituti di ricerca, da stazioni sperimentali, da atti di congresso, oppure può essere un riferimento normativo. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 1. Raccolta dei dati relativi alle bollette di fornitura energetica e ricostruzione dei consumi6 effettivi di elettricità e combustibili per un lasso di tempo significativo ai fine della DE; 2. Identificazione e raccolta dei fattori di normalizzazione cui riferire i consumi energetici; 3. Identificazione e calcolo di un indice di prestazione energetica effettivo espresso in energia/fattore di riferimento; 4. Analisi dei consumi energetici. In particolare: raccolta delle informazioni necessarie alla creazione dell’inventario energetico e allo svolgimento della diagnosi; 5. Costruzione degli inventari energetici (elettrico e termico) relativi all’oggetto della diagnosi; 6. Calcolo dell’indice di prestazione energetico operativo; 7. Confronto tra indice di prestazione energetica operativo e quello effettivo; 8. Individuazione dell’indice di prestazione energetica di riferimento7; 9. Se i valori espressi dagli indicatori (effettivo e di riferimento) sono tra loro comparabili, la diagnosi può essere considerata conclusa in quanto l’obiettivo definito dall’indice di riferimento è stato raggiunto; 10. Se invece esiste uno scarto significativo si individuano le misure di miglioramento dell’efficienza energetica che consentano il loro riallineamento; 11. Per tali misure devono essere condotte le rispettive analisi di fattibilità tecnicoeconomiche; 12. Le misure individuate dovranno essere ordinate in funzione delle priorità concordate in un tavolo tecnico; 13. Una volta attuati i passi di cui sopra, la DE si considera conclusa. 22 4. Diagnosi Energetica Edifici Scolastici 4.1 Caratteristiche energetiche edifici scolastici La caratteristica energetica fondamentale di un edificio scolastico è l’utilizzo spesso parziale della struttura. La determinazione esatta dei volumi dell’edificio e del relativo orario di utilizzo è fondamentale per valutare le potenze, i carichi energetici necessari e le relative criticità. La curva di carico tradizionale prevede il picco massimo di potenza al mattino, verosimilmente fra le ore 6 e le 8: dopodiché, con l’arrivo degli alunni e del loro apporto termico i carichi si attenuano notevolmente. La caldaia durante la mattinata resta accesa ma probabilmente non alla massima potenza. Concluse le ore di lezione l’edificio normalmente viene chiuso ed il riscaldamento spento. Se alcuni locali vengono utilizzati anche nel pomeriggio, il riscaldamento può funzionare parzialmente anche per quasi tutto il resto della giornata. Gli edifici scolastici hanno quasi sempre una morfologia poco compatta e di conseguenza gli impianti di riscaldamento spesso non sono ben bilanciati, il parco degli edifici scolastici esistenti presenta, spesso, grosse lacune dal punto di vista dell’isolamento termico delle murature e delle pareti vetrate. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 4.2 Modalità operative normalizzate per il calcolo dei consumi energetici 23 La modalità operativa che andremo a descrivere è frutto di metodologie standardizzate a livello nazionale dall’ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile). Essa consiste inizialmente nella rilevazione dei seguenti dati: Rilevazione dei consumi di energia (elettrico e termico) Tale valore è stato ricavato dalle bollette del gestore elettrico per quanto riguarda la parte di elettricità CE e dai dati forniti dal gestore del contratto di fornitura calore per quanto riguarda la parte termica; essi in particolare sono stati rilevati dai dati forniti dalla società Cofely SpA8. In particolare il consumo termico CT dovrà essere riferito al kWht. Per questo dovrà essere utilizzata la seguente tabella in funzione del combustibile utilizzato: 8 Si veda l’Allegato A del presente PEC. Tipo combustibile kWht 1 m3 gas metano 9.58 1 litro gasolio 11.86 1 litro olio fluido 11.40 1 litro GPL 12.79 1 kg legno 2.91 1 kg carbone fossile 8.15 1 MJ calore di rete 0.37 T ABELLA 4.1 CONVERSIONE POTERE CALORICO IN . Rilevazione dei dati spaziali della struttura E’ necessario rilevare la volumetria lorda riscaldata, la superficie lorda ai piani e la superficie disperdente degli edifici. 1. Volumetria lorda riscaldata ( V ) è stata ricavata dai disegni dell’archivio comunale, in essa sono compresi i muri esterni e sono escluse quelle parti dell'edificio non riscaldate (interrati, mansarde, magazzini, garage, etc.). Se la scuola è composta da più edifici, V sarà la somma delle volumetrie dei singoli edifici. 2. Superficie lorda ai piani ( Ap ) è la superficie ai piani ricavata sempre dalle planimetrie degli edifici; comprendendo in essa anche i muri divisori, esclusi i muri perimetrali. Se la scuola si compone di più edifici Ap sarà la somma delle superfici ai piani dei singoli edifici. 3. Superficie disperdente ( S ) è la superficie disperdente è data dalla somma delle singole superfici che avvolgono il volume lordo riscaldato V (pareti perimetrali, tetti, solai di piano terra). Se la scuola si compone di più edifici S sarà la somma delle superfici disperdenti dei singoli edifici. Tale valutazione è stata fatta dai dati forniti dall’ufficio lavori pubblici del comune di Baronissi. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi In particolare: 24 Individuazione dei gradi giorno del comune di Baronissi Per i confronti tra i consumi di combustibile per riscaldamento occorre tener conto delle differenze climatiche delle località in cui sono situate le scuole. A tale scopo i consumi specifici vengono "destagionalizzati" attraverso i Gradi-Giorno (GG) che sono ottenuti come sommatoria delle differenze tra la temperatura interna di progetto (20°C) e la temperatura media giornaliera esterna, per tutti i giorni di riscaldamento della stagione invernale di una determinata località. I GG del comune di Baronissi sono9: GG Baronissi = 1.437. F e - Fattore di normalizzazione del consumo per riscaldamento, in funzione della forma degli edifici A parità di volume riscaldato di due edifici quello che ha una maggiore superficie disperdente consuma più energia per il riscaldamento. L'incidenza di questo elemento è notevole. Il consumo specifico della scuole in esame, perché sia comparabile con i consumi di riferimento delle scuole campioni, deve essere normalizzato con un fattore che tenga conto della loro forma. Esso viene espresso dal rapporto tra la superficie disperdente dell'edificio e il suo volume lordo riscaldato ( S/V ). Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi In corrispondenza di questo rapporto e della tipologia di scuola in esame si ricava, dalla tabella 4.2, il fattore di normalizzazione Fe. 25 S/V [m2/m3] Fe Sino a 0.4 1.2 Da 0.41 a 0.50 1.1 Da 0.51 a 0.60 1.0 Oltre 0.60 0.9 Scuole materne 9 Per un controllo e confronto dei GG di altri Comuni Italiani si veda, ad esempio, il sito: www.comuni-italiani.it. S/V [m2/m3] Fe Sino a 0.3 1.2 Da 0.31 a 0.35 1.1 Da 0.36 a 0.40 1.0 Da 0.36 a 0.45 0.9 Oltre 0.46 0.8 Scuole elementari S/V [m2/m3] Fe Sino a 0.25 1.1 Da 0.26 a 0.30 1.0 Da 0.31 a 0.35 0.9 Scuole medie - secondarie superiori F h - Fattore di normalizzazione del consumo per riscaldamento, in funzione delle ore di riscaldamento dell’edificio Il fattore di normalizzazione Fh dipende dalle ore di funzionamento della scuola. La normalizzazione dei consumi medi deve essere effettuata per le scuole Elementari, Medie e Secondarie Superiori, dati i diversi orari di presenza e quindi di consumi per riscaldamento, per illuminazione e per altri servizi. Le scuole Materne presentano in massima parte uno scarto di orario di funzionamento limitato (da 6 a 8 ore al giorno) tale da non comportare apprezzabili differenze dei consumi. Nella tabella 4.3 sono riportati i valori dei fattori di normalizzazione (Fh) dei consumi per riscaldamento e di energia elettrica relativi alle ore di funzionamento giornaliero delle scuole. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi T ABELLA 4.2 F ATTORE DI NORMALIZZAZIONE F E . 26 Ore/giorno Fh Sino 6 1.2 Da 6 a 7 1.1 Da 8 a 9 1.0 Da 10 a 11 0.9 Oltre 11 0.8 Scuole elementari, medie, secondarie superiori T ABELLA 4.3 F ATTORE DI NORMALIZZAZIONE F H . IEN R – Indicatore Energetico Normalizzato per Riscaldamento Dai dati trovati abbiamo quindi che: ⁄ IEN E – Indicatore Energetico Normalizzato per il consumo energia elettrica Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Dai dati trovati abbiamo quindi che: 27 ⁄ Valutazione dei risultati La valutazione dei consumi energetici specifici (IEN) calcolati per la scuola in esame avviene, come già accennato, paragonandoli ai consumi specifici di riferimento relativi ad un campione significativo della realtà nazionale. Nelle tabelle 4.4 e 4.5 sono riportati i consumi specifici di riferimento organizzati per tipologia scolastica e per classe di merito rispetto alla qualità energetica. Buono Sufficiente Insufficiente Materne Elementari Medie Sup. – Secondarie T ABELLA 4.4 C LASSI DI MERITO PER CONSUMI PER RISCALDAMENTO . Secondarie Superiori Istituti Istituti Ind. Tecnici Ind. Professionali T ABELLA 4.5 C LASSI DI MERITO PER CONSUMI ELETTRICI . Sufficiente Insufficiente Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Buono 28 4.3 Risultati dell’analisi Comune di Baronissi energetica nelle scuole del Dal metodo finora descritto i risultati per le scuole del Comune di Baronissi sono sintetizzati nelle seguenti tabelle rispettivamente per la parte termica ed elettrica10: Edificio Scolastico Scuola Elementare Capoluogo - Cosimato Scuola Materna Capoluogo Parco Olimpia - G. Rodari Scuola Elementare Aiello - A. Sabatini Scuola Elementare Antessano - C. Collodi Scuola Materna Antessano - M. Montessori Scuola Elementare Sava - S. Maria delle Grazie Scuola Elementare - Capasimo S. Francesco Assisi Scuola Elementare Caprecano - R. Santoro Scuola Materna Orignano - F. Volpe Scuola Elementare e Materna Saragnano - G. Falcone Media Villari Buona Efficienza Consumo Medio Combustibile IENR annuo CT [kWht] 27461 6.4 18470 4.8 25459 5.1 9206 5.0 21507 7.0 32486 4.3 45950 4.7 30627 7.8 nullo non stimabile 30417 7.4 65997 3.5 Sufficiente Scarsa Efficienza T ABELLA 4.6: C LASSI DI MERITO E RELATIVA VALUTAZIONE PER I CONSUMI DA RISCALDAMENTO PER LE SCUOLE DEL C OMUNE DI B ARONISSI . Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Edificio Scolastico 29 Scuola Elementare Capoluogo - Cosimato Scuola Materna Capoluogo Parco Olimpia - G. Rodari Scuola Elementare Aiello - A. Sabatini Scuola Elementare Antessano - C. Collodi Scuola Materna Antessano - M. Montessori Scuola Elementare Sava - S. Maria delle Grazie Scuola Elementare - Capasimo S. Francesco Assisi Scuola Elementare Caprecano - R. Santoro Consumo energia elettrica CE [kWhe ] 7200 7200 14172 7200 5600 9398 30000 15000 Scuola Materna Orignano - F. Volpe non significativo Scuola Elementare e Materna Saragnano - G. Falcone Media Villari Buona Efficienza Sufficiente 17220 54840 IENE 8.7 12.7 18.9 20.7 8.4 8.1 19.3 25.4 non stimabile 22.5 16.9 Scarsa Efficienza T ABELLA 4.7: C LASSI DI MERITO E RELATIVA VALUTAZIONE PER I CONSUMI ELETTRICI PER LE SCUOLE DEL C OMUNE DI B ARONISSI . 10 I calcoli analitici per i singoli edifici scolastici sono consultabili nell’allegato C. 30 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 4.3.1 Verifica dei risultati Iniziamo con il dire che i dati relativamente alla scuola Materna F. Volpe della frazione Orignano non sono significativi. Ciò e dovuto al fatto che la scuola Materna è stata oggetto di una profonda ristrutturazione del sistema di condizionamento concretizzatasi ad inizio 2012 in cui è stato sostituito il sistema di riscaldamento elettrico a stufette con un impianto centralizzato a pompa di calore. I risultati ottenuti dal punto di vista energetico per quanto riguarda i consumi da riscaldamento evidenziano un approccio virtuoso da parte del Comune di Baronissi grazie al gestore del contratto di fornitura calore. I risultati ottenuti dal punto di vista energetico per quanto riguarda i consumi elettrici sono di tenore contrastante. Infatti mentre su tre plessi i risultati ottenuti sono più che lusinghieri rispetto alle medie nazionali su tutti i restanti si evince che molto c’è da fare per far rientrare questi ultimi all’interno delle fasce virtuose. Azioni di sensibilizzazione e i provvedimenti elencati nel paragrafo 4.4 sono certamente auspicabili per l’ottenimento di tali risultati. 4.3.2 Produzione di CO 2 annua delle Scuole del comune di Baronissi. EMISSIONI ANNUE DA RISCALDAMENTO Per il calcolo delle emissioni prodotte dai consumi energetici da riscaldamento è sufficiente moltiplicare i consumi ottenuti dallo screening energetico per il fattore di emissione, ricavato dalla tabella 4.8, secondo la seguente formula: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi kgCO2 prodotti =(kWht consumati) x (fattore di emissione) 31 Tipologia di combustibile gas gasolio gpl olio combustibile Fattore di emissione [kgCO2/kWh] 0,2010 0,2638 0,2246 0,2756 T ABELLA 4.8: F ATTORE DI EMISSIONE IN FUNZIONE DELLA TIPOLOGIA DI COMBUSTIBILE . Nel nostro caso abbiamo: CO2 prodotta in un anno per riscaldamento scuole = 61824 kg. EMISSIONI ANNUE DAGLI IMPIANTI ELETTRICI Per il calcolo delle emissioni prodotte dai consumi energetici elettrici è sufficiente moltiplicare i consumi ottenuti nella precedente fase 1 secondo la seguente formula: kgCO2 prodotti =(kWhe consumati) x 0,483 Nel nostro caso abbiamo: CO2 prodotta in un anno per il consumo elettrico scuole = 81062 kg. EMISSIONI TOTALI ANNUE CO2 Quindi la CO2 totale prodotta dalle scuole è: CO2 prodotta in un anno dalle scuole = 142886 kg. 4.4 Azioni Correttive da intraprendere per la riduzione dei consumi energetici Per la concreta realizzazione del PEC riteniamo sia utile dare delle indicazioni su alcuni accorgimenti percorribili da tutti i soggetti coinvolti nelle scuole ed in primis dagli studenti con misure “a costo zero” o “quasi zero”, finalizzate alla riduzione dei consumi energetici dell’edificio scolastico (le azioni sono, naturalmente, del tutto replicabili anche in altri ambiti). Utilizzando la guida, ed eventualmente proponendo ulteriori azioni di risparmio energetico, gli studenti, coadiuvati dal personale della scuola, potranno sviluppare un documento che contiene: elenco delle azioni svolte; descrizione di ciascuna azione svolta e del ruolo svolto dagli studenti (eventualmente corredata da foto); risparmi energetici annui stimati per ciascuna azione svolta; risparmi ambientali stimati per ciascuna azione svolta. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi A fronte di ciascuna azione proposta, vengono fornite indicazioni utili alla quantificazione del risparmio energetico ottenibile. 32 4.4.1 Interventi di razionalizzazione Illuminazione Per quanto riguarda l’illuminazione la prima operazione da fare è quella di individuare tutti i punti luce presenti nella scuola e identificarli a secondo della loro posizione e funzione (illuminazione delle aule, illuminazione degli esterni, illuminazione dei corridoi, etc) Con questo elenco dettagliato è possibile pianificare interventi di vario tipo e stimarne gli effetti: 1- evitare di tenere luci accese inutilmente Questa, che sembra l’azione più banale, può portare a risparmi energetici considerevoli. A tale proposito si consideri ad esempio: spegnimento delle luci durante la ricreazione; spegnimento delle luci nelle ore in cui gli studenti fanno attività in altre classi (educazione fisica, laboratori, etc); spegnimento delle luci delle classi a fine lezione a cura degli studenti (e non più a cura del personale non docente). Per stimare i risparmi va considerata la tipologia di lampada usata e quindi applicare la seguente formula: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi kWhe risparmiati in un anno = (n° lampade) x (potenza delle lampada in W) x (n° ore che le lampade rimangono spente grazie alla buona pratica) / 1000 33 Potranno poi essere calcolati i kgCO2 risparmiati applicando la formula di cui al paragrafo 4.3.2 della fase di analisi energetica. La potenza della lampada si trova scritta sulle lampade stesse (nel caso di lampadine ad incandescenza le potenze tipiche sono dell’ordine di 75-100W nel caso di lampade a neon, le più comuni nelle scuole, le potenze tipiche sono fra 20-40W). Nel caso in cui le azioni di risparmio fossero fatte su tipologie diverse di lampade, andranno ovviamente calcolati separatamente e poi sommati i diversi contributi. 2- ridurre le fonti luminose Uno dei metodi per ridurre i punti luminosi è quello di diminuire la perdita di flusso luminoso per sporcizia. Inoltre, se non vi è, può eventualmente essere apposto, con l’aiuto del personale della scuola, del materiale riflettente tra il neon e il suo alloggiamento. In questa maniera è possibile aumentare il flusso luminoso e quindi spegnere alcune fonti luminose. Analogamente, è possibile spegnere alcune luci dei corridoi che illuminino parti non fondamentali o che comunque risultino in soprannumero. Per il calcolo del risparmio è possibile utilizzare la seguente formula: kWhe risparmiati in un anno = (n° lampade spente) x (n° ore funzionamento in un anno) x (potenza lampade in W)/ 1000 Potranno poi essere calcolati i kgCO2 risparmiati applicando la formula di cui al paragrafo 4.3.2 della fase di analisi energetica. 3- Sostituire lampadina a incandescenza con lampadina a basso consumo Qualora fossero presenti lampade ad incandescenze è possibile, sostituirle con lampade a basso consumo. Per il calcolo del risparmio è possibile utilizzare i seguenti valori di riferimento: kWhe risparmiati in un anno = (n° lampade sostituite) x (n° ore funzionamento in un anno) x (potenza lampada incandescenza – potenza lampada a basso consumo) / 1000 E’ possibile determinare le potenze delle lampade leggendole sulle lampade stesse. (potenze tipiche delle lampade ad incandescenza 60 – 100 W; potenze tipiche delle lampade a basso consumo: 7 – 20 W). 4.4.2 Interventi di razionalizzazione uso energia termica E’ possibile ottenere dei notevoli risparmi nelle spese di riscaldamento, cercando di limitare le perdite e di ridurre gli sprechi di energia. Le azioni da intraprendere possono essere ad esempio: 1) Chiudere le finestre prima di accendere l'impianto di riscaldamento e ridurne al minimo l'apertura, per i soli cambi d'aria. Per il calcolo dei risparmi, gli studenti possono effettuare un piccolo sondaggio all’interno delle classi (magari preparando semplici questionari da distribuire agli altri studenti o professori) e determinare quanto sia in uso Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Potranno poi essere calcolati i kgCO2 risparmiati applicando la formula di cui al paragrafo 4.3.2 della fase di analisi energetica. 34 (poco/mediamente/frequentemente) la pratica di aprire le finestre con il riscaldamento accesso e applicare forfettariamente la seguente formula: kWht risparmiati in un anno = (totale consumo annuo scuola) x F con F che si può determinare, in base ai risultati del sondaggio, dalla tabella 4.9: Frequenza aperture finestre F Frequentemente 0.05 Mediamente 0.10 Poco 0.15 T ABELLA 4.9: F REQUENZA APERTURA FINESTRE . Potranno poi essere calcolati i kgCO2 risparmiati applicando la formula di cui al paragrafo 4.3.2 della fase di analisi energetica. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 2) Effettuare un’analisi per l’eventuale individuazione di ore inutili di funzionamento della caldaia 35 Può capitare che la caldaia sia spenta molto dopo l’uscita degli studenti dalle classi o che rimanga accesa il sabato e la domenica. In questo caso gli studenti possono effettuare un’analisi, chiedendo ad esempio al personale della scuola, per verificare le modalità con cui la caldaia viene accesa e spenta. In tal modo è possibile proporre la regolazione del timer della caldaia. kWht risparmiati in un anno = (totale consumo annuo scuola) x (numero di ore giornaliere in cui si è riusciti a spengere la caldaia grazie alla regolazione del timer / numero di ore giornaliere di funzionamento della caldaia) Potranno poi essere calcolati i kgCO2 risparmiati applicando la formula di cui al paragrafo 4.3.2 della fase di analisi energetica. 3) Ulteriori azioni In aggiunta a quanto già detto, gli studenti potranno individuare ed attuare ulteriori azioni di cui possono eventualmente stimare gli effetti: spegnimento dei termosifoni vicino alle porte di ingresso dell’edificio (sono praticamente inutili per il riscaldamento degli ambienti interni); la chiusura di avvolgibili e persiane per evitare le dispersioni termiche alla fine delle lezioni e durante il sabato e la domenica; l’apposizione di un foglio di materiale isolante, termoresistente, atossico e ignifugo tra il calorifero e il muro dietro ai caloriferi posizionati su muri confinanti con l’esterno (aumento del 5% dell'efficienza di ogni calorifero). oltre alla buona pratica di non tenere aperti rubinetti inutilmente, è possibile, utilizzare dei semplici dispositivi (erogatori a basso flusso) che permettono di mantenere la medesima gradevole sensazione del getto d’acqua sulle mani o sul corpo (a seconda che si tratti di un rubinetto o di una doccia), riducendo drasticamente il flusso d’acqua e quindi il consumo. Considerando che il riscaldamento dell’acqua è uno dei fattori di consumo di energia più rilevanti in un ambiente ad uso collettivo, grazie a tali semplici accorgimenti, anche il risparmio di energia sarà notevole. Se si pensa che l’acqua calda per uso sanitario ha una temperatura di circa 40 °C, poiché l’acqua di rete ha in media una temperatura di 10 °C, occorrerà fornire all’acqua sufficiente calore per farle compiere un salto (ΔT) di 30 °C. Utilizzando un rompigetto in un rubinetto che si utilizza per operazioni che richiedono acqua calda, è possibile risparmiare un quantitativo di energia calcolabile tramite la seguente formula: Erub (kWh) = 12 (litri/minuto) * minuti di utilizzo * ΔT * 30% / 860 11 Utilizzando un aeratore in una doccia, invece, il risparmio ottenibile sarà il seguente: Edoc (kWh) = 15 (litri/minuto) * minuti di utilizzo * ΔT * 50% / 860 11 1 kWh = 860 kcal. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi È sufficiente fare in modo che il flusso d’acqua venga miscelato con aria per ottenere stesso confort, con portata ridotta. Nel caso dei rubinetti, tale riduzione è pari circa al 30% della portata iniziale (considerando che normalmente un rubinetto ha una portata di 12 litri al minuto, significa che, per ogni minuto di apertura del rubinetto, si può evitare lo spreco di 3,6 litri di acqua potabile). Ancora più sorprendente è il risultato che è possibile ottenere se i miscelatori vengono utilizzati nelle docce: il risparmio arriva al 50% (passando da 14÷16 litri a 7÷8 litri al minuto ossia, tramite l’acqua risparmiata, sarebbe possibile riempire 4 bottiglie da 2 litri di acqua minerale, per ogni minuto di funzionamento della doccia). 36 Sarà cura dei ragazzi eseguire una stima del risparmio annuale ottenibile in relazione al numero di dispositivi di aerazione e miscelazione inseriti nella scuola ed alle abitudini igieniche relative alle attività scolastiche (quante volte al giorno vengono utilizzate le docce, eventualmente anche per attività sportive pomeridiane? Quali attività prevedono l’utilizzo di acqua calda? Ecc. ecc.). Una volta stimato il risparmio annuale di energia termica ottenibile (Etot) a seconda del sistema in uso presso la scuola per il riscaldamento dell’acqua, i valori ottenuti vanno moltiplicati per un ulteriore fattore, che tiene conto anche di altre fonti di perdite non evitabili: Nel caso di utilizzo di scaldabagno elettrici (comunque sconsigliabili per il riscaldamento dell’acqua), il risparmio di energia elettrica sarà pari a: Eel tot = Etot / 95% Nel caso di utilizzo di scaldabagno a combustibile (ad esempio a gas), il risparmio di energia termica sarà pari a: Et tot = Etot / 85% Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Potranno poi essere calcolati i kgCO2 risparmiati applicando la formula di cui al paragrafo 4.3.2 della fase di analisi energetica. 37 4.4.3 Altri Interventi di razionalizzazione uso energia elettrica Stand By Molti apparecchi elettrici sono caratterizzati da modalità di funzionamento in stand-by. La disconnessione di questi apparecchi, ad esempio tramite lo spegnimento degli interruttori sulle prese elettriche comuni, può comportare risparmi energetici considerevoli. Lo stesso discorso è fattibile per i trasformatori di molte apparecchiature elettriche (computer portatili, stampanti, cellulari, alcuni monitor, etc). Apparecchi elettronici [W] Computer 30 Stampante laser 8 Stampante a getto d'inchiostro 6 Televisore 7 Videoregistratore 9 Amplificatore 6 Decoder TV 10 Lettore CD 2 Trasformatori per piccole apparecchiature elettriche 1-4 T ABELLA 4.10: POTENZA DI STAND - BY DELLE TIPOLOGIE DI APPARECCHIATURE ELETTRONICHE PIÙ COMUNI . Corretto posizionamento frigoriferi e frigocongelatori Sarà sufficiente verificare che la facciata sulla quale è montata la serpentina per il raffreddamento del fluido refrigerante (nei classici frigoriferi domestici, sulla facciata posteriore) sia scostata di almeno 10 cm dal muro o da altri elementi di arredamento, in modo che sia consentito un efficace ricambio d’aria nella zona. Tale accorgimento può far risparmiare fino al 30% dei consumi annui del frigorifero o frigocongelatore. Al fine di stimare tale risparmio, si dovrà procedere prima di tutto trovando il valore della potenza assorbita P (espresso in W) dal sistema frigorifero12. Una volta ottenuto il valore della potenza, sarà possibile applicare la seguente formula: kWh annui risparmiati = P (W) * 8 (h/giorno) * 365 (giorni anno) * D/ 1000 12 Ciò può essere fatto individuando, sul frigorifero, la placca contenente le informazioni tecniche di funzionamento; oppure risalendo dalla marca e modello del frigorifero tramite ricerca su internet o contattando direttamente il produttore o distributore dell’apparecchiatura. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Tra le possibilità “a costo zero” di risparmiare energia elettrica, può essere anche annoverato il corretto posizionamento di frigoriferi e frigocongelatori (ad esempio nelle mense o nei bar degli edifici scolastici). 38 ove D si può determinare, in base al posizionamento del frigorifero, dalla tabella 4.11. Distanza iniziale dal muro D Superiore a 5 cm 30% Inferiore a 5 cm 20% Scarsa o quasi nulla 10% Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi T ABELLA 4.11: F ATTORE DI CORREZIONE FUNZIONE DELLA POSIZIONAMENTO DEL FRIGORIFERO . 39 5. DIAGNOSI ENERGETICA ILLUMINAZIONE PUBBLICA 5.1 Generalità L’illuminazione pubblica rappresenta per un ente locale, una delle voci di maggior consumo di energia, di solito il 50% dei consumi elettrici. Nel caso del Comune di Baronissi dall’analisi delle bollette del gestore elettrico abbiamo che il peso percentuale sui consumi elettrici totali è pari al 76%. In particolare l’energia utilizzata per la pubblica illuminazione in un anno dal Comune di Baronissi è di circa due milioni di kWh13. Considerando una popolazione residente nel comune di Baronissi di 16850 persone il consumo pro-capite annuo è pari a circa 119 kWh annui che è sopra alla media nazionale pari a 106 kWh annui pro-capite (dati TERNA). Per completezza di dati e per capire che molto si può fare in termini di riduzione di tale energia consumata di seguito vengono riportati i consumi pro capite di altre nazioni europee. Consumo annuo pro capite (kWh) Spagna 116 Italia 106 (dati Terna) Francia 80 Germania 48 Gran Bretagna 42 Olanda 40 Irlanda 40 T ABELLA 5.1 D ATI DI CONSUMO DI ALCUNE NAZIONI EUROPEE ( DATI U NIVERSIDAD C OMPLUTENSE DE M ADRID , TRANNE CHE PER L 'I TALIA , DATI T ERNA ). 13 Per un controllo particolare dell’energia consumata per la pubblica illuminazione si rimanda all’allegato A. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Nazione 40 5.2 Quadro normativo di riferimento per l’illuminazione stradale Il quadro normativo relativo all’illuminazione stradale comprende quattro Norme finite di pubblicare nell’Ottobre 2007. La normativa UNI11248 e le correlate UNI EN13201/2/3/4 individuano prescrizioni illuminotecniche per tutte le aree pubbliche adibite alla circolazione, destinate al traffico motorizzato, ciclabile o pedonale; definendo per tutte le tipologie specifici parametri di riferimento e di analisi. UNI 11248/2007 Selezione delle categorie illuminotecniche Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Essa propone una classificazione delle strade e definisce il metodo per determinare la classe illuminotecnica per ogni specifico tratto di strada in funzione di alcuni parametri di influenza (es. complessità del campo visivo, zone di conflitto, indice di rischio, luminosità dell’ambiente, tipo di sorgente, flusso di traffico, etc.). Infatti le caratteristiche fotometriche per la progettazione di un impianto di illuminazione stradale vengono definite sulla base di una o più categorie illuminotecniche in funzione di un insieme di parametri di influenza. 41 La norma UNI 11248 fornisce le informazioni necessarie per identificare la classe illuminotecnica per il progetto dell’impianto. Innanzitutto deve essere individuata la categoria illuminotecnica di riferimento, che dipende esclusivamente dal tipo di strada; quindi la categoria illuminotecnica di progetto che definisce i requisiti rispetto ai quali dovrà essere progettato l’impianto e che può differire da quella di riferimento in relazione ad alcuni parametri di influenza. I parametri di influenza possono essere: caratteristiche di complessità del campo visivo, presenza di zone di conflitto, indice di rischio, luminosità dell’ambiente, tipo di sorgente, flusso di traffico etc. Infine, potranno essere individuate delle categorie illuminotecniche di esercizio, che specificano come potranno variare i requisiti illuminotecnici in funzione della variabilità nel tempo dei fattori di influenza, ad esempio di quanto si potrà ridurre la prestazione illuminotecnica in funzione di una riduzione del flusso di traffico in certi periodi o fasce orarie. La categoria illuminotecnica di riferimento viene definita in base al tipo di strada. La Norma identifica sei classi stradali: per ogni classe sono inoltre introdotte delle sottoclassi in funzione della localizzazione della strada e del limite di velocità. La classificazione della strada deve essere comunicata al progettista dal committente o dal gestore della strada, valutate le reali condizioni ed esigenze. Nella tabella 5.2 sono riportate le classi stradali previste, le sottoclassi e le categorie illuminotecniche di riferimento corrispondenti. T ABELLA 5.2 – C LASSIFICAZIONE ILLUMINOTECNICA DI RIFERIMENTO . DELLE STRADE E INDIVIDUAZIONE DELLA CATEGORIA T ABELLA 5.3 – P ARAMETRI DI INFLUENZA ( SE RILEVANTI ) CONSIDERATI PER LE CATEGORIE ILLUMINOTECNICHE DI RIFERIMENTO INDIVIDUATI IN TABELLA 5.2. A questa prima classificazione il progettista applica quella che è definita come “analisi dei rischi”, ovvero una valutazione di tutta quelle caratteristiche specifiche dell’ambiente che possono portare ad individuare una diversa categoria illuminotecnica di progetto. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La classificazione in tabella 5.2 è riferita alle strade nelle condizioni dei parametri di influenza riportate sotto: 42 Molti elementi di valutazione e il loro peso in termini di rischi sono presentati nella norma attraverso diverse tabelle e processi decisionali, ma è lasciata anche libertà al progettista di valutare aspetti secondo lui importanti. Al termine di questa analisi, che il progettista deve documentare, si ricava la categoria illuminotecnica di progetto ed eventuali sotto-categorie illuminotecniche di esercizio legate al variare dei flussi di traffico, rispetto alle quali eseguire la progettazione illuminotecnica vera e propria. UNI EN 13201-2 Requisiti prestazionali Assegna ad ogni categoria illuminotecnica di progetto i valori di prestazione corrispondenti, in termini, a seconda dei casi, di luminanza, illuminamento, uniformità e controllo dell’abbagliamento. Ovvero, definita la classe o le classi illuminotecniche di progetto e di esercizio mediante la UNI 11248, i valori dei requisiti fotometrici possono essere ricavati mediante le tabelle riportate nella UNI EN 13201-2. UNI EN 13201-3 Calcolo delle Prestazioni Stabilisce le modalità per il calcolo delle prestazioni fotometriche degli impianti di illuminazione stradale. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi UNI EN 13201-4 fotometriche 43 Metodi di misurazione delle prestazioni Definisce le modalità di misura delle prestazioni illuminotecniche degli impianti di illuminazione stradale. Prestazioni che dovranno essere valutate in sede di collaudo e se richiesto in sede di manutenzione e controllo nel tempo. 5.2.1 Considerazioni nell’ottica del Piano Energetico Comunale L’analisi della recente normativa per la progettazione degli impianti di illuminazione stradale evidenzia quindi l’importanza attribuita alla necessità di progettare gli impianti tenendo conto da una parte delle fondamentali esigenze di sicurezza e dall’altra delle esigenze di contenimento dei consumi energetici oggetto finale della redazione del PEC. Il complesso meccanismo della selezione delle categorie illuminotecniche di progetto e di esercizio consente infatti di definire in modo più puntuale e specifico i requisiti di progetto, dando la possibilità di incrementare o ridurre le prestazioni in funzione delle caratteristiche specifiche della zona considerata, a valle di una analisi di rischio sviluppata dal progettista in collaborazione con la committenza. In questo modo ad esempio, data una certa categoria di strada, è possibile ridurre le prestazioni richieste all’impianto in presenza di flussi di traffico ridotti (25% o 50% rispetto al normale flusso di traffico) o in assenza di zone di conflitto, così come invece risulta necessario incrementarle in presenza di indici di rischio elevato, di dispositivi rallentatori, etc.. In termini di contenimento dei consumi energetici questa norma consente sostanzialmente di definire diverse categorie illuminotecniche di esercizio in funzione di una riduzione del flusso di traffico, ad esempio nelle ore notturne (-1 classe per un flusso di traffico del 50% rispetto al normale e -2 classi per un flusso di traffico del 25%), così come consente di ridurre i requisiti di progetto nel caso si utilizzino lampade con resa del colore superiore a 60 (-1 classe illuminotecnica). Le caratteristiche della normativa per la definizione dei requisiti di progetto dell’illuminazione stradale evidenzia inoltre l’importanza della presenza della committenza nella fase di analisi dei rischi per la determinazione delle classi illuminotecniche di progetto e di esercizio. Un’attenta e ponderata definizione delle caratteristiche delle strade, a partire dal limite di velocità fino alla definizione delle possibili condizioni di rischio e variazioni del flusso di traffico nel tempo, diventa elemento fondamentale per assicurare che l’impianto venga progettato nell’ottica di garantire il massimo grado di sicurezza associato al massimo contenimento dei consumi energetici. 5.3 Potenzialità Connesse allo Sviluppo delle Tecnologie per l’Illuminazione Di seguito vengono analizzate le potenzialità che i diversi elementi costituenti gli impianti di illuminazione pubblica possono offrire in un’ottica di ottimizzazione delle Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Un incremento delle prestazioni rispetto a condizioni standard si ha invece in situazioni di maggior rischio: la presenza di incroci a raso, passaggi pedonali etc. implica un incremento della classe illuminotecnica (+1), così come l’utilizzo di lampade con resa del colore inferiore a 30 che rendono quindi teoricamente più difficile la discriminazione di oggetti e persone. 44 prestazioni energetico ambientali. In particolare viene svolta un’analisi critica delle caratteristiche di: Lampade; apparecchi di illuminazione; sistemi di controllo. 5.3.1 Lampade La scelta della lampada rappresenta uno degli elementi fondamentali per l’ottimizzazione delle prestazioni energetico ambientali degli impianti di illuminazione pubblica. In particolare, tra i parametri che caratterizzano le prestazioni delle lampade, risultano in questo senso significativi: l’efficienza luminosa; la possibilità di regolazione del flusso luminoso; il decadimento del flusso luminoso; la durata di vita; la resa del colore. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi L’efficienza luminosa, definita come rapporto tra il flusso luminoso emesso dalla lampada e la potenza elettrica assorbita, è il parametro che primo tra tutti definisce le potenzialità di consumo di energia elettrica di una lampada. 45 Tra le lampade tradizionalmente usate per l’illuminazione pubblica quelle con maggior efficienza luminosa sono tuttora le lampade a Vapori di Sodio a Bassa pressione che possono raggiungere efficienze luminose dell’ordine di 180 lm/W, seguono le lampade a Vapori di Sodio ad Alta Pressione, la cui efficienza varia tra 80 e 140 lm/W, quindi le lampade ad alogenuri metallici (o ioduri metallici) con efficienza fino a 100 lm/W. (figura 5.1) Attualmente nel settore della produzione e progettazione illuminotecnica si sta ampiamente diffondendo l’uso dei LED e i potenziali risparmi energetici conseguibili rispetto alle soluzioni tradizionali rappresentano uno dei motivi principali per i quali, commercialmente, viene spinta la diffusione di questo tipo di sorgente. Fino alla fine degli anni ’90 il LED era prevalentemente utilizzato come sorgente colorata per la segnalazione luminosa e solo con la realizzazione del LED a luce bianca è iniziato lo sviluppo di prodotti con caratteristiche funzionali all’illuminazione, ovvero sorgenti a luce anche bianca, e non solo colorata, e di elevata potenza luminosa. Trattandosi di un prodotto relativamente nuovo la tecnologia è ancora in forte evoluzione e risulta quindi difficile definire con precisione le caratteristiche di queste sorgenti, anche in termini di efficienza luminosa. Si è assistito in questi anni ad un continuo e rapido miglioramento delle prestazioni e il trend sembra essere tuttora in evoluzione. Se fino a qualche anno fa l’efficienza luminosa dei LED poteva essere confrontabile con quella della lampade alogene o poco più, oggi i valori raggiunti iniziano ad essere effettivamente confrontabili anche con le sorgenti a scarica e quindi con le sorgenti utilizzate per l’illuminazione stradale e di esterni in generale. Relativamente all’efficienza dei LED si trovano, a seconda della fonte dati non sempre concordanti. Studi recenti, su prodotti presenti sul mercato, indicano prestazioni variabili in funzione della temperatura di colore della luce prodotta e della Resa del Colore nei seguenti intervalli: - luce calda: efficienza luminosa variabile tra 40 e 90 lm/W (valori più alti nel caso di Resa del Colore inferiore) F IGURA 5.1 – V ALORI DI EFFICIENZA LUMINOSA PER DIVERSE TIPOLOGIE DI LAMPADE TRADIZIONALI IN RAPPORTO ALLA POTENZA DELLA LAMPADA I valori riportati corrispondono a temperature di funzionamento realistiche (60°C). E’ importante infatti ricordare che le prestazioni dei LED e in particolare l’emissione del flusso luminoso sono fortemente influenzati dalla temperatura di Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi - luce fredda: efficienza luminosa variabile tra 45 e 95 lm/W (valori più alti nel caso di Resa del Colore inferiore) 46 funzionamento: aumentando la potenza o il numero dei LED presenti in un apparecchio di illuminazione la temperatura tende ad aumentare con conseguente riduzione nell’emissione del flusso luminoso. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi I datasheet dei produttori di LED (es. Philips Lumileds) dichiarano per alcuni tipi di LED valori di efficienza luminosa anche di 135 lm/W e nel campo della ricerca si parla ormai di efficienze luminose dell’ordine di 150 lm/W (in condizioni di temperatura controllata). 47 T ABELLA 5.4 V ALORI DI T EMPERATURA DI C OLORE C ORRELATA (CCT), R ESA DEL C OLORE (CRI), 14 FLUSSO LUMINOSO ( FLUX ) E EFFICIENZA LUMINOSA ( EFFICACY ) PER DIVERSI MODELLI DI LED R EBEL . La possibilità di controllare il flusso luminoso rappresenta un’altra importante caratteristica delle sorgenti luminose nell’ottica della riduzione dei consumi di energia elettrica. Non tutte le sorgenti sono ugualmente regolabili. Oggi però anche le 14 http://www.philipslumileds.com/products/luxeon-rebel/luxeon-rebel-white. lampade a ioduri metallici per esterni di ultima generazione (ad esempio lampade CosmoWhite, CityWite e Master Color di Philips) con opportuni reattori elettronici, possono essere dimmerate. Sono invece facilmente regolabili i LED, quando dotati di adeguati alimentatori elettronici. F IGURA 5.2 – C ONSUMO ENERGETICO AL VARIARE DEL FLUSSO LUMINOSO : CONFRONTO TRA LED E L AMPADA A VAPORI DI SODIO AD ALTA PRESSIONE . Il decadimento del flusso luminoso misura la riduzione del flusso luminoso emesso dalla lampada nel periodo corrispondente alla durata di vita media. Il decadimento del flusso luminoso della lampada è uno dei parametri in base ai quali viene definito il fattore di manutenzione per la progettazione degli impianti. Maggiore è il decadimento del flusso luminoso e maggiore sarà il sovradimensionamento dell’impianto da nuovo, in modo che possa essere garantito nel tempo il rispetto dei requisiti minimi di illuminazione definiti dalla normativa. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La riduzione percentuale del consumo di energia elettrica al variare del flusso luminoso emesso varia inoltre in funzione del tipo di sorgente. Nella figura 5.2 è riportato un confronto relativo alla regolazione del flusso luminoso per LED e lampade a vapori di sodio ad alta pressione. Si evidenzia come, a pari regolazione del flusso luminoso (50%), la lampada a vapori di sodio abbia un consumo maggiore (circa 70% del totale) rispetto al LED (circa 50% del totale). 48 La durata di vita della lampada rappresenta un’altra importante caratteristica delle sorgenti luminose ai fini della determinazione del costo complessivo di esercizio di un impianto di illuminazione pubblica. In generale le lampade a scarica ad alta pressione per l’illuminazione esterna hanno durata di vita, considerando le tecnologie più recenti, dell’ordine di 15000 – 30000 ore di vita. Valori significativamente più elevati vengono dichiarati per le nuove sorgenti LED: in questo caso la durata di vita riportata a catalogo raggiunge valori di circa 50000 70000 ore. Ancora una volta bisogna però ricordare che la durata di vita del LED, come anche l’efficienza luminosa, può ridursi sensibilmente in funzione della temperatura di funzionamento del diodo. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La resa del colore di una lampada definisce il grado di fedeltà nella restituzione dei colori in rapporto ad una sorgente di riferimento. Come si è visto in precedenza dall’analisi della normativa per il progetto degli impianti di illuminazione stradale, oltre a rappresentare un parametro significativo della qualità della luce e quindi dell’ambiente illuminato, la resa del colore può incidere anche sul consumo di energia elettrica degli impianti. Infatti lampade con resa del colore superiore a 60 consentono di ridurre di 1 la classe illuminotecnica di progetto dell’impianto determinando quindi un minor consumo rispetto ad un impianto con lampade con resa del colore inferiore. Se la Resa del Colore è inferiore a 30 è previsto invece l’incremento di 1 classe illuminotecnica. 49 In generale le lampade con più bassa resa del colore sono quelle a vapori di sodio a bassa pressione che, avendo uno spettro di emissione sostanzialmente monocromatico nel campo del giallo-arancio, non consentono la restituzione di nessun colore al di fuori del giallo. Questa tipologia di lampade, proprio per le scarse qualità nella restituzione dei colori non sono oggi più ammesse nella illuminazione dei centri urbani. Le lampade a vapori di sodio ad alta pressione hanno un comportamento migliore ma comunque piuttosto scadente in termini di Resa del Colore (Indice di Resa del Colore Ra variabile tra 25 e 65), mentre le lampade a ioduri metallici presentano generalmente una resa del colore migliore (Indice di Resa del Colore Ra 60 - 90) Anche i LED hanno una Resa del Colore migliore delle lampade a vapori di sodio. In generale i LED a luce bianca hanno resa del colore variabile tra 70 e 90 circa. 5.3.2 Ulteriori considerazioni sul confronto tra lampade per illuminazione pubblica Alcune ulteriori considerazioni possono essere fatte in merito ad esempio alle caratteristiche di temperatura di colore correlata della luce e alla sua distribuzione spettrale, anche in rapporto ad eventuali considerazione di carattere ambientale. La luce delle lampade a vapori di sodio è tendenzialmente gialla, mentre quella delle lampade a ioduri metallici e a LED è generalmente bianco fredda (esistono anche LED con temperatura di colore correlata di circa 3300 K, ma in questo caso si riduce l’efficienza luminosa). Luci molto ricche di radiazione nel campo dei blu e quindi con temperatura di colore bianco fredda tendono ad essere maggiormente rifratte dall’atmosfera rispetto alle radiazioni nel campo dei gialli (fenomeno dello scattering) contribuendo quindi ad incrementare in maniera più significativa la luminanza del cielo di notte, anche ad elevate distanze dal punto di emissione (inquinamento luminoso). Il rendimento luminoso dell’apparecchio è dato dal rapporto tra il flusso luminoso emesso dall’apparecchio e il flusso luminoso prodotto dalla lampada. Di conseguenza apparecchi con rendimento luminoso inferiore determinano, a parità di prestazione illuminotecnica, un consumo di energia elettrica superiore. Le caratteristiche di rendimento di un apparecchio dipendono dalla conformazione dello stesso e dalle caratteristiche ottiche dei materiali utilizzati. Generalmente gli apparecchi di illuminazione stradale tradizionali hanno rendimento luminoso variabile tra il 60% e l’80%. Oggi prospettive nuove emergono in rapporto allo sviluppo di apparecchi di illuminazione con sorgenti LED. Le caratteristiche dimensionali di queste sorgenti, puntiformi nell’emissione luminosa ed estremamente miniaturizzate, hanno portato allo sviluppo di sistemi ottici nuovi, basati sull’uso di lenti che collimano il fascio di luce prodotto dal LED piuttosto che sull’uso di riflettori.Questi nuovi sistemi ottici tendono a ridurre l’assorbimento e la dispersione del flusso luminoso migliorando le prestazioni dell’apparecchio; ciononostante il rendimento luminoso di un apparecchio a LED difficilmente sembra essere superiore a 80% – 85% (pochi dati sono ad oggi disponibili). Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 5.3.3 Apparecchi di illuminazione L’apparecchio di illuminazione contribuisce a determinare il consumo di energia elettrica di un impianto in funzione del suo rendimento luminoso e delle sue caratteristiche di distribuzione spaziale della luce (indicatrice fotometrica). 50 L’indicatrice fotometrica di un apparecchio di emissione è un diagramma che rappresenta la distribuzione dell’intensità luminosa in uno o più piani passanti per il centro luminoso (figura 5.3). Nell’ambito dell’illuminazione stradale l’indicatrice fotometrica di emissione rappresenta un dato essenziale nel determinare l’altezza e l’interdistanza di installazione degli apparecchi al fine di garantire un’adeguata uniformità di illuminazione sul piano utile. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi F IGURA 5.3 – R APPRESENTAZIONE DELLA DISTRIBUZIONE DELL ’ INTENSITÀ LUMINOSA DI UN APPARECCHIO MEDIANTE L ’ INDICATRICE FOTOMETRICA . 51 In base alla posizione dell’apparecchio e alla sua indicatrice fotometrica si determina il coefficiente di utilizzazione del flusso luminoso che definisce la percentuale di flusso emesso che raggiunge il piano utile che è necessario illuminare. Apparecchi con sistemi ottici diffondenti (ad esempio globi opalini) tendono ad avere un basso coefficiente di utilizzazione del flusso luminoso in quanto la luce viene diffusa in tutte le direzioni. Apparecchi dotati di riflettori tendono invece ad indirizzare maggiormente la luce sui piani utili in modo da avere un elevato coefficiente di utilizzazione del flusso luminoso. Gli apparecchi a LED di ultima generazione consentono di avere un elevato coefficiente di utilizzazione del flusso luminoso. Infatti la possibilità di utilizzare un numero anche elevato di punti luce, singolarmente orientabili e dotati ciascuno di sistema ottico specifico, consente di realizzare apparecchi in grado di direzionare la luce nello spazio con un’elevata precisione, riducendo al minimo la dispersione del flusso luminoso al di fuori delle aree di interesse. Questa caratteristica contribuisce ad incrementare l’efficienza complessiva dei sistemi a LED rispetto ad apparecchi di illuminazione tradizionali, ma può cambiare, anche radicalmente, il risultato del progetto di illuminazione. Una scelta non ponderata dell’indicatrice di emissione in funzione delle reali esigenze di illuminazione dell’area può determinare situazioni ad esempio di forte contrasto tra illuminazione del piano stradale e quella delle aree immediatamente adiacenti, lasciando ad esempio quasi completamente al buio i marciapiedi o le facciate degli edifici ed andando quindi ad influire sulla sensazione di sicurezza degli utenti e sull’immagine del tessuto urbano. 5.3.4 Sistemi di Controllo L’ottimizzazione dei consumi elettrici dovuti all’illuminazione stradale può essere realizzata attraverso l’utilizzo di tecnologie in grado di gestire accensione/spegnimento e regolazione del flusso luminoso emesso dagli apparecchi di illuminazione grazie all’utilizzo di alimentatori di tipo elettronico. Oggi inoltre queste funzioni sono sempre più frequentemente associate a sistemi di telegestione/telecontrollo che consentono la programmazione e il monitoraggio dell’impianto da remoto. I risparmi garantiti dall’uso di questo genere di soluzioni possono essere quantificabili sotto differenti aspetti: risparmi in fase di gestione: il monitoraggio in remoto attraverso il telecontrollo permette di verificare in tempo reale, da un terminale informatico, lo stato di funzionamento dei singoli apparecchi di illuminazione, consentendo l’ottimizzazione dei piani di manutenzione sia da un punto di vista economico che di efficienza del servizio. Affinché questo sia possibile, è necessario utilizzare soluzioni tecnologiche che diano la possibilità di controllare e regolare ogni singolo punto-luce, o gruppi di punti luce univocamente determinati. La telegestione e il telecontrollo possono applicarsi attraverso differenti soluzioni tecniche: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi risparmi sui consumi reali di energia: la programmazione di accensione/spegnimento e regolazione del flusso luminoso permette di modificare le condizioni di esercizio dell’impianto in funzione delle esigenze, riducendo il livello di prestazione in rapporto, ad esempio, alla variazione del flusso di traffico nelle ore notturne (secondo quanto definito nella norma UNI 11248); 52 All’intera linea (o a rami di linea) I dispositivi in campo per il controllo e comando sono collocati esclusivamente all’interno del quadro elettrico di potenza a monte della linea e attuano le proprie funzioni di gestione e controllo sull’intera linea (o ramo di linea) (figura 5.4). F IGURA 5.4 – S CHEMATIZZAZIONE DELL ’ ARCHITETTURA DI UN SISTEMA DI TELE GESTIONE DI LINEA ( DOCUMENTAZIONE UMPI). Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Al singolo punto luce : 53 Il modulo di gestione presente nel quadro elettrico di potenza è connesso ad un dispositivo di controllo presente in ogni singolo apparecchio di illuminazione che consente quindi la diagnosi dello stato di funzionamento della singola lampada e il comando eventualmente differenziato di ogni singolo punto luce (figura 5.5). Con il sistema punto-punto, le operazioni attuabili normalmente a livello di quadro vengono estese anche alle singole lampade. È possibile, ad esempio, monitorare e registrare i parametri elettrici della lampada ed in base a questi generare eventuali messaggi di allarme relativi ad anomalie e guasti; è possibile spegnere, accendere o regolare l’intensità luminosa della lampada, tramite comandi manuali o pianificati affidati alle apparecchiature in campo. La comunicazione tra centro di controllo remoto (PC) e i singoli apparecchi di illuminazione avviene sempre tramite il quadro. Questo significa che i comandi rivolti ai singoli punti luce, vengono in realtà inviati dapprima al modulo di gestione all’interno del quadro che li smista verso i moduli punto-punto relativi; così pure le risposte da parte dei moduli passano attraverso il modulo di gestione del quadro che a sua volta li traduce e li inoltra al PC del centro di controllo. Inoltre il controllo punto a punto può essere realizzato con due differenti tecnologie: attraverso l’installazione di un modulo elettronico interno ad ogni singolo apparecchio illuminante, oppure attraverso un modulo esterno al corpo illuminante, a valle del quadro elettrico relativo (figura 5.6). La prima soluzione è impiegata essenzialmente in impianti di nuova realizzazione, la seconda meglio si sposa con impianti esistenti, poiché si opera esternamente ai corpi illuminanti e, utilizzando la tecnologia ad onde convogliate, risulta applicabile anche in presenza di impianti elettrici preesistenti. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi F IGURA 5.5 – S CHEMATIZZAZIONE DELL ’ ARCHITETTURA DI UN SISTEMA DI TELE GESTIONE DEL SINGOLO PUNTO LUCE ( DOCUMENTAZIONE UMPI). 54 F IGURA 5.6 – P OSSIBILI COLLOCAZIONI DEL DISPOSITIVO DI COMANDO E CONTROLLO RELATIVO AL SINGOLO PUNTO LUCE ( DOCUMENTAZIONE UMPI). La comunicazione tra i dispositivi del sistema di controllo in campo può avvenire: Ad onde convogliate: Il sistema ad onde convogliate permette la comunicazione bidirezionale di informazioni digitali tra il modulo installato in prossimità del punto luce ed il modulo di gestione, ubicato all’interno del quadro di comando o del regolatore. I dati digitali sono modulati sulla tensione di rete e quindi non sono necessari bus o conduttori aggiuntivi nell’impianto. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Per alcuni comandi diretti in tempo reale, rivolti direttamente alle lampade, è necessario che l’impianto sia acceso: la comunicazione ad onde convogliate, infatti, non può avvenire in assenza di tensione di rete. 55 A radio frequenza: Il segnale tra i diversi componenti del sistema di controllo è trasferito mediante sistema wireless. I sistemi di controllo oltre alla possibilità di regolare la potenza assorbita da ciascun elemento possono garantire la stabilizzazione della tensione evitando alle lampade lo stress dovuto alle sovratensioni. La riduzione della tensione, quando il regolatore funziona a regime normale, determina una sensibile diminuzione di calore. Risulta così possibile aumentare la durata delle lampade. Le operazioni di controllo e gestione comunemente svolte medianti i sistemi di telegestione sono: accensione e spegnimento: o in base all’orologio astronomico o in risposta al segnale inviato da un sensore crepuscolare regolazione del flusso luminoso per singola lampada o gruppi di lampade: è possibile regolare l’intensità luminosa delle lampade gestite secondo orari o azioni personalizzabili. La regolazione può essere effettuata per singola lampada (in presenza di un sistema di controllo per singolo punto), o su gruppi univocamente determinati di lampade. La possibilità di regolazione del flusso luminoso può consentire un risparmio anche in relazione al fattore di manutenzione dell’impianto: l’impianto nuovo è normalmente sovradimensionato rispetto alla prestazione richiesta, al fine di garantire nel tempo (e quindi a valle del decadimento della prestazione dell’impianto) i requisiti normativi minimi. Una regolazione del flusso atta a garantire costantemente il valore minimo di prestazione consente una riduzione dei consumo anche in condizioni di esercizio standard (flusso di traffico al 100%). stabilizzazione della tensione di alimentazione: si evita in questo modo lo stress dovuto alle sovratensioni e la conseguente potenziale riduzione di vita media delle lampade monitoraggio funzionamento e guasti lampade: le misure elettriche registrate per ciascun punto luce (nei sistemi a singolo punto luce) vengono confrontate con valori di soglia preimpostati per evidenziare eventuali anomalie. Generalmente le anomalie vengono registrate ed in presenza di una ripetitività del fenomeno vengono generati dei messaggi di allarme inviati all’utente. Di seguito, a titolo indicativo, viene descritta la logica di funzionamento di un sistema specifico di telegestione per singolo punto luce (REVERBERI): Il modulo nel quadro elettrico esegue due interrogazioni giornaliere ai moduli punto-punto, leggendo i parametri elettrici della lampada, durante il periodo di accensione dell’impianto. Nella prima vengono scaricate anche le misure eseguite autonomamente dal modulo punto-punto dopo alcuni minuti dall’accensione. Nel modulo LPM vengono così memorizzati, per ogni lampada e per ogni giorno, tre record di misure elettriche, che vi rimangono fino a quando la memoria non è piena. Una volta raggiunta la saturazione della memoria, i dati più recenti soppiantano quelli più vecchi. Gli orari di analisi vengono decisi dall’utente, e sarebbe opportuno che la prima chiamata cada in un orario in cui vi sia la luce piena, mentre il secondo in un momento in cui sia applicata una percentuale di riduzione. Le misure memorizzate vengono poi lette (scaricate) dal sistema di controllo, generalmente in modo automatico e pianificato. Al momento della lettura, ogni record Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Monitoraggio funzionamento e guasti lampade 56 di misura viene analizzato e confrontato con le soglie impostate per il modulo puntopunto cui appartengono: se esistono le condizioni per la generazione di una o più anomalie, secondo algoritmi di calcolo predefiniti, queste vengono registrate. Le anomalie sono una sorta di “preallarmi”, che non comportano nessun tipo di segnalazione all’utente. La generazione degli allarmi veri e propri, avviene qualora esistano più anomalie consecutive per lo stesso modulo punto-punto. Monitoraggio lampade spente In alternativa, oppure in combinazione, al monitoraggio del funzionamento e dei guasti delle lampade, è possibile utilizzare il sistema punto-punto per avere informazioni sulle lampade che si spengono. Per fare questo, il modulo LPM esegue l’interrogazione continua di tutti i moduli punto-punto gestiti, rilevando esclusivamente, da questi, l’informazione sullo stato della lampada (accesa / spenta). L’interrogazione avviene durante tutto l’arco di funzionamento dell’impianto, dall’accensione allo spegnimento. Se per un certo numero di volte consecutive la lampada risulta essere spenta, l’LPM invia autonomamente al sistema di controllo un allarme di lampada spenta. L’invio dell’evento avviene in modo istantaneo, non appena viene superato il limite di letture consecutive impostato. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Monitoraggio manuale della singola lampada o di un gruppo di lampade 57 Quando richiesto, ad esempio a causa di un guasto ripetitivo su una lampada che richieda una analisi accurata, oppure per un monitoraggio del comportamento di un particolare modello di lampada, diventa possibile collegarsi direttamente alla lampada per leggere, in tempo reale, le misure elettriche ed i contatori, nonché eseguire comandi come: regolazioni di intensità luminosa (dove possibile), spegnimento ed accensione, applicazione della funzione di minimo consumo, ecc. A completamento del monitoraggio in tempo reale di una singola lampada da parte dell’operatore, è possibile inviare, a tutte le lampade o gruppi di lampade svariati comandi, come, ad esempio, l’esecuzione delle misure in tempo reale come pure degli stati delle lampade e dei valori attuali di minimo consumo (in caso di abbinamento con moduli D/LPC). Inoltre è possibile eseguire su gruppi di lampade le stesse operazioni disponibili sulla singola lampada, quali: accensioni, spegnimenti e regolazione dell’intensità luminosa ad una certa percentuale. Cicli di riduzione per singola lampada o per gruppi di lampade E’ possibile, in assenza di regolatore di flusso centralizzato, applicare, direttamente sulle singole lampade, cicli di regolazione del flusso luminoso tramite i moduli punto-punto. In questo modo è possibile regolare l’intensità luminosa delle lampade gestite con il sistema punto punto, secondo orari ed azioni, personalizzabili per singola lampada. In alternativa, è possibile effettuare le stesse operazioni non sulle singole lampade, ma su gruppi univocamente determinati di lampade. Costi economici e risparmi ipotizzabili Anche in questo caso i dati di seguito riportati sono stati forniti da uno specifico produttore, ma possono essere considerati rappresentativi di una tecnologia tipica di telegestione punto-punto basata sull’uso di onde convogliate. I costi economici, nel caso di installazione del sistema su impianti esistenti, possono essere suddivisi in due gruppi: 1) costi indipendenti dalla potenza gestita, necessari all’acquisizione delle apparecchiature necessarie per implementare il sistema centrale di controllo; 2) costi funzionali al numero di punti luce che si intende gestire. I costi necessari per la realizzazione del sistema di controllo possono essere schematizzati come segue: 2) costi necessari ad acquisire il software funzionale al sistema di controllo: tra 7000 e 10000 euro I costi delle apparecchiature elettroniche che devono essere collegate all’impianto dipendono dal numero di apparecchi illuminanti che si intende gestire, e la loro stima è più difficile perché risente di un inevitabile effetto di scala (man mano che cresce la potenza elettrica che si deve gestire, il costo specifico per kW gestito si riduce). Indicativamente, si possono stimare i seguenti oneri minimi: 1) costo per l’acquisizione del regolatore di potenza: circa tra 500 e 1000 euro/kW. 2) costo per l’acquisizione dei moduli da installare esternamente per ogni singola lampada: circa 100 euro/cad. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 1) costi necessari ad acquisire il quadro di tele gestione: circa 1500 euro/una tantum 58 I risparmi economici ipotizzabili attraverso l’uso della tecnologia del telecontrollo possono essere stimati secondo tre differenti ambiti, singolarmente analizzabili: 1) risparmio di energia consumata, funzione della potenza installata, del numero di ore a funzionamento ridotto e del tipo di lampade utilizzate; 2) risparmio sulla manutenzione, funzione del numero di lampade installate e tele gestite (un maggior numero di lampade tele gestite equivale ad un numero di lampade per le quali la vita media si allunga); 3) risparmio ottenuto grazie alla stabilizzazione della tensione attuata dal regolatore, funzione della potenza. 5.4 Linee di intervento per l’ottimizzazione energetico ambientale dell’illuminazione pubblica del Comune di Baronissi Di seguito sono riportate le linee di intervento e le valutazioni comparative per l’ottimizzazione energetico-ambientale dell’illuminazione pubblica del Comune di Baronissi. Tali proposte nascono dall’analisi della situazione attuale ad inizio 2012 (consistenza degli impianti e corrispondenti caratteristiche tecniche), dalle attività di ottimizzazione già svolte dalla ditta Multi-services s.r.l., che è l’attuale impresa che manutiene gli impianti, e dall’insieme delle considerazioni sulle tecnologie esistenti svolte nei paragrafi precedenti. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 5.4.1 Sostituzione nel Comune di Baronissi delle lampade a Vapori di Mercurio con lampade a Vapori di Sodio 59 Nell’arco del 2012 si è prevista la sostituzione di tutte le lampade a Vapori di Mercurio con lampade a Vapori di Sodio ad Alta Pressione con maggior efficienza luminosa e maggior resa cromatica. Tale operazione al momento dell’ultimazione del PEC è stata fatta per circa il 90% delle lampade a Vapori di Mercurio e si concluderà per fine 2012. Il sistema di illuminazione del Comune Baronissi era formato all’inizio del 2012 come indicato in tabella 5.515. 15 Questo dato, come i successivi, relativi alla consistenza degli impianti sono stati forniti dalla datti manutentrice degli impianti di illuminazione pubblica Multi-services s.r.l.. Tipologia di lampade Potenza per lampada[W] Numero Percentuale Lampade ai vapori di mercurio VM 125 1649 39.81% 250 163 3.94% Lampade agli ioduri metallici JM 100 129 3.11% 150 3 0.07% 70 382 9.22% 100 78 1.88% 150 1696 40.95% 400 42 1.01% Lampade ai vapori di Sodio BP T ABELLA 5.5: TIPOLOGIA E NUMERO DELLE LAMPADE UTILIZZATE PER L ’ ILLUMINAZIONE PUBBLICA NEL COMUNE DI B ARONISSI . Parco lampade Comune di Baronissi Lampade ai vapori di mercurio Lampade agli ioduri metallici F IGURA 5.7 P ERCENTUALI DEI TIPI DI LAMPADE UTILIZZATE PER LA PUBBLICA ILLUMINAZIONE INSTALLATE NEL COMUNE DI B ARONISSI . Dalla tabella 5.5 si deduce che abbiamo un totale di 4.142 punti luce, di cui 1.812 ai Vapori di Mercurio. In tabella 5.6 vengono presentate possibili alternative alle lampade a Vapori di Mercurio ad Alta Pressione attualmente impiegate negli impianti del Comune di Baronissi. Le alternative sono state individuate, tra i prodotti attualmente sul mercato, nell’ottica di garantire un flusso luminoso uguale o superiore, una potenza assorbita inferiore o uguale e lo stesso attacco per consentire la sostituzione della lampada in impianti esistenti. Nella tabella 5.6 sono inoltre riportati i dati di Temperatura di Colore Correlata e Resa del Colore della luce emessa. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Lampade ai vapori di sodio 60 Lampada Potenza Flusso lumunoso Efficienza luminosa [W] [lm] [lm/W] 125 6200 50 110 8100 100 Vapori di mercurio Sodio alta Pressione (SON H ) Sodio Alta Pressione (Master SON PIA Plus) Sodio Alta Pressione (Master SON PIA Plus) Ioduri metallici (MASTER CityWhite CDO-TT) Ioduri metallici (MASTER CityWhite CDO-ET) Vapori di mercurio Sodio alta Pressione (SON H ) Sodio alta Pressione (SON T Comfort ) Sodio Alta Pressione (Master SON PIA Plus) Ioduri metallici (MASTER CityWhite CDO-TT) Ra TCC Durata Bulbo [K] [h] 50-60 4000/3400 16000 opalino 74 25 2000 20000 opalino 10200 102 25 2000 32000 opalino 70 6600 94 25 2000 28000 chiaro 70 6300 90 83 2800 18000 chiaro 100 8300 83 80 2800 20000 opalino 250 12700 51 50 4200 16000 opalino 220 20000 91 25 2000 20000 opalino 150 13000 87 65 2150 20000 chiaro 150 17000 113 25 2000 32000 opalino 150 13500 90 80 2800 20000 chiaro T ABELLA 5.6 P OSSIBILI ALTERNATIVE ALLE LAMPADE A VAPORI DI MERCURIO CON LAMPADE DI DIVERSA TIPOLOGIA ATTUALMENTE IN COMMERCIO . Da quanto si evince dalla tabella 5.6 la sostituzione, che verrà conclusa per fine 2012, prevedrà lo schema di tabella 5.7: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Lampade a mercurio 61 Lampade a sodio Potenza [W] Potenza con alimentatore [W] Flusso Luminoso [lm] Efficienza [lm/W] 125 139 6200 40 250 274 12700 44 Potenza [W] Potenza con alimentatore [W] Flusso Luminoso [lm] Efficienza [lm/W] → 70 83 6600 102 → 150 169 13000 113 T ABELLA 5.7: IPOTESI DI SOSTITUZIONE DELLE LAMPADE A MERCURIO INSTALLATE PER LA PUBBLICA ILLUMINAZIONE NEL C OMUNE DI B ARONISSI CON EQUIVALENTI LAMPADE A SODIO . Come si può vedere le lampade al sodio corrispondenti alle lampade a mercurio, mantengono o addirittura migliorano il flusso luminoso emesso, pur diminuendo allo stesso tempo il valore di potenza (W). Rapportando il flusso al valore di potenza, risulta quindi che le sodio hanno un valore di efficienza luminosa migliore, che passa da un valore medio di 45 lum/W delle mercurio ai 100 lum/W delle sodio. Risparmio atteso nel costo di esercizio dell’illuminazione pubblica del Comune di Baronissi a seguito della sostituzione delle lampade a Vapori di Mercurio con lampade a Vapori di Sodio a maggior efficienza. Il totale della potenza installata ad inizio 2012 per le sole lampade ai Vapori di Mercurio tenendo conto anche della potenza degli alimentatori è indicato in tabella 5.8. Potenza per lampada [W] Potenza con alimentatore [W] Numero Totale potenza installata [kW] 125 139 1649 206,12 250 274 163 68,50 TOTALE 274,62 T ABELLA 5.8: POTENZA INSTALLATA PER LE LAMPADE AL MERCURIO AL LORDO DELLA POTENZA DEGLI ALIMENTATORI AD INIZIO 2012. Quindi la potenza installata per le lampade al mercurio era pari a : 274,62 kW. Dato che il periodo di accensione annuo dell’impianto di illuminazione pubblica è di 2737 ore16, moltiplicandolo per la potenza totale delle lampade al mercurio installate, abbiamo la quantità totale di energia annua che sarebbe stata consumata dalle lampade ai Vapori di Mercurio se fossero state ancora in esercizio: I costi totali annui di energia per far funzionare le lampade al mercurio sarebbero stati: 16 In media un impianto di illuminazione è attualmente acceso in un giorno per 7 ore e mezza. Dato ricavato dall’attuale ditta di manutenzione degli impianti di illuminazione pubblica Multi-services s.r.l.. 17 Le utenze elettriche per la pubblica illuminazione del Comune di Baronissi presentano diverse tipologie di contratti elettrici (vedi allegato A ed allegato C). Si è ritenuto utilizzare la tariffa più bassa tra quelle in essere per effettuare una valutazione quanto più conservativa possibile. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Si considera che il prezzo pagato dal Comune di Baronissi per un kWh di energia elettrica utilizzato per la pubblica illuminazione nel 2011 è pari a 0,177 euro17. 62 Potenza per lampada [W] Potenza con alimentatore [W] Numero Totale potenza installata [kW] 70 83 1649 136,89 150 169 163 27,55 TOTALE 164,14 T ABELLA 5.9. POTENZA INSTALLATA NEL C OMUNE DI B ARONISSI A CONCLUSIONE DELLA SOSTITUZIONE DI TUTTE LE LAMPADE A V APORI DI M ERCURIO CON LAMPADE A VAPORI DI SODIO AL LORDO DELLA POTENZA DEGLI ALIMENTATORI . Con gli stessi paramenti di ore di accensione e di costo energia in questo caso avremo che utilizzando le lampade ai Vapori di Sodio in sostituzione a quelle a Vapori di Mercurio: Il risparmio economico annuale sarà pari a: Per il calcolo della mancata emissione di CO2 derivante dalla sostituzione delle lampade si utilizza la formula già descritta nel paragrafo 4.3.2. Abbiamo: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi kg CO2 non emessi in atmosfera in un anno= ( ) x 0,483 = 146051 kg = 146 tonn. 63 - 5.5 Ipotesi di miglioramento del sistema di illuminazione pubblica attesa la sostituzione totale delle lampade a Vapori di Mercurio con lampade a Vapori di Sodio Considerando che tutte le lampade a Vapori di Mercurio verranno sostituite a fine 2012 la situazione del parco lampade del Comune di Baronissi è quella riportata in tabella 5.10. Tipologia di lampade Potenza per lampada[W] Numero Lampade agli ioduri metallici JM 100 129 150 3 70 2031 100 78 150 1859 400 42 Lampade ai vapori di Sodio BP T ABELLA 5.10: TIPOLOGIA E NUMERO DELLE LAMPADE UTILIZZATE PER L ’ ILLUMINAZIONE PUBBLICA NEL COMUNE DI B ARONISSI UNA VOLTA SOSTITUITE TUTTE LE LAMPADE A VAPORI DI MERCURIO CON LAMPADE A VAPORI DI SODIO . Da questa situazione di partenza si sono ipotizzati i seguenti due scenari: si prevedono i regolatori di flusso su tutte le lampade a Vapori di Sodio ad Alta Efficienza: si prevedono i regolatori di flusso e la telegestione su tutte le lampade a Vapori di Sodio ad Alta Efficienza: 5.5.1 Installazione di sistemi di regolazione di flusso luminoso per il funzionamento ad illuminamento costante In questa ipotesi la situazione di partenza in termini di lampade installate è quella riportata in tabella 5.10. Sicché l’energia consumata in un anno da tutte le lampade ai vapori di sodio, considerando l’accensione delle lampade per un periodo di tempo totale pari a 2737 ore, sarà pari a: 1395046 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Per ciascuna ipotesi verrà infine verificata l’entità del risparmio energetico/economico ottenibile. 64 Il risparmio energetico è stato stimato ipotizzando che il sistema di telecontrollo garantisca una riduzione pari al 30% della potenza impiegata per un numero di ore pari alla metà delle ore di funzionamento giornaliero dell’impianto. Complessivamente si è quindi stimato che il sistema di tele gestione sia in grado di garantire una riduzione pari al 15% dei consumi energetici complessivamente derivati da un uso delle lampade pari a 2737 ore all’anno. Avremo quindi: Il risparmio energetico medio annuo sarà pari a: Che tradotto in euro considerando il costo del singolo kWh (0,177 euro/kWh) previsto per l’illuminazione pubblica: Scegliendo i prodotti giusti si possono avere buoni risultati con una spesa contenuta: 35-40 € a punto luce (valore medio con 100 punti luce a riduttore di flusso). Abbiamo quindi che la spesa per l’installazione dei riduttori di flusso è pari a: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il Simple Pay Back Period18 per tale scenario è quindi: pari a 4,3 anni. 65 5.5.2 Installazione dell’illuminazione di un sistema di telecontrollo Al fine di ridurre le spese connesse alla gestione degli impianti di illuminazione pubblica e per contenere le spese economiche per l’approvvigionamento di energia elettrica, si può pensare di impiegare dei sistemi di telecontrollo e tele gestione del tipo “punto a punto”, in grado di gestire e monitorare il funzionamento di singole lampade o di gruppi di più lampade. Come specificato in precedenza in questa valutazione sono stati considerati esclusivamente i risparmi derivanti da una gestione centralizzata degli impianti e da una possibile riduzione del flusso luminoso, non sono stati invece considerati i possibili 18 È il periodo di tempo richiesto per il ritorno di un investimento in modo tale da poter recuperare la spesa iniziale. vantaggi economici ottenibili in relazione ad altre caratteristiche tipiche dei sistemi di telecontrollo e tele gestione quali: i risparmi economici connessi a differenti contratti di gestione che l’uso di un sistema di telecontrollo rende possibile attivare; i vantaggi connessi ad una minore attività manutenzione che tale sistema può garantire grazie ad una regolarizzazione della tensione elettrica fornita. Non sono stati inoltre considerati i costi dovuti alla sostituzione delle lampade, né come costo del materiale né come costo legato all’attività. Trattandosi di uno scenario teorico non sono state inoltre prese in considerazione la presenza di criticità specifiche, né le eventuali problematiche legate alla cantierizzazione dell’installazione del sistema. In questa ipotesi la spesa per l’aggiunta del telecontrollo ai riduttori di flusso è di circa 100 euro a punto luce (valore medio con 100 punti luce a riduttore di flusso). Tenendo conto anche del software e dell’hardware per il telecontrollo abbiamo: Ipotizzando in questo caso un abbattimento dei consumi del 20% sul totale abbiamo che il risparmio energetico medio annuo sarà pari a: Il Simple Pay Back Period per tale scenario è quindi: pari a 8,4 anni. 5.4.4 Verifica dei risultati In tabella 5.12 sono riassunti i risultati degli scenari studiati. Si evince che l’intervento che porta in termini economici il tempo minore di rientro è quello relativo al solo controllo del flusso luminoso delle lampade a Vapori di Sodio. Approfondendo lo studio, considerando non più costante il costo dell’energia elettrica nel tempo, è da tenere in considerazione anche l’installazione di sistemi di regolazione di flusso luminoso per il funzionamento ad illuminamento costante. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Che tradotto in euro considerando il costo del singolo kWh (0,177 €/kWh) previsto per l’illuminazione pubblica: 66 Tipologia di intervento ipotizzato Costo investimento Risparmio annuo Simple Pay Back Period Installazione di sistemi di regolazione di flusso luminoso per il funzionamento ad illuminamento costante 160000 37038 4,3 anni Installazione di un sistema di telecontrollo degli Impianti di illuminazione 416000 49384 8,4 anni T ABELLA 5.12: S IMPLE P AY B ACK P ERIOD IN FUNZIONE DEI DUE TIPI DI INTERVENTO IPOTIZZATI SULLA PUBBLICA ILLUMINAZIONE . 5.5 Proposta di realizzazione Illuminazione Comunale di Piano Regolatore Per rendere organico l’indirizzo sul risparmio energetico (uno degli scopi principali del PEC), per quanto riguarda la pubblica illuminazione è utile la realizzazione di un Piano Regolatore Illuminazione Comunale (PRIC) anche in ottemperanza della legge regionale N. 12 DEL 25 luglio 2002 Pubblicata sul BURC n° 37 del 5 agosto 2010 “Norme per il contenimento dell’inquinamento luminoso e del consumo energetico da illuminazione esterna pubblica e privata a tutela dell’ambiente, per la tutela dell’attività svolta dagli osservatori astronomici professionali e non professionali e per la corretta valorizzazione dei centri storici”. In particolare l’articolo 14 si riferisce alle ottemperanze dei comuni e recita: 1. Sono di competenza dei Comuni: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi a) l’integrazione del regolamento edilizio in conformità alle disposizioni della presente legge; 67 b) la collaborazione con la Regione per la divulgazione delle problematiche e della disciplina relativa alla riduzione e prevenzione dell’inquinamento luminoso; c) la promozione e l’incentivazione dell’adeguamento, della progettazione, installazione e gestione degli impianti pubblici e privati di illuminazione esterna alle norme tecniche fissate dalla presente legge; d) la vigilanza sul rispetto delle norme tecniche stabilite per gli impianti di illuminazione esterna; e) l’applicazione delle sanzioni amministrative …omissis. 2. I proventi delle sanzioni introitati sono prioritariamente impiegati per l’adeguamento degli impianti di illuminazione pubblica alle norme della presente legge. Quindi quando si parla di PRIC si intende un progetto ed un complesso di disposizioni tecniche destinate a regolamentare gli interventi di illuminazione pubblica e privata. Le esigenze e le motivazioni sono: 1. 2. 3. 4. 5. 6. risparmio energetico e programmazione economica; lotta all’inquinamento luminoso19; salvaguardia e protezione dell’ambiente; sicurezza del traffico, delle persone e del territorio; valorizzazione dell’ambiente urbano, dei centri storici e residenziali; miglioramento della viabilità. Le finalità di un PRIC sono: a. Ridurre, sul territorio, l’inquinamento luminoso e i consumi energetici da esso derivanti; b. Aumentare la sicurezza stradale per la riduzione degli incidenti, evitando abbagliamenti e distrazioni che possano ingenerare pericoli per il traffico ed i pedoni (nel rispetto del Codice della Strada); c. Ridurre la criminalità e gli atti di vandalismo che, da ricerche condotte negli Stati Uniti, tendono ad aumentare là dove si illumina in modo disomogeneo creando zone di penombra nelle immediate vicinanze di aree sovrailluminate; d. Favorire le attività serali e ricreative per migliorare la qualità della vita; f. Migliorare l’illuminazione delle opere architettoniche e della loro bellezza, con l’opportuna scelta cromatica (per es. il giallo - oro delle lampade al sodio ad alta pressione risulta particolarmente adatto nei centri storici), delle intensità e del tipo di illuminazione, evitando inutili e dannose dispersioni della luce nelle aree circostanti e verso il cielo e senza creare contrasti stucchevoli con l’ambiente circostante (es. con un’illuminazione troppo intensa); g. Integrare gli impianti di illuminazione con l’ambiente che li circonda, sia diurno che notturno; 19 Si definisce inquinamento luminoso ogni forma di irradiazione di luce artificiale che si disperda al di fuori delle aree a cui essa è funzionalmente dedicata e, in particolar modo, se orientata al di sopra della linea dell’orizzonte. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi e. Accrescere un più razionale sfruttamento degli spazi urbani disponibili; 68 h. Realizzare impianti ad alta efficienza, mediante l’utilizzo di corpi illuminanti full cut-off, di lampade ad alto rendimento e mediante il controllo del flusso luminoso, favorendo il risparmio energetico; i. Ottimizzare gli oneri di gestione e relativi agli interventi di manutenzione; j. Tutelare, nelle aree di protezione degli osservatori astronomici, l’attività di ricerca scientifica e divulgativa; k. Conservare gli equilibri ecologici sia all’interno che all’esterno delle aree naturali protette urbane ed extraurbane; l. Preservare la possibilità per la popolazione di godere del cielo stellato, patrimonio culturale primario. Le fasi di studio e sviluppo del piano sono: Suddivisione del territorio ed individuazione di aree omogenee: Ambientali; Storiche; Urbanistiche; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Verifica degli apparati d’illuminazione e della loro distribuzione sul territorio: 69 quantità e tipologia dei punti luce; tipologia dei supporti e loro impatto ambientale; caratteristiche degli impianti di distribuzione e delle linee elettriche di alimentazione dei corpi illuminanti; Rilievo dei parametri illuminotecnici maggiormente significativi: illuminamento, uniformità, abbagliamento e resa cromatica. Elaborazione di un progetto di integrazione e di intervento sul territorio In base a quanto emerso dalla suddivisione in aree omogenee, ed alla effettiva distribuzione, si elabora un piano che suddivide il territorio comunale secondo precise scelte di illuminazione di modo che la programmazione degli interventi di manutenzione e di riordino ambientale avvengano secondo prescritte scelte tecniche. Individuazione delle opportunità Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Valutazione tecnico/economica dei benefici dell’esecuzione di interventi di manutenzione e di recupero programmati (si veda come esempio il paragrafo 5.4). 70 6 IL RISPARMIO ENERGETICO NELL’EDILIZIA Il tema della qualità energetica e dell’efficienza energetica degli edifici, in ambito europeo e internazionale, è uno dei temi più importanti e strategici che si stanno dibattendo in questi anni. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi In tal senso la Comunità Europea si è fatta promotrice di programmi, progetti e Direttive, come la 2002/91/CE, la 2006/32/CE e la 2010/31/CE per definire indirizzi, strumenti, criteri e soluzioni anche molto ambiziose sul tema specifico dell’efficienza energetica degli edifici, esistenti e nuovi, del settore civile. 71 La direttiva 2010/31/CE del 19 maggio 2010 è stata pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale europea del 18 giugno 2010 (L 153) ed e’ entrata in vigore il 9 luglio 2010 e ha sostituito la direttiva 2002/91/CE, la deadline per il recepimento dei paesi membri e’ luglio 2012. È utile ricordare un passo della direttiva: ” Gli edifici sono responsabili del 40 %20 del consumo globale di energia nell’Unione. Il settore è in espansione, e ciò è destinato ad aumentarne il consumo energetico. Pertanto, la riduzione del consumo energetico e l’utilizzo di energia da fonti rinnovabili nel settore dell’edilizia costituiscono misure importanti necessarie per ridurre la dipendenza energetica dell’Unione e le emissioni di gas a effetto serra. Unitamente ad un maggior utilizzo di energia da fonti rinnovabili, le misure adottate per ridurre il consumo di energia nell’Unione consentirebbero a quest’ultima di conformarsi al protocollo di Kyoto allegato alla convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) e di rispettare sia l’impegno a lungo termine di mantenere l’aumento della temperatura globale al di sotto di 2°C, sia l’impegno di ridurre entro il 2020 le emissioni globali di gas a effetto serra di almeno il 20 % al di sotto dei livelli del 1990 e del 30 % qualora venga raggiunto un accordo internazionale. La riduzione del consumo energetico e il maggior utilizzo di energia da fonti rinnovabili rappresentano inoltre strumenti importanti per promuovere la sicurezza dell’approvvigionamento energetico e gli sviluppi tecnologici e per creare posti di lavoro e sviluppo regionale, in particolare nelle zone rurali.” In particolare l’articolo 9 della direttiva recita: 20 Del 40% del consumo finale due terzi di tale percentuale sono utilizzati per il riscaldamento di ambienti. Riscaldamento ambienti Illuminazione e apparecchiature elettriche Riscaldamento dell’acqua Apparecchi da cucina 67 % 15% 14% 4% T ABELLA 6.1: C ONSUMO ENERGETICO NELLE CASE DELL 'UE-27, IN %. “Edifici a energia quasi zero21 1. Gli Stati membri provvedono affinché: a) entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione siano edifici a energia quasi zero; b) a partire dal 31 dicembre 2018 gli edifici di nuova costruzione occupati da enti pubblici e di proprietà di questi ultimi siano edifici a energia quasi zero. Gli Stati membri elaborano piani nazionali destinati ad aumentare il numero di edifici a energia quasi zero. Tali piani nazionali possono includere obiettivi differenziati per tipologia edilizia.” Un’abitazione italiana esprime prestazioni energetiche molto basse facendo registrare dei consumi, in termini di uso finale, annui che variano da 160 kWh/m 2 anno a oltre 230 kWh/m2 anno, a fronte di consumi inferiori tra il 30% - 60% a livello comunitario. Un consumo così elevato di energia determina, di conseguenza, valori di emissione di gas climalteranti annuali decisamente superiori alla media europea (19 milioni di caldaie installate in Italia consumano oltre 25 Mtep all’anno determinando una emissione in atmosfera di circa 80 Mtonn di COequivalente all’anno). 6.1 Certificazione energetica degli edifici 6.1.1 Evoluzione storica La certificazione energetica degli edifici in Italia è un’idea che parte da lontano. È dal 1991, infatti, che si inizia a parlare di certificazione. La legge 10, pubblicata nel 1991, prevedeva la certificazione energetica all’articolo 30, rimandando però ad un decreto successivo la sua applicazione. Il resto è storia; quel decreto non è stato mai emanato, così la certificazione, almeno nella sua forma cogente, per tanti anni rimane un sogno nel cassetto. 21 Un edificio a energia quasi zero è un edificio ad altissima prestazione energetica, ovvero ha un fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo che dovrebbe essere coperto in misura molto significativa da energia da fonti rinnovabili, compresa l’energia da fonti rinnovabili prodotta in loco o nelle vicinanze. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La certificazione energetica non è un’azione di carattere tecnologico, ma è un'azione informativa rivolta a sensibilizzare l’utente sulla qualità energetica del corpo edilizio. Si tratta di un’azione condotta nell’interesse del consumatore e dell'intera collettività, nel caso in cui si ottenga una effettiva riduzione dei consumi attraverso azioni di riqualificazione energetica oppure nel caso in cui il mercato immobiliare si orienti verso modelli edilizi meno dissipativi. E' un'azione in grado di valorizzare la qualità dell'edificio e stimolare una "competizione virtuosa" in grado di migliorare l’efficienza energetica in edilizia. 72 La Direttiva del Parlamento europeo 2002/91/CE meglio nota come «Direttiva EPBD», ripropone la certificazione energetica invitando gli Stati membri ad attuarla insieme ad una serie di altre misure finalizzate a migliorare l’efficienza energetica nel settore edilizio che in Europa consuma circa il 40% dell’energia. Parallelamente viene dato mandato al CEN, l’Ente di normazione europeo, per l’elaborazione di un pacchetto di norme che costituiscano per tutti gli Stati membri un supporto tecnico alla Direttiva. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il nostro Paese è tra i primi ad emanare una legge per il recepimento della Direttiva EPBD: il D.Lgs. 192/2005 entrato ufficialmente in vigore l’8/10/2005. La certificazione energetica obbligatoria è ovviamente prevista, ma le regole tecniche necessarie per l’attuazione vengono demandate a successivi decreti. Nell’anno seguente viene approvato il D.Lgs. 311/06 che in teoria avrebbe dovuto integrare e completare il D.Lgs. 192/2005. In realtà non è così, almeno per ciò che riguarda la certificazione. Requisito fondamentale, per avere diritto agli incentivi offerti dal Governo nella legge Finanziaria del 2007, era che gli edifici oggetto della richiesta fossero stati certificati. Il legislatore, consapevole dell’assenza di regole per l’attuazione della certificazione, introduce nel transitorio uno strumento sostitutivo: la qualificazione energetica. A livello nazionale questo strumento rimarrà in vigore fino a quando, siamo nel 2009, viene approvato il D.M. 26/06/2009 che contiene le “Linee guida nazionali per la certificazione energetica”. È questo il momento in cui la certificazione energetica vera, cioè quella eseguita da un soggetto indipendente come previsto dalla EPBD, viene resa obbligatoria su tutto il territorio nazionale. 73 Per completezza è utile ricordare che nel periodo transitorio (cioè quello che va dall’emanazione del D.Lgs. 192/2005 al D.M. 26/06/2009) alcune Regioni emanano delle leggi che definiscono le regole per l’attuazione della certificazione energetica sul territorio di competenza; la prima è la Regione Lombardia, alla quale seguono in ordine la Liguria, il Piemonte e l’Emilia Romagna. È utile ricordare che la Provincia autonoma di Bolzano approva le sue regole ancora prima introducendo il sistema CasaClima. La Regione Campania non ha legiferato in tema di certificazione energetica degli edifici. Il comune di Baronissi deve far quindi riferimento alle disposizioni legislative nazionali ossia al D.Lgs. 19/08/2005 ed ai relativi Decreti attuativi (in particolare il D.M. 26 giugno 2009). Dall’applicazione dell’art.13 del DLgs n.28 del 03/03/2011 (Decreto conosciuto come “decreto rinnovabili” in attuazione della Direttiva Europea 2009/28/CE) si evince che “Nel caso di offerta di trasferimento a titolo oneroso di edifici o di singole unità immobiliari, a decorrere dal 1° gennaio 2012 gli annunci commerciali di vendita riportano l'indice di prestazione energetica contenuto nell'attestato di certificazione energetica”. Inoltre “Negli edifici di proprietà pubblica o adibiti ad uso pubblico, la cui metratura utile totale supera i 1000 metri quadrati, l’attestato di certificazione energetica è affisso nello stesso edificio a cui si riferisce in luogo facilmente visibile per il pubblico”. 6.1.2 Decreto Ministeriale 26/6/2009 L’obiettivo principale del D.M. è garantire la promozione di adeguati livelli di qualità dei servizi di certificazione, assicurare la fruibilità, la diffusione e una crescente comparabilità delle certificazioni energetiche sull'intero territorio nazionale in conformità alla direttiva 2002/91/CE, promuovendo altresì la tutela degli interessi degli utenti. Il decreto, che si compone di soli sette articoli, contiene nell’allegato A le Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici e gli strumenti di raccordo, concertazione e cooperazione tra lo Stato e le Regioni. La certificazione energetica si applica a tutti gli edifici delle categorie di cui all’art. 3, del D.P.R. 26/08/1993, n.412, indipendentemente dalla presenza o meno di uno o più impianti tecnici esplicitamente od evidentemente dedicati ad uno dei servizi energetici di cui è previsto il calcolo delle prestazioni. Tra le categorie predette non rientrano box, cantine, autorimesse, parcheggi multipiano, depositi, strutture stagionali a protezione degli impianti sportivi, ecc., se non limitatamente alle porzioni eventualmente adibite ad uffici e assimilabili, purché scorporabili agli effetti dell’isolamento termico. Specifiche indicazioni per il calcolo della prestazione energetica di edifici non dotati di impianto di climatizzazione invernale e/o di produzione di acqua calda sanitaria sono riportate nell’all. 1 del D.M. 26/06/09. Nel caso di edifici esistenti nei quali coesistono porzioni di immobile adibite ad usi diversi (residenziale ed altri usi) qualora non fosse tecnicamente possibile trattare separatamente le diverse zone termiche, l’edificio è valutato e classificato in base alla destinazione d’uso prevalente in termini di volume riscaldato. Durata dell’attestato di certificazione energetica (ACE) (art.6) Gli ACE hanno una validità temporale massima di dieci anni. Tale validità non viene inficiata dall’emanazione di provvedimenti di aggiornamento delle Linee guida nazionali e/o introduttivi della certificazione energetica di ulteriori servizi quali ad esempio la climatizzazione estiva e l’illuminazione. La validità massima dell'attestato di certificazione di un edificio, è confermata solo se sono rispettate le prescrizioni normative vigenti per le operazioni di controllo di efficienza energetica, compreso le eventuali conseguenze di adeguamento, degli impianti di climatizzazione asserviti agli edifici, ai sensi dell'art. 7, comma 1, del D.Lgs. 192/2005. Nel caso di mancato rispetto delle predette disposizioni l'ACE decade il 31 dicembre dell'anno successivo a quello in cui è prevista la prima scadenza non rispettata per le predette operazioni di controllo di Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Campo di applicazione (art.2 – All. A) 74 efficienza energetica. Ai fini dell’art.6 comma 2 del D.M. 26/06/2009, i libretti di impianto o di centrale di cui all’art. 11, comma 9, del D.P.R. 26/08/1993, n.412, sono allegati, in originale o in copia, all’attestato di certificazione energetica. Aggiornamento dell’ACE (art.6) L’attestato di certificazione energetica è aggiornato ad ogni intervento di ristrutturazione, edilizio e impiantistico, che modifica la prestazione energetica dell’edificio nei seguenti termini: a. ad ogni intervento migliorativo della prestazione energetica a seguito di interventi di riqualificazione che riguardino almeno il 25% della superficie esterna dell’immobile; b. ad ogni intervento migliorativo della prestazione energetica a seguito di interventi di riqualificazione degli impianti di climatizzazione e di produzione di acqua calda sanitaria che prevedono l’installazione di sistemi di produzione con rendimenti più alti di almeno 5 punti percentuali rispetto ai sistemi preesistenti; c. ad ogni intervento di ristrutturazione impiantistica o di sostituzione di componenti o apparecchi che, fermo restando il rispetto delle norme vigenti, possa ridurre la prestazione energetica dell’edificio; d. facoltativo in tutti gli altri casi. Classi energetiche e prestazione energetica globale Per la redazione del certificato energetico è necessario quindi conoscere la prestazione energetica globale dell’edificio: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi = 75 Ove: è l’indice di prestazione energetica globale; è l’indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale; è l’indice di prestazione energetica per la produzione dell’acqua calda sanitaria; è l’indice di prestazione energetica per la climatizzazione estiva; è l’indice di prestazione energetica per l’illuminazione artificiale. Nella fase di avvio, ai fini della certificazione degli edifici, le linee guida nazionali considerano solamente gli indici di prestazione di energia primaria per la climatizzazione invernale e per la preparazione dell’acqua calda per usi igienici e sanitari. In tal caso abbiamo: = Rappresentazione delle prestazioni, struttura della scala delle classi e soglia di riferimento legislativo. La classe energetica globale dell’edificio è l’etichetta di efficienza energetica attribuita all’edificio sulla base di un intervallo convenzionale di riferimento all’interno del quale si colloca la sua prestazione energetica complessiva. La classe energetica è contrassegnata da una lettera. Possono coesistere maggiori specificazioni all’interno della stessa classe. La classe energetica globale dell’edificio comprende sottoclassi rappresentative dei singoli servizi energetici certificati: riscaldamento, raffrescamento, acqua calda sanitaria e illuminazione. Per la classificazione della prestazione relativa al servizio di climatizzazione invernale, tenendo conto dell’evoluzione normativa, è stato posto il requisito minimo fissato a partire dal 2010, quale limite di separazione tra le classi C e D (soglia di riferimento legislativo). In riferimento al Comune di Baronissi tenendo conto che per esso abbiamo: Zona Climatica D Gradi Giorno 1437. Le soglia sono le seguenti: < 0,2 22 > 0,9 69 per T ABELLA 6.2: V ALORI LIMITE DELL ’ INDICE DI PRESTAZIONE DEL COMUNE DI B ARONISSI EDIFICI RESIDENZIALI . V ALORI ELABORATI DALLA T ABELLA 1.3 DELL ’ ALLEGATO C DEL D.L GS . 192/2005. Rapporto forma dell’edificio (kWh/anno S/V m2) < 0,2 6.2 > 0,9 17,6 per T ABELLA 6.3: V ALORI LIMITE DELL ’ INDICE DI PRESTAZIONE COMUNE DI B ARONISSI EDIFICI DESTINAZIONE NON RESIDENZIALE . V ALORI ELABORATI DALLA T ABELLA 2.3 DELL ’ ALLEGATO C DEL D.L GS . 192/2005. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Rapporto forma dell’edificio (kWh/anno S/V m2) 76 Per valori di S/V compresi nell’intervallo 0,2 – 0,9 si procede mediante interpolazione lineare. Dalla tabella, una volta conosciuto il rapporto S/V è possibile conoscere il valore limite dell’edificio da certificare. La certificazione in classi si ricava andando a verificare dove cadono i valori relativamente alle seguenti scale: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi T ABELLA 6.4: S CALA DI CLASSI ENERGETICHE ESPRESSIONE DELLA PRESTAZIONE ENERGETICA PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE EP I . 77 T ABELLA 6.5: S CALA DI CLASSI ENERGETICHE ESPRESSIONE DELLA PRESTAZIONE ENERGETICA PER LA PREPARAZIONE DELL ’ ACQUA CALDA PER USI IGIENICI E SANITARI EP ACS . T ABELLA 6.6: S CALA DI CLASSI ENERGETICHE ESPRESSIONE DELLA PRESTAZIONE ENERGETICA PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE EP GL . Schemi di attestato di certificazione energetica degli edifici Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Gli schemi di attestato di certificazione energetica, con i relativi contenuti minimi sono riportati negli allegati 6 e 7 delle linee guida nazionali, rispettivamente per gli edifici residenziali e non residenziali . Di seguito si propone il modello degli edifici residenziali. 78 79 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 80 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 81 T ABELLA 6.7: MODELLO DI ATTESTATO DI CERTIFICAZIONE ENERGETICA PREVISTO DALLE L INEE GUIDA NAZIONALI PER GLI EDIFICI RESIDENZIALI . 6.2. Tecnologie e strumenti dell’energia nell’edilizia per l’utilizzo razionale Nel settore edile ed il particolare in quello civile–residenziale, l’adozione di particolari sistemi e il ricorso a specifiche tecnologie consente di ottenere analoghe prestazioni o di migliorarle impiegando un quantitativo minore di energia. Questi sistemi e/o tecnologie consentono un minore impiego di energia derivata da combustibili fossili che si traduce in benefici ambientali ed in un risparmio economico per il consumatore. Il consumatore, però, deve farsi carico di un investimento iniziale che, nella maggior parte dei casi, è decisamente superiore a quello delle tecnologie cosiddette convenzionali. Inoltre, la progettazione e l’installazione di tali impianti, che richiedono un alto grado di specializzazione e di esperienza, e le difficoltà gestionali legate alla manutenzione e all’assistenza, in alcuni casi possono fungere da deterrente per il cittadino. Il presente Piano vuole presentare alcune di queste tecnologie, ormai diffuse e consolidate, e ricorrere ad aggiornamenti ogni volta che si presenteranno soluzioni e tecnologie nuove atte ad un utilizzo razionale dell’energia. Per aiutare la diffusione di alcune di queste tecnologie possono essere concessi degli incentivi, delle agevolazioni oppure, tali soluzioni tecnologiche possono essere imposte come prescrizione all’interno della normativa tecnica comunale, negli strumenti che regolano il processo edilizio (es: Regolamento Edilizio Comunale). 6.2.1 Cogenerazione Per produrre acqua calda in modo classico si consuma combustibile separatamente per produrre energia elettrica nelle centrali termoelettriche, che utilizzano fonti fossili, e poi si consuma altro combustibile nelle caldaie domestiche ed industriali per il riscaldamento degli ambienti e per il calore necessario per i processi tecnologici. Pertanto, rispetto alla generazione di energia separata, la cogenerazione permette di risparmiare circa il 35-40% della fonte energetica primaria, e di conseguenza una direttamente proporzionale riduzione delle emissioni di CO2. Questo può essere spiegato dal fatto che una centrale termoelettrica convenzionale, la quale brucia combustibile fossile (derivati del petrolio e/o gas metano) per la produzione di energia elettrica, ha una efficienza che non supera il 40%, mentre il restante 60% viene disperso sotto forma di calore, ceduto ai fumi ed alle acque di raffreddamento. In un impianto di cogenerazione il calore prodotto dalla combustione viene invece recuperato per altri usi sotto forma di energia termica, e non viene disperso, evitando quindi un ulteriore riscaldamento dell’atmosfera. La cogenerazione raggiunge efficienze complessive del 90% e questo porta i seguenti vantaggi: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Per cogenerazione si intende la produzione contemporanea di elettricità e calore, consumando combustibile una sola volta ed in un solo luogo. 82 • risparmio dell’energia primaria di circa il 35-40%; • riduzione dell’impatto ambientale in riferimento alla produzione di energia elettrica; • diminuzione delle emissioni di gas serra climatizzanti (CO2); • diminuzione dei costi energetici della struttura cui è a servizio. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La cogenerazione è l’unica soluzione tecnologica che si è vista dedicare una direttiva europea, la 2008/8/CE22. Da questo si capisce che viene considerata come una soluzione essenziale per raggiungere gli obiettivi dell’unione al 2020. Inoltre la sua importanza è ribadita nel Piano di efficienza energetica 2011 (Bruxelles, 8.3.2011) in cui si dice che: “Un maggiore ricorso alla cogenerazione (ad alto rendimento), proveniente anche da impianti di trattamento dei rifiuti urbani, e al teleriscaldamento e teleraffreddamento può contribuire notevolmente all'efficienza energetica. La Commissione proporrà pertanto che, ove la domanda potenziale sia sufficiente, ad esempio dove esiste una concentrazione adeguata di edifici o di industrie nelle vicinanze, l'autorizzazione per nuova generazione di energia termica debba essere subordinata alla sua combinazione con sistemi che consentano l'utilizzo del calore ("produzione combinata di calore e di elettricità" — CHP) e che i sistemi di teleriscaldamento siano associati per quanto possibile alla generazione di elettricità. Per migliorare la prestazione dei sistemi di cogenerazione in termini di risparmio energetico la Commissione proporrà inoltre che i gestori delle reti di distribuzione dell'elettricità forniscano accesso prioritario all'elettricità di cogenerazione e che gli obblighi a carico dei gestori delle reti di trasmissione relativi all'accesso e alla distribuzione di questa elettricità siano rafforzati.” 83 Per definire la Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR)23, si utilizza l’indice PES (risparmio di energia primaria). Ovvero bisogna che il PES sia superiore ad un valore minimo prestabilito, differenziato in funzione della classe di potenza dell’unità cogenerativa. Tale condizione viene di seguito espressa in formule: PES ≥ 0,1 (10%) per le unità di cogenerazione con capacità di generazione almeno pari a 1 MWe; PES > 0 per le unità di piccola e micro-cogenerazione. In particolare si definisce “unità di piccola cogenerazione” l’unità di cogenerazione caratterizzata da una capacità di generazione o potenza dell’unità minore di 1 MWe. Si definisce inoltre “unità di micro-cogenerazione” l’unità di cogenerazione caratterizzata da una capacità di generazione o potenza dell’unità minore di 50 kWe. 22 23 In Italia è il DM 4 agosto 2011 a recepisce tutte le precisazioni della direttiva 2004/8/CE. Guida alla Cogenerazione ad Alto Rendimento, marzo 2012 – GSE: Nella sua forma più semplice un impianto di produzione combinata comprende almeno un motore primo (turbina a vapore, turbina a gas, oppure motore a combustione interna), e un generatore elettrico. Nel caso, ad esempio, di una turbina a vapore, un combustibile primario, bruciando in una caldaia, cede energia termica all’acqua, trasformandola in vapore. Una parte di tale energia è trasferita dal vapore al motore primo che, trascinando l’alternatore, la trasforma in energia elettrica. Un’altra parte è invece utilizzata direttamente come energia termica, e può essere destinata, come già visto, a vari impieghi civili o industriali. Infine, la parte rimanente, nella forma di calore residuo non più utilizzabile, è dispersa nell’ambiente. Il prelievo di energia termica utile dal fluido di processo può avvenire in vari modi. Nel caso di impianti con turbine: a gas o con motori a combustione interna, si impiega solitamente uno scambiatore che recupera il calore dai fumi esausti prima di scaricarli nell’atmosfera; Sono diffuse anche soluzioni miste, in cui si ha prelievo di calore sia durante il ciclo (mediante uno spillamento di vapore), sia a valle dell’espansione in turbina. 6.2.2 Trigenerazione L’abbinamento di un refrigeratore ad assorbimento in un cogeneratore consente la realizzazione di impianti in grado di produrre contemporaneamente energia elettrica, energia termica ed energia frigorifera. Con essi è possibile condizionare ambienti senza utilizzare i tipici impianti di condizionamento a compressore. Il condizionamento estivo con l’utilizzo di impianti ad assorbimento consente un risparmio della fonte energetica primaria del 50%, rispetto ad un condizionatore tradizionale. I vantaggi della trigenerazione possono essere sintetizzati in: una maggiore affidabilità dell’approvvigionamento di energia elettrica; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi a vapore, le soluzioni più diffuse per il prelievo di calore sono le seguenti: turbine a contropressione: subito dopo l’espansione in turbina il vapore è inviato all’utilizzatore termico, al quale cede parte dell’energia (entalpia) che ancora possiede. Il funzionamento può essere in ciclo chiuso, con ritorno alla caldaia del vapore condensato dall’utilizzatore, o in ciclo aperto. turbine a condensazione con spillamento: il calore è prelevato estraendo una certa portata di vapore (spillamento) in un punto opportuno del ciclo termodinamico per inviarla all’utenza termica. La portata rimanente, dopo l’espansione in turbina, è condensata e il calore di condensazione è di norma dissipato. 84 benefici economici dovuti al risparmio nell’acquisto dell’energia elettrica; risparmio della fonte energetica primaria nell’ordine del 50%, rispetto alla produzione di elettricità, calore e freddo separatamente. 6.2.3 Teleriscaldamento Il teleriscaldamento è una forma di riscaldamento che consiste essenzialmente nella distribuzione, attraverso una rete di tubazioni isolate e interrate, di acqua calda, acqua surriscaldata o vapore (detti fluidi termovettori), proveniente da una centrale di produzione, alle abitazioni con successivo ritorno dei suddetti alla stessa centrale. Il calore è solitamente prodotto in una centrale di cogenerazione a combustibili fossili o biomasse oppure attraverso la geotermia. Il Comune di Baronissi ritiene un aspetto importante per il conseguimento degli obiettivi di risparmio energetico in edilizia il teleriscaldamento si veda a tal proposito l’articolo 164 comma 3bis del REC. 6.2.4 Solare termico Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Gli impianti solari termici sono dispositivi che permettono di catturare l'energia solare, immagazzinarla e usarla nelle maniere più svariate, in particolare ai fini del riscaldamento dell'acqua. 85 L’energia elettromagnetica proveniente dal sole, misurata su una superficie perpendicolare ai raggi solari e posta al di fuori dell’atmosfera terrestre, prende il nome di “costante solare” e presenta un valore medio di circa 1,35 kW/ m². Il valore della radiazione solare che raggiunge la terra è minore, in quanto filtrata ed attenuata dall’atmosfera terrestre. L’energia solare incidente al suolo, ovvero la radiazione solare che colpisce il terreno varia in funzione del luogo (latitudine ed altezza s.l.m.) e della disposizione (inclinazione e orientamento rispetto al Sud) della superficie. La radiazione solare al suolo, raggiunge un valore di 1 kW/m² nelle giornate di cielo sereno, e pertanto ha una bassa densità, ma resta tuttavia la fonte energetica più abbondante sulla superficie terrestre. L'energia solare viene catturata con un collettore solare che, mediante l’effetto serra, trasferisce l’energia della radiazione solare al fluido termovettore, il quale viene utilizzato per scaldare l’acqua. I collettori solari termici sfruttano la radiazione solare sotto forma di calore e la accumulano, riscaldando l’acqua ad una temperatura compresa fra i 30° C e i 70° C. A queste temperature l’acqua può essere utilizzata per soddisfare tutte le esigenze di acqua calda sanitaria domestica, ma anche per il riscaldamento di piscine, o anche come integrazione all’impianto di riscaldamento invernale degli ambienti. In questo caso, l’accoppiamento dei collettori solari con sistemi radianti a serpentina, disposti a pavimento, a soffitto o anche a parete, può rendere davvero significativo il contributo solare. Anche nelle giornate invernali, in cui l’insolazione è insufficiente e la temperatura non raggiunge i valori ottimali i collettori garantiscono, comunque, un risparmio di energia poiché l’acqua del serbatoio ha una temperatura superiore a quella dell’acqua corrente dell’acquedotto, la quale è di circa 10-12°C. Inoltre nel periodo estivo, il calore in eccesso fornito dai collettori solari può trovare una efficace utilizzo come climatizzazione estiva. Esso può infatti alimentare un refrigeratore ad assorbimento. Questo impianto utilizza l’energia termica fornita dei pannelli solari (la quale è tanto maggiore quanto è alta la temperatura dell’atmosfera e la radiazione solare) per produrre il freddo necessario al raffrescamento degli ambienti. Le componenti principali di un impianto solare termico sono: collettori solari; serbatoio di accumulo; In commercio sono disponibili diverse tipologie di collettori solari, alcuni di essi sono più idonei per un uso prevalentemente estivo, mentre altri hanno un rendimento soddisfacente durante tutto il corso dell’anno. I primi sono i collettori scoperti (strisce in polipropilene prive di copertura trasparente, collettori copri falda) o quelli integrati (il collettore fa anche da serbatoio) e sono indicati per un uso prevalentemente estivo o per il riscaldamento dell’acqua delle piscine. I secondi, invece, per un’utilizzazione annuale, sono i sistemi ad elementi separati a circolazione sia naturale sia forzata o i sistemi compatti (monoblocco) nei quali il collettore ed il serbatoio sono distinti ma assemblati in un unico telaio che fa da supporto. Questi impianti possono essere unifamiliari o anche condominiali, in particolare, nei condomini in cui la distribuzione dell’acqua calda sanitaria sia già centralizzata e specie quando l’acqua calda sia prodotta dalla stessa caldaia dell’impianto termico invernale (in estate la caldaia deve funzionare a bassissimi rendimenti), l’installazione di impianti solari può risultare semplice e conveniente. Nel mondo sono installati oltre 30 milioni di metri quadri di pannelli solari di cui 3 milioni nell'Unione europea. Il parco del solare termico in Italia è oggi di 350.000 m², l'utilizzo maggiore è dovuto all'utenza domestica, ad impianti di prevalente utilizzo estivo ed alle piscine. Le applicazioni più comuni sono relative ad impianti per acqua calda Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi circuito distributivo; centralina di controllo e dispositivi di integrazione termica interfacciata con la centralina di domotica o direttamente controllata da essa. 86 sanitaria, riscaldamento degli ambienti e piscine; sono in aumento casi di utilizzo nell' industria, nell'agricoltura e per la refrigerazione solare. I collettori solari per piscina possono fornire fino al 100% delle necessità termiche delle piscine. Sono inoltre i più semplici da installare della categoria. In ambito urbano l'acqua calda sanitaria è per la maggior parte dei casi prodotta con scaldabagni elettrici o caldaie a gas. La produzione di acqua calda sanitaria, con l'uso di energia elettrica dissipata dalla resistenza presente nello scaldabagno, risulta un processo costoso dai punti di vista energetico, ambientale ed economico, se confrontato con la produzione di acqua calda con caldaie a gas. L'introduzione aggiuntiva di un collettore solare termico, che sostituisca parte della produzione di calore, comporta benefici ancora maggiori. Se si sostituisce lo scaldabagno elettrico con una caldaia a gas integrata da collettori solari, il consumo energetico pro-capite passa da 4,93 a 0,87 kWh. E' il caso più interessante, dunque, che porta ad una riduzione dell'82% del consumo energetico, a parità di servizio reso. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Utilizziamo come indicatore di confronto tra le diverse tecnologie la quantità di anidride carbonica mediamente immessa nell'ambiente per produrre, nelle stesse condizioni, acqua calda sanitaria per un'utenza monofamiliare (4 persone). Per produrre la sola acqua calda sanitaria, utilizzando lo scaldabagno elettrico, una famiglia immette quotidianamente nell'ambiente 4,5 kg CO2. Nel caso di una caldaia a metano la stessa famiglia dà origine alla produzione giornaliera di anidride carbonica di 1,74 kg CO2 /giorno. Nel caso di impianti ibridi solare /gas, ossia impianti solari posti ad integrazione della caldaia a gas, assicurando lo stesso comfort durante tutto l'arco dell'anno, la stessa famiglia produrrà, allora, giornalmente 0,69 kg CO2. 87 L’iniziativa che lo Stato Italiano utilizza per incentivare il solare termico prevede due forme di incentivazione: IVA agevolata al 10% Detrazione IRPEF in base alla legge finanziaria dell'anno in corso. La Finanziaria 2011-2012 estende fino al 31/12/2012 la detrazione IRPEF del 55% per i pannelli solari termici, introdotta a suo tempo con la Finanziaria 2007 (legge 27 dicembre 2006 n. 296) "Disposizioni per la formazione del bilancio annuale e pluriennale dello Stato". 6.2.5 Biomasse Con il termine biomasse si intendono tutti quei materiali, di natura eterogenea, a matrice organica, fondati sulla chimica del carbonio, con l’esclusione dei materiali di origine fossile, petrolio, carbone, plastiche, ecc.. Le biomasse rappresentano la forma più nobile e complessa di utilizzo e accumulo dell’energia solare, la quale consente alle piante di convertire l’anidride carbonica presente nell’atmosfera in materia organica, mediante il processo di fotosintesi clorofilliana. Con tale processo vengono fissate a livello mondiale, e quindi sottratte all’atmosfera, circa tonnellate di anidride carbonica all’anno (200 miliardi di tonnellate), che corrispondono ad un contenuto energetico di Mtep (70 miliardi di tonnellate di petrolio). L’utilizzazione delle biomasse per fini energetici non contribuisce all’effetto serra, poiché la quantità di anidride carbonica rilasciata durante la decomposizione, sia che essa avvenga naturalmente, sia per effetto della conversione energetica, è equivalente a quella assorbita durante la crescita della biomassa stessa; non vi è, quindi, alcun contributo netto all’aumento del livello di CO2 nell’atmosfera. Attualmente, la popolazione mondiale soddisfa il 12-15% del proprio fabbisogno di energia primaria con biomassa. Vi è tuttavia una diversificazione territoriale molto forte. Infatti i paesi in via di sviluppo, nel complesso, ricavano il 38% della propria energia dalle biomasse. Nei paesi industrializzati, invece, le biomasse contribuiscono appena per il 3% agli usi energetici primari. In particolare, gli USA ricavano il 3,2% della propria energia dalle biomasse, quasi quanto da fonte nucleare; l’Europa, complessivamente, il 3,5%, con punte del 18% in Finlandia, 17% in Svezia, 13% in Austria, In Svizzera, la biomassa rappresenta la fonte rinnovabile più utilizzata per gli usi termici. A volte, si tratta di impianti a recupero energetico di tipo cogenerativo (elettricità + calore). Il consumo annuo medio di legna supera i 2 milioni di m3. L’Italia con il 2% del proprio fabbisogno coperto dalle biomasse, è al di sotto della media europea. METODI DI CONVERSIONE DELLE BIOMASSE Le biomasse si possono sfruttare utilizzando due processi. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Le biomasse utilizzabili per fini energetici comprendono quei materiali di origine vegetale che possono essere utilizzati direttamente come combustibili, o che possono essere trasformati in materiali di più facile utilizzo nelle caldaie per il riscaldamento. La più importanti tipologie di biomasse sono costituite dai residui della manutenzione dei boschi, dagli scarti della lavorazione del legno, da scarti dell’industria zootecnica, scarti di materiale legnoso e vegetale, tra i quali la parte organica dei rifiuti solidi urbani. 88 Un processo detto di conversione biochimica, che permette di ricavare energia per reazione chimica, la quale si realizza attraverso il contributo di enzimi. Questo processo viene impiegato di norma per quelle biomasse in cui il rapporto Carbonio/Azoto (C/N) è inferiore a 30 ed in cui l’umidità supera il 30%. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Un processo di conversione termochimica, basato sull’azione del calore che permette le reazioni chimiche necessarie a trasformare le biomasse in energia con un processo di combustione. Questo processo si utilizza per quelle biomasse aventi un rapporto C/N superiore a 30 ed in cui l’umidità è inferiore al 30%. 89 La digestione anaerobica, processo di conversione di tipo biochimico, avviene in assenza di ossigeno e consiste nella demolizione, ad opera di micro-organismi, di sostanze organiche complesse (lipidi, protidi, glucidi) contenute nei vegetali e nei sottoprodotti di origine animale, che produce un gas (biogas) costituito per il 50÷70% da metano e per la restante parte soprattutto da CO2 ed avente un potere calorifico medio dell'ordine di 23.000 kJ/Nm³. Il biogas così prodotto viene raccolto, essiccato, compresso ed immagazzinato e può essere utilizzato come combustibile per alimentare caldaie a gas per produrre calore o motori a combustione interna (adattati allo scopo a partire da motori navali a basso numero di giri) per produrre energia elettrica. Al termine del processo di fermentazione nell'effluente si conservano integri i principali elementi nutritivi (azoto, fosforo, potassio), già presenti nella materia prima, favorendo così la mineralizzazione dell'azoto organico; l'effluente risulta in tal modo un ottimo fertilizzante. Gli impianti a digestione anaerobica possono essere alimentati mediante residui ad alto contenuto di umidità, quali le deiezioni animali, i reflui civili, i rifiuti alimentari e la frazione organica dei rifiuti solidi urbani. Tuttavia, anche in discariche opportunamente attrezzate per la raccolta del biogas sviluppato, solo il 40% circa del gas generato può essere raccolto, mentre la rimanente parte viene dispersa in atmosfera: poiché il metano, di cui è in gran parte costituito il biogas, è un gas serra con un effetto circa venti volte superiore a quello della CO2, le emissioni in atmosfera di biogas non sono desiderabili; quando invece la decomposizione dei rifiuti organici è ottenuta mediante digestione anaerobica nei digestori (chiusi) degli appositi impianti, quasi tutto il gas prodotto viene raccolto ed usato come combustibile. Il processo di digestione aerobica, processo di conversione di tipo biochimico, consiste nella metabolizzazione delle sostanze organiche per opera di micro-organismi, il cui sviluppo è condizionato dalla presenza di ossigeno. Questi batteri convertono sostanze complesse in altre più semplici, liberando CO2 e H2O e producendo un elevato riscaldamento del substrato, proporzionale alla loro attività metabolica. Il calore prodotto può essere così trasferito all'esterno, mediante scambiatori a fluido. In Europa viene utilizzato il processo di digestione aerobica termofila autoriscaldata (Autoheated Termophilic Aerobic Digestion) per il trattamento delle acque di scarico. Più recentemente tale tecnologia si è diffusa anche in Canada e Stati Uniti. La fermentazione alcoolica è un processo di tipo micro-aerofilo che opera la trasformazione dei glucidi contenuti nelle produzioni vegetali in etanolo. L'etanolo risulta un prodotto utilizzabile anche nei motori a combustione interna normalmente di tipo "dual fuel", come riconosciuto fin dall'inizio della storia automobilistica. Se, però, l'iniziale ampia disponibilità ed il basso costo degli idrocarburi avevano impedito di affermare in modo molto rapido l'uso di essi come combustibili, dopo lo shock petrolifero del 1973 sono stati studiati numerosi altri prodotti per sostituire il carburante delle automobili (benzina e gasolio); oggi, tra questi prodotti alternativi, quello che mostra il miglior compromesso tra prezzo, disponibilità e prestazioni è proprio l'etanolo, o più probabilmente il suo derivato ETBE (EtilTertioButilEtere), ottenuto combinando un idrocarburo petrolifero (l'isobutene) e l'etanolo. Il processo di gassificazione consiste nell'ossidazione incompleta di una sostanza in ambiente ad elevata temperatura (900÷1.000°C) per la produzione di un gas combustibile (detto gas di gasogeno) di basso potere calorifico inferiore, variabile tra i 4.000 kJ/Nm³, nel caso più diffuso dei gassificatori ad aria ed i 14.000 kJ/Nm³, nel caso dei gassificatori ad ossigeno. Valori intermedi (10.000 kJ/Nm³) si ottengono nel caso di gassificatori a vapor d'acqua. I problemi connessi a questa tecnologia, ancora in fase di sperimentazione, si incontrano a valle del processo di gassificazione e sono legati principalmente al suo basso potere calorifico ed alle impurità presenti nel gas (polveri, catrami e metalli pesanti). L'utilizzazione del gas di gasogeno quale vettore energetico pone alcune limitazioni legate essenzialmente ai problemi connessi con il suo immagazzinamento e trasporto, causa il basso contenuto energetico per unità di volume. Ciò fa sì che risulti eccessivamente costoso il trasporto su lunghe distanze. Tali inconvenienti possono essere superati trasformando il gas in alcool metilico (CH³OH), che può essere agevolmente utilizzato per l'azionamento di motori. Il metanolo, caratterizzato da un potere calorifico inferiore dell'ordine di 21.000 kJ/kg, può essere successivamente raffinato per ottenere benzina sintetica, con potere calorifico analogo a quello delle benzine tradizionali. La pirolisi è un processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto mediante l'applicazione di calore, a temperature comprese tra 400 e 800°C, in Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La carbonizzazione è un processo di tipo termochimico che consente la trasformazione delle molecole strutturate dei prodotti legnosi e cellulosici in carbone (carbone di legna o carbone vegetale), ottenuta mediante l'eliminazione dell'acqua e delle sostanze volatili dalla materia vegetale, per azione del calore nelle carbonaie, o all'aperto, che offrono una maggior resa in carbone. 90 completa assenza di un agente ossidante, oppure con una ridottissima quantità di ossigeno (in quest'ultimo caso il processo può essere descritto come una parziale gassificazione). I prodotti della pirolisi sono sia gassosi, sia liquidi, sia solidi, in proporzioni che dipendono dai metodi di pirolisi (pirolisi veloce, lenta, o convenzionale) e dai parametri di reazione. Uno dei maggiori problemi legati alla produzione di energia basata sui prodotti della pirolisi è la qualità di detti prodotti, che non ha ancora raggiunto un livello sufficientemente adeguato con riferimento alle applicazioni, sia con turbine a gas sia con motori diesel. In prospettiva, anche con riferimento alle taglie degli impianti, i cicli combinati ad olio pirolitico appaiono i più promettenti, soprattutto in impianti di grande taglia, mentre motori a ciclo diesel, utilizzanti prodotti di pirolisi, sembrano più adatti ad impianti di piccola potenzialità. La combustione diretta viene generalmente attuata in apparecchiature (caldaie) in cui avviene anche lo scambio di calore tra i gas di combustione ed i fluidi di processo (acqua, olio diatermico, ecc.). La combustione di prodotti e residui agricoli si attua con buoni rendimenti, se si utilizzano come combustibili sostanze ricche di glucidi strutturati (cellulosa e lignina) e con contenuti di acqua inferiori al 35%.I prodotti utilizzabili a tale scopo sono i seguenti: legname in tutte le sue forme; paglie di cereali; residui di raccolta di legumi secchi; residui di piante oleaginose (ricino, catramo, ecc.); residui di piante da fibra tessile (cotone, canapa, ecc.); Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi residui legnosi di potatura di piante da frutto e di piante forestali; residui dell'industria agro-alimentare. 91 Le caldaie a letto fluido rappresentano la tecnologia più sofisticata e dispendiosa che sta ricevendo, però, notevoli attenzioni, infatti essa permette il conseguimento di numerosi vantaggi quali la riduzione degli inquinanti e l'elevato rendimento di combustione. Gli oli vegetali possono essere estratti dalle piante oleaginose (soia, colza, girasole, ecc.). Caratteristica comune di tutte le oleaginose è quella di essere ricche di materie proteiche che, dopo l'estrazione dell'olio, sono impiegabili nell'alimentazione animale sotto forma di panelli. Le principali piante che si trovano in Europa sono la colza e il girasole (i principali Paesi produttori europei sono, per la colza, la Germania, la Francia, la Gran Bretagna e la Danimarca; per il girasole, la Francia, la Spagna e l'Italia); la coltivazione della soia, invece, si trova principalmente in America (Stati Uniti, Brasile e Argentina). Gli olii possono essere utilizzati come combustibili nello stato in cui vengono estratti oppure dopo esterificazione, ed il loro utilizzo ha destato ormai da tempo un notevole interesse, sia per la disponibilità di tecnologie semplici di trasformazione ed utilizzazione, sia perché consentono bilanci energetici accettabili, sia, infine, per la riutilizzazione dei sottoprodotti di processo (es. la glicerina, utilizzata dall'industria farmaceutica). Lo Steam Explosion (SE) è un trattamento innovativo, a basso impatto ambientale, mediante il quale si può ottenere una vasta gamma di prodotti, utilizzando come materia prima le biomasse vegetali. Rispetto agli altri processi di pretrattamento, lo SE presenta il vantaggio fondamentale di separare in tre differenti correnti le frazioni costituenti i comuni substrati vegetali (emicellulosa, cellulosa, lignina) rendendo possibile l'utilizzazione totale delle biomasse. Il processo consiste nell'uso di vapore saturo ad alta pressione per riscaldare rapidamente legno, o qualsiasi altro materiale lignocellulosico, in un reattore che può essere ad alimentazione continua o discontinua. Il termine cippato deriva dall'inglese “chipping” che significa ridurre in scaglie. Esso è ricavato di segherie e di legno in genere sminuzzato in pezzettini di dimensioni variabili (2 – 10 centimetri di lunghezza). E' un ottimo combustibile che usato in apposite caldaie o stufe sprigiona una potenza calorica variabile a seconda del grado di umidità. Il potere calorifico inferiore varia da 2,0 kWh/kg per il cippato fresco con il 55% di umidità fino a 3,4 kWh/kg per cippato con umidità del 30%. La combustione della legna da ardere è tuttora una forma molto diffusa di uso delle biomasse per il riscaldamento domestico. Data la necessità di carica manuale dei ciocchi di legna, le caldaie hanno una potenza limitata a qualche decina di kW e trovano l’impiego ideale nel riscaldamento di case isolate. Le caldaie che utilizzano questo combustibile utilizzano in genere la tecnica della fiamma inversa, ovvero hanno la camera di combustione situata al di sotto del vano nel quale viene caricata la legna. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il processo di combustione diretta è quello che si presta maggiormente per essere utilizzato per applicazioni residenziali. Infatti gli impianti termici a biomasse hanno raggiunto livelli di efficienza, affidabilità e comfort simili a quelli degli impianti tradizionali a gasolio e a gas metano. Le caldaie a biomasse si suddividono in tre grandi categorie in base al tipo di combustibile legnoso utilizzato: normale legna da ardere in ciocchi, cippato e pellets. I pellets sono prodotti con la polvere ottenuta dalla sfibratura dei residui legnosi, la quale viene pressata da apposite macchine in cilindretti che possono avere diverse lunghezze e spessori (1,5-2 cm di lunghezza,6-8 mm di diametro). Esso si caratterizza per la bassa umidità (inferiore al 12 %) e per la sua elevata densità nonché per la regolarità del materiale. La compattezza e la maneggevolezza danno a questa tipologia di combustibile caratteristiche di alto potere calorifico (p.c.i. 4,5 kWh/kg) e di affinità ad un combustibile fluido. E' molto indicato quindi, per la sua praticità, per piccoli e medi impianti residenziali. 92 Le caldaie a cippato sono invece totalmente automatizzate e non hanno limiti dimensionali e possono raggiungere potenze di alcuni MW termici, assicurando rendimenti e confort simili alle caldaie a gasolio. Per questi impianti è necessario che accanto alla centrale termica sia predisposto un locale adatto allo stoccaggio del combustibile. La combustione avviene in caldaie a griglia che può essere: fissa, per bruciare materiali fini a basso contenuto di umidità, oppure mobile, per bruciare combustibili a pezzatura grossolana ad alto contenuto di umidità, come le biomasse forestali fresche. L’elevata densità energetica, la bassa umidità e la facilità di movimentazione rendono il pellet il combustibile vegetale più indicato per impianti di riscaldamento automatici di tutte le dimensioni. Esso può essere utilizzato nelle caldaie per il cippato, in caldaie appositamente progettate, ma anche in alcuni modelli di caldaie a gasolio, con l’utilizzo di speciali bruciatori. Anche le caldaie a pellets necessitano di un serbatoio per lo stoccaggio del combustibile, dal quale una coclea preleva il materiale ed alimenta in automatico la caldaia, mentre la combustione è gestita in automatico. Queste caratteristiche di semplicità di uso e di automazione conferiscono agli impianti di riscaldamento a pellets un elevato confort ed affidabilità. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 6.2.6 Caldaia a condensazione 93 La caldaia a condensazione, a differenza della caldaia tradizionale, può recuperare una gran parte del calore contenuto nei fumi espulsi attraverso il camino. La particolare tecnologia della condensazione consente infatti di raffreddare i fumi al di sotto del punto di rugiada, con un recupero di calore utilizzato per preriscaldare l'acqua di ritorno dall'impianto. In questo modo la temperatura dei fumi di uscita (fino a 40°C) mantiene sempre lo stesso valore della temperatura di mandata dell'acqua, ben inferiore quindi ai 140-160°C dei generatori ad alto rendimento ed ai 200-250°C dei generatori di tipo tradizionale. Pertanto le caldaie a condensazione elevano il rendimento termodinamico della caldaia oltre al 100% fino ad arrivare a valori del 109% per temperature dell’impianto di riscaldamento pari a 40-50°C caratteristica che rende tale caldaia particolarmente adatta ad impianti di riscaldamento a bassa temperatura come ad esempio gli impianti a pannelli radianti. Questa valore del rendimento oltre il 100% trova la sua spiegazione nel fatto che nella formula di calcolo del rendimento di una caldaia si utilizza il potere calorico inferiore24 del combustibile ed in una caldaia a condensazione viene sfruttato parte del calore latente del vapore acqueo che viene estratto dai fumi appunto per condensazione. 24 Si definisce potere calorifico inferiore il potere calorifico superiore diminuito del calore di condensazione del vapore d'acqua durante la combustione. Il potere calorifico superiore è la quantità di calore che si rende disponibile per effetto della Riassumendo i principali vantaggi delle caldaie a condensazione consistono nel: maggiore rendimento per recupero del calore di condensazione particolarmente a basso carico (condizione nella quale il generatore funziona per la maggior parte dell’anno), i rendimenti risultano tuttavia particolarmente elevati anche in assenza di condensazione, poiché esse hanno minori dispersioni; l’efficacia dei sistemi di regolazione della temperatura di caldaia e della fiamma del bruciatore in grado di adeguare costantemente la produzione di calore alle effettive esigenze di impianto; si raggiungono risparmi nell'ordine del 30-50%, o anche maggiori se riferiti a caldaie delle generazioni precedenti. Gli svantaggi consistono nel: maggiore costo di acquisto (nell’ordine del 30/40%) dell’apparecchio rispetto ad una caldaia tradizionale; necessità di disporre di una canna fumaria resistente all’attacco di condense acide, e nel caso di impianti di elevata potenza, necessità di provvedere alla loro neutralizzazione prima dello scarico in fogna; necessità di ottimizzare la circuitazione idraulica al fine di assicurare la minima temperatura di ritorno al generatore di calore25; maggior complessità dell'impianto e conseguente necessità di progettisti, installatori e manutentori specializzati. Nell’aria, nell’acqua e nel suolo sono immagazzinate enormi quantità di energia, che si rinnovano continuamente grazie al calore terrestre, alla radiazione solare e alle precipitazioni atmosferiche. La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più alta26 Per far ciò viene utilizzato il ciclo termodinamico frigorifero in cui con l’aiuto di un compressore e di un gas in un circuito chiuso a seconda delle condizioni di temperatura e di pressione in cui si trova, assume lo stato liquido o di vapore. La sua efficienza è rappresentata dal coefficiente di prestazione COP, inteso come rapporto tra l’energia termica resa al corpo combustione completa a pressione costante della massa unitaria del combustibile, quando i prodotti della combustione siano riportati alla temperatura iniziale del combustibile e del comburente. 25 Questo perché la circolazione dell’acqua di caldaia avviene, contrariamente a quanto accade nelle caldaie a bassa temperatura, in controcorrente rispetto ai gas di combustione. Ciò significa che l’acqua di ritorno del riscaldamento dovrà affluire nella caldaia a condensazione nel punto di fuoriuscita dei gas di combustione. 26 Ciò a differenza di quanto avviene in natura in cui il calore si trasferisce da un corpo più caldo ad uno più freddo (principio zero della termodinamica). Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 6.2.7 Pompa di calore 94 da riscaldare e l’energia elettrica consumata perché possa avvenire il trasporto di calore medesimo. Il vantaggio più evidente è che si tratta di un sistema intrinsecamente efficiente, grazie al rapporto elevato tra energia fornita ed energia elettrica assorbita; infatti il COP si situa generalmente tra 3 e 4 a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni di funzionamento. Ciò ha dirette ripercussioni anche sull’ammortamento del costo di installazione e sulla bolletta del consumatore; i dati mostrano infatti un costo specifico medio per unità di calore prodotto pari alla metà di quello di un impianto tradizionale con caldaia a gasolio e 2/3 di quello di un impianto tradizionale con caldaia a metano. LE DIVERSE POMPE DI CALORE Le pompe di calore si distinguono in base al fluido che si utilizza nell’ambiente a temperatura più fredda e al fluido dell’ambiente a temperatura più calda. I principali tipi sono: Aria - acqua; Aria - aria; Acqua - acqua; Terra - acqua. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi L’aria come sorgente fredda ha il vantaggio di essere disponibile ovunque; tuttavia la potenza resa dalla pompa di calore diminuisce al diminuire della temperatura della sorgente. Ricordiamo che al di sotto dei 2°C il rendimento della pompa di calore è minimo. 95 L’applicazione della pompa di calore del tipo aria – aria (impianto di condizionamento) e aria – acqua (impianto idronico) è ormai attuale per la climatizzazione nel settore residenziale e nel terziario, in alternativa ai sistemi convenzionali composti da refrigeratore più caldaia per la sua convenienza in quanto comporta un minor tempo di ammortamento del costo dell’impianto rispetto al costo di un impianto da sfruttare per il solo riscaldamento. Nel caso di un utilizzo per la sola produzione di calore per il riscaldamento degli ambienti e dell’acqua calda, è necessario valutare gli aspetti economici e confrontarli con i tradizionali sistemi come le caldaie a gas. Per il riscaldamento degli ambienti, gli impianti possono essere monovalenti o bivalenti. Si utilizza la configurazione monovalente quando la pompa di calore è in grado di coprire interamente il fabbisogno termico; se la pompa di calore usa come sorgente l’aria esterna, tale configurazione è adottabile nelle zone climatiche dove la temperatura esterna scende raramente sotto ai 0°C. In caso contrario, si deve realizzare un sistema bivalente, costituito dalla pompa di calore e da un sistema di riscaldamento ausiliario, cioè da una caldaia tradizionale che copra il fabbisogno termico quando la temperatura dell’aria scende al di sotto di 0°C. Per il riscaldamento dell’acqua sanitaria, invece, occorrono serbatoi di accumulo più grandi di quelli impiegati nei normali scaldacqua in quanto la temperatura dell’acqua prodotta non supera i 55°C. Il terreno come sorgente fredda (impianto geotermico) ha il vantaggio di subire minori sbalzi di temperatura rispetto all’aria. In particolare rispetto all’aria la temperatura del terreno subisce variazioni annuali molto più contenute: a profondità di 510 m la temperatura del suolo è pressoché costante tutto l’anno ed è equivalente all’incirca alla temperatura media annuale dell’aria, ovvero circa 10-16°C27. Ciò significa che il suolo, rispetto all’aria, è più caldo d’inverno e più fresco d’estate, a vantaggio del rendimento della pompa di calore. Le tubazioni, se posizionate orizzontalmente, vanno interrate ad una profondità minima da 1m a 1,5m per non risentire troppo delle variazioni di temperatura dell’aria esterna, ed è necessaria una ampia estensione di terreno, da 2 a 3 volte superiore alla superficie dei locali da riscaldare. Se invece le tubazioni vengono posizionate in modo verticale, bisogna scendere a profondità di decine di metri. In entrambi i casi si tratta però di una soluzione con costi più alti rispetto ad un sistema a pompa di calore idronico della stessa potenza. Tuttavia il maggior costo è compensato da un risparmio energetico che raggiunge il pareggio dopo 5 – 10 anni. Si tenga altresì presente che la vita media dei componenti “fuori terra” è di 25 anni mentre quella dei componenti interrati e di 50 anni e più. 6.2.8 Contabilizzazione del calore e la termoregolazione Negli ultimi decenni, anche a fronte di una maggiore metanizzazione, si è assistito nei condomini alla sostituzione dell’impianto di riscaldamento centralizzato con impianti individuali autonomi. Le ragioni di questa tendenza sono note: con un impianto autonomo si ha una maggiore libertà nella gestione del riscaldamento, che si traduce nella scelta individuale 27 In climi freddi, dove il carico termico dell’edificio è sbilanciato a favore del riscaldamento, il suolo potrebbe raffreddarsi per via del prelievo di calore: è però possibile accoppiare la pompa di calore geotermica a un impianto di pannelli solari termici e immagazzinare nel suolo il calore accumulato in estate. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi L’acqua come sorgente fredda garantisce le prestazioni della pompa di calore senza risentire delle condizioni climatiche esterne; tuttavia richiede un costo addizionale per le tubazioni. 96 dei tempi di accensione dell’impianto e delle temperature degli ambienti. In questo modo facendo attenzione e tenendo conto delle proprie esigenze si riesce a risparmiare parecchio. Ricordiamo infine che tale decisione è stata presa anche a fronte di una non adeguata progettazione dell’impianto centralizzato originario in cui erano frequenti gli sbalzi termici tra appartamento e appartamento (in genere erano più caldi quelli ai piani medi e più freddi quelli al primo e ultimo piano). Inoltre con tubazioni non ben coibentate veniva disperso calore verso cantine, androni, vani scala, ecc. ecc.. Tuttavia, la grande popolarità degli impianti individuali non è giustificata da considerazioni di tipo tecnico. E’ utile a tal proposito riepilogare i vantaggi di un buon impianto centralizzato. Il costo di prima installazione di un unico impianto centralizzato risulta inferiore a quello della somma di tanti impianti unifamiliari; Negli impianti centralizzati è possibile l’impiego di combustibili diversi (metano, gasolio, gas liquido), mentre in quelli autonomi si può usare solo il metano; La potenza termica che è necessario installare per riscaldare un condominio con una unica caldaia centralizzata, è minore della somma delle potenze che occorrono per tanti impianti autonomi. Di conseguenza, il consumo energetico relativo è maggiore negli impianti individuali; La caldaia centralizzata ha una vita più lunga di quella delle caldaie singole; Il rendimento termico di un’unica caldaia centralizzata è migliore rispetto a quello di tante caldaie individuali; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Le spese di manutenzione e quelle per i controlli da parte degli enti pubblici, sono più elevate negli impianti individuali, in quanto negli impianti centralizzati tali spese si ripartiscono tra tutti i condomini; 97 Gli impianti centralizzati sono più sicuri. Infatti nei condomini con impianti autonomi non è sufficiente che il proprio impianto sia in regola e ben tenuto: tutti gli appartamenti sono soggetti ad essere coinvolti in incidenti provocati da altri eventuali impianti non in regola. L’alternativa che coniuga i vantaggi di un impianto centralizzato con i vantaggi di un impianto autonomo sono la contabilizzazione individuale del calore e la termoregolazione autonoma delle temperature. In sostanza, questa tecnologia permette di gestire in modo autonomo il riscaldamento del proprio appartamento, senza che ciascuno abbia dentro casa una caldaia. Il generatore di calore rimane sempre unica per tutto il condominio, ma ogni proprietario/occupante ha la possibilità, attraverso particolari dispositivi, di spegnere, ridurre o aumentare (entro il limite di legge di 20 gradi in media, più due di tolleranza) la temperatura del proprio appartamento, ufficio o negozio. Grazie a contatori individuali, ciascuno paga solo il calore che ha effettivamente consumato. Si tratta di installare un sistema di apparecchiature che misurano (contabilizzano) la quantità di calore effettivamente consumata in ogni appartamento e consentono di regolare le temperature della parte di impianto che al servizio di ogni alloggio. Il tipo di apparecchiature da installare dipendono molto dal sistema di distribuzione dell’impianto e dal grado di automatismo della gestione che si vuole realizzare. I vantaggi della contabilizzazione del calore, dal punto di vista energetico, sono notevoli; proprio per questo motivo per i nuovi edifici il Regolamento Edilizio Comunale (REC) del Comune di Baronissi, ART. 164-comma 3 bis, è previsto “per gli edifici nuovi con numero maggiore o uguale a quattro unità abitative, o per volumi maggiori di 1000 mc, è obbligatorio l’impiego di impianti di riscaldamento centralizzati ad alto rendimento che prevedano un sistema di gestione e contabilizzazione individuale dei consumi”. La termoregolazione ha il compito di mantenere costante la temperatura degli ambienti riscaldati al variare delle condizioni climatiche esterne ed interne. Vi sono varie tecnologie che assolvono tale compito. Un sistema di termoregolazione efficace ed economico è quello dell’installazione delle valvole termostatiche sui radiatori al posto delle normali valvole manuali. Esse regolano automaticamente l’afflusso di acqua calda in modo da mantenere la temperatura prescelta costante ed omogenea in ogni vano sfruttando favorevolmente gli apporti gratuiti di energia. Le valvole termostatiche installate sui radiatori degli impianti centralizzati hanno anche una buona influenza sull’equilibrio termico delle diverse zone dell’edificio, infatti, quando i piani più caldi raggiungono i 20°C le valvole si chiudono consentendo un maggiore afflusso di acqua calda ai piani più freddi. Il risparmio di energia (ed economico) indotto dall’uso dalle valvole termostatiche può arrivare fino al 20%. Con il sistema precedentemente descritto non è possibile modificare durante la giornata o la settimana le temperature i modo automatico. Vi sono tuttavia dei sistemi di termoregolazione che permettono di variare la temperatura impostata in funzione di un impostato diagramma temporale sia giornaliero che settimanale. Infine si arriva a sistemi di termoregolazione perfettamente integrati in sistemi domotici in cui oltre a parametrizzare la temperature dei locali a fasce orarie si può diversificare la temperatura degli ambienti in funzione della presenza o meno delle persone come sarà meglio descritto nel paragrafo successivo. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Si stima che l’adozione di sistemi di contabilizzazione e di termoregolazione: il risparmio energetico, anche in considerazione della maggiore attenzione dei fruitori, è almeno del 20%. Le ditte che installano i sistemi di contabilizzazione offrono anche il servizio d’assistenza e di lettura con la ripartizione delle spese individuali. 98 Ad integrazione dei sistemi di termoregolazione visti vi è anche quella detta climatica che prevede la gestione del calore emesso dalla centrale termica non solo in funzione della temperatura dei locali interni e quindi dalla quantità di calore richiesta dagli ambienti, ma anche in funzione della temperatura esterna. In questo modo con l’ausilio di una sonda di temperatura esterna si calibra la temperatura del fluido termodinamico utilizzato per la climatizzazione in modo da prevenire innalzamenti della temperatura al di sopra di quella ideale senza ottenerne alcun beneficio in termini di benessere percepito. 6.2.9 Sistemi domotici nel settore residenziale e nel settore produttivo Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Ritornando alla direttiva 210/31/CE sulla prestazione energetica degli edifici l’articolo 8 comma 1 recita: “Al fine di ottimizzare il consumo energetico dei sistemi tecnici per l’edilizia, gli Stati membri stabiliscono requisiti di impianto relativi al rendimento energetico globale, alla corretta installazione e alle dimensioni, alla regolazione e al controllo adeguati degli impianti tecnici per l’edilizia installati negli edifici esistenti. Gli Stati membri possono altresì applicare tali requisiti agli edifici di nuova costruzione. Tali requisiti sono stabiliti per il caso di nuova installazione, sostituzione o miglioramento di sistemi tecnici per l’edilizia e si applicano per quanto tecnicamente, economicamente e funzionalmente fattibile. Detti requisiti riguardano almeno quanto segue: a) impianti di riscaldamento; b) impianti di produzione di acqua calda; c) impianti di condizionamento d’aria; d) grandi impianti di ventilazione o una combinazione di tali impianti. 99 Inoltre il comma 2 dello stesso articolo recita:” Gli Stati membri promuovono l’introduzione di sistemi di misurazione intelligenti quando un edificio è in fase di costruzione o è oggetto di una ristrutturazione importante, provvedendo a che tale promozione sia in linea con l’allegato I, punto 2, della direttiva 2009/72/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 13 luglio 2009, relativa a norme comuni per il mercato interno dell’energia elettrica [16]. Gli Stati membri possono inoltre promuovere l’installazione di sistemi di controllo attivo come i sistemi di automazione, controllo e monitoraggio finalizzati al risparmio energetico. L’introduzione diretta, nel testo della direttiva, del riferimento ai sistemi di automazione, apre la possibilità ad azioni più incisive da attuare in ambito nazionale, soprattutto nei conseguenti provvedimenti di recepimento facendo entrare a pieno titolo la domotica tra le tecnologie finalizzate all’utilizzo razionale dell’energia. Da quanto detto si capisce l’importanza della Norma Europea CEN EN15232 “Prestazione energetica degli edifici – Incidenza dell'automazione, della regolazione e della gestione tecnica degli edifici”. Essa è stata emanata nell’ottobre 2007 e definisce gli effetti dei sistemi di controllo ed automazione sull’efficienza energetica degli edifici. Tale norma è recepita definitivamente in Italia mediante la Guida Tecnica CEI 205-18 del febbraio 2011. Le definizioni utilizzate sono: - HBES: Home and Building Electronic System; in italiano “Sistema elettronico per la casa e l’edificio”. È un sistema elettrico/elettronico che ha come obiettivo quello di controllare e comandare, in maniera automatizzata o no, un insieme integrato di funzioni in edifici ad uso residenziale, civile, terziario o industriale. (Norma CEI 205) - BAC: Building Automation and Control: Descrizione di prodotti, software e servizi energetici per il controllo automatico, monitoraggio e ottimizzazione degli interventi manuali e gestionali per avere una serie di dispositivi al servizio dell’edificio che ne garantisca l’efficienza energetica l’economia e la sicurezza; - BACS: BAC & System: comprende tutti i prodotti di cui sopra per il controllo automatico incluso gli interlook tra i diversi sistemi impiantistici; - TBM & TBS (Technical Building Management & Technical Building System): il processo e il servizio delle operazioni di gestione dell’edificio incluso tutti i dispositivi tecnici in relazione con altre discipline (progettazione e gestione economica, project management e project financing). Riscaldamento; Raffrescamento; Ventilazione; Illuminazione; Produzione di acqua calda; Controllo schermature solari (tapparelle e luce ambiente); Centralizzazione e controllo integrato delle diverse applicazioni; Diagnostica; Rilevamento consumi / miglioramento dei parametri di automazione. La norma sottolinea il seguente principio fondamentale: “è indispensabile che tutti gli impianti elettrici e tecnologici, sia nuovi sia già esistenti, siano dotati di opportuni dispositivi o sistemi di controllo, regolazione e automazione.” Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Tale guida descrive i metodi per valutare l’influenza dell’automazione e della gestione degli edifici sul consumo energetico. Pone in evidenza come l’inserimento negli edifici (residenziale e terziario) di Sistemi di Controllo ed Automazione comporta una riduzione dei consumi energetici in generale e principalmente dei più importanti: 100 Si considerano i sistemi di automazione come addetti alla funzione di massimizzare l’efficienza energetica degli impianti dell’edificio in relazione alle condizioni ambientali esterne e ai differenti e variabili scenari di utilizzo e occupazione dei singoli ambienti dell’edificio stesso, fornendo nel contempo i massimi livelli di comfort, sicurezza e qualità. Inoltre si parte dal principio che l’impiego esteso dei sistemi di automazione, educa parallelamente ad apprezzare ed apprendere i criteri di risparmio energetico e di rispetto dell’ambiente, correggendo le cattive abitudini dell’utente. Vediamo nello specifico le varie funzioni che la domotica può controllare: TERMOREGOLAZIONE A ZONE Tale soluzione ci permette di scegliere la temperatura di set point di ogni singola stanza a seconda della sua funzione e del momento della giornata in cui la si utilizza e dell’eventuale apertura di finestre. È possibile inoltre selezionare gli ambienti che non essendo utilizzati non si vuole riscaldare. Il sistema è costituito da una centrale di controllo. Il controllo di elettrovalvole, pompe di circolazione e altri componenti idraulici è effettuato da appositi dispositivi attuatori gestiti direttamente dalla centrale. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Per la sua funzionalità questo sistema trova ideale applicazione in ville, villette a schiera e piccolo terziario ove il controllo differenziato per zone della temperatura consente un risparmio di circa il 30% di energia in meno rispetto ad un impianto tradizionale, controllato da un solo cronotermostato. 101 I dispositivi dell’impianto Termoregolazione sono cablati con un semplice doppino BUS per la trasmissione delle informazioni. L’impianto di termoregolazione può gestire sistemi di riscaldamento a termosifoni, riscaldamento a pavimento, a pannelli radianti e sistemi di riscaldamento/raffrescamento a fan-coil per uffici, studi medici etc. È possibile gestire anche sistemi misti (es.: pannelli radianti con fan-coil). In un impianto che prevede questo tipo di termoregolazione vi sono elettrovalvole per ogni singolo ambiente, pertanto ogni zona deve essere idraulicamente indipendente dalle altre. Le elettrovalvole utilizzate dipendono dal tipo di scambiatore di calore utilizzato e possono essere di tipo ON/OFF o di tipo proporzionale. In particolare negli impianti con fan-coil l’elettrovalvola può essere installata all’interno del fan-coil stesso. In impianti a 2 tubi l’elettrovalvola è una sola per entrambe le funzioni di riscaldamento e raffrescamento. In impianti a 4 tubi le elettrovalvole sono 2 e distinte per le singole funzioni di riscaldamento e raffrescamento. In ogni caso il controllo mediante domotica permette di localizzare le elettrovalvole di regolazione dove rimane più comodo ed economico. GESTIONE E AUTOMAZIONE LUCI Il controllo dell’impianto di illuminazione può essere utilizzato per attivare o disattivare le luci quando è necessario, evitando sprechi di energia. Ovviamente tutte le scelte progettuali, tecniche e di regolazione devono fare i conti con i minimi di qualità, comfort ed illuminamento imposti anzitutto dalla norma UNI 12464. Per questo scopo sono molto diffusi i sistemi che permettono la regolazione dell'accensione, dello spegnimento e dell'intensità delle luci (dimmer). Le possibili applicazioni di un impianto di controllo e regolazione dell’illuminazione sono: accensione/spegnimento; dimmerizzazione; controllo costante della luminosità con fotosensori; gestione automatica con sensori di movimento; scenari luminosi. La dimmerazione è uno degli obiettivi principali del controllo intelligente, perché dimmerare influisce sul risparmio energetico, e prolunga la vita media di una lampada quasi pari al raddoppio, sfruttando livelli di accensione inferiori al 100% e utilizzando in modo più omogeneo tutte le sorgenti luminose. È inoltre possibile in alcuni sistemi monitorare le ore di vita delle lampade, programmando gli interventi di manutenzione ordinaria. I sensori di movimento accendono automaticamente le luci quando necessario, ovvero quando viene rilevato un movimento e le disattivano dopo un tempo regolabile. Essi sono molto utili per la sicurezza esterna e per l’illuminazione ambientale dei percorsi esterni. I sensori di occupazione rilevano la presenza in una determinata zona della casa. Essi forniscono risparmio energetico accendendo automaticamente le luci quando qualcuno entra in una stanza e spegnendole subito dopo che l’ultimo occupante lascia la zona. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il carico è gestito in modo automatico o manuale in accensione, spegnimento e regolazione al livello di illuminamento desiderato. 102 I fotosensori sono necessari per evitare automaticamente che le luci esterne funzionino durante le ore diurne. Ciò permette di non ricordarsi ogni volta di spegnere queste luci e di risparmiare energia di conseguenza. Tali fotosensori possono essere utilizzati anche negli ambienti interni per comandare nelle ore diurne l’apertura o chiusura delle tapparelle e tendaggi in modo tale da incrementare la quantità di luce naturale presente nell’ambiente considerato. Siamo così in grado di ottenere l’integrazione tra il controllo illuminazione e l’automazione tapparelle. I timer possono essere utilizzati per accendere o spegnere le luci esterne ed interne in momenti specifici; utilizzando una centralina domotica detti timer vengono integrati mediante programmazione della centralina stessa. Infine, sfruttando lo stesso rilevatore di presenza del sistema antifurto, è possibile rilevare la presenza di persone nell'ambiente e implementare un sistema di controllo dell'illuminazione in funzione della presenza. Se l'ambiente non è occupato, l'illuminazione si spegne automaticamente nel caso in cui qualcuno abbia dimenticato di spegnerla manualmente. CONTROLLO SERRANDE, AVVOLGIBILI, FINESTRE E VENEZIANE Serrande avvolgibili controllate da sensori, finestre e veneziane con controllo lamelle dipendente dalla posizione del sole garantiscono condizioni di illuminazione ottimali e contribuiscono a migliorare la climatizzazione degli ambienti. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La componentistica minima indispensabile per la realizzazione della motorizzazione è una attuatore per serrande, considerata già installata la motorizzazione del sistema. 103 Come appena accennato, il sistema permette di movimentare le serrande o i brise soleil28 in funzione di: orari prestabiliti; giorno dell’anno mediante una speciale funzione legata anche alla posizione geografica in cui si trova l’edificio; livello di insolazione interno ed esterno, tramite informazioni da fotosensori; temperatura interna ed esterna. 28 Brise soleil un elemento d'architettura che serve a proteggere dal diretto soleggiamento facciate di edifici o ambienti interni, al fine di evitare la manifestazione di calore eccessivo. INTEGRAZIONE TRA IMPIANTO ILLUMINAZIONE SERRANDE, AVVOLGIBILI, FINESTRE E VENEZIANE CONTROLLO Grazie al controllo degli scudi esterni, per es. le veneziane, è possibile influenzare l’incidenza della luce esterna nell’ambiente. Esiste, quindi, una diretta correlazione fra controllo dell’illuminazione e controllo delle veneziane. Se, ad esempio, un ufficio diventa troppo buio perché una veneziana è chiusa, si accende la luce per compensare la mancanza di luminosità. Di conseguenza, l’illuminazione consuma energia elettrica in un momento in cui c’è effettivamente sufficiente luce diurna a disposizione. Una soluzione più efficiente è il controllo automatico dell’angolo delle lamelle della veneziana in base alla posizione del sole. Le lamelle vengono aperte in misura tale da garantire l’ingresso di una sufficiente quantità di luce diurna, impedendo tuttavia un abbagliamento diretto. Utilizzando speciali lamelle di guida della luce, si migliora l’incidenza del contributo naturale. In combinazione con un controllo costante dell’illuminazione, che garantisce l’utilizzo di una quantità minima di luce per mantenere la luminosità necessaria, è possibile risparmiare una notevole quantità di energia elettrica. Si può implementare un controllo automatico delle veneziane in combinazione con un controllo costante dell’illuminazione in funzione della presenza, ottenendo un potenziale risparmio fino al 40% rispetto ad un comando manuale del sistema di illuminazione. Negli ambienti del terziario si può anche raggiungere il 55% - 75% di risparmio. Gestire l’illuminazione in funzione della presenza di persone e della quantità di luce naturale porta ad avere il massimo comfort visivo per gli utilizzatori e dare un grosso contributo al risparmio energetico. Il flusso luminoso viene controllato e distribuito quando serve, dove serve e nelle quantità opportune. È possibile visualizzare e memorizzare non solo i consumi della propria abitazione (elettricità, acqua e gas), ma anche la produzione di energia e di acqua calda ottenute con eventuali impianti a pannelli fotovoltaici o con il solare termico. Si può scegliere il tipo di consumo da verificare, il tipo di visualizzazione (istantanea o tramite grafici) e il periodo (giorno, mese, anno). Informazioni estremamente utili per utilizzare al meglio i propri impianti e ridurre sprechi e malfunzionamenti. La visualizzazione dei consumi fornisce all’utente i dati istantanei e cumulati sui touch screen di supervisione. In genere, tra le principali variabili di interesse, è possibile visualizzare: Il consumo istantaneo; Il consumo giornaliero; Il consumo mensile; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi MISURA E MEMORIZZAZIONE DEI CONSUMI 104 Il consumo medio giornaliero per ogni mese; Il consumo annuale; I grafici di consumo giornaliero e mensile; Il consumo in diverse unità di misura (m3, kWh, etc.) e l’equivalente in denaro se inserite le tariffe; Il consumo derivante da sistemi di contabilizzazione del calore; La produzione di acqua calda se è presente impianto solare termico. Un impianto di domotica volto al risparmio energetico deve essere continuamente supervisionato, questo per garantire l’adeguatezza della programmazione e delle scelte (anche contrattuali) effettuate. Nel tempo cambiano le condizioni al contorno, rendendo spesso la strategia di ottimizzazione non conveniente. Tale sistema è infatti sconsigliato a chi non ha capacità tecniche di gestione o a chi non sceglie un adeguato contratto di manutenzione. Esso può portare fino ad un risparmio del 15%. GESTIONE E CONTROLLO DEI CARICHI Tale soluzione permette di gestire la massima potenza impiegata e di scollegare automaticamente, in caso di sovraccarico, gli elettrodomestici meno importanti; è più un sistema di qualità che di riduzione del consumo. L’utente può verificare il consumo totale delle singole linee controllate e decidere di modificare la priorità tra le stesse. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi L’utente può però risparmiare temporizzando l’attivazione dei carichi energivori in funzione delle migliori fasce orarie di acquisto dell’energia. 105 Il sistema di Gestione controllo carichi gestisce la massima potenza impiegata scollegando automaticamente, in caso di sovraccarico, gli elettrodomestici meno importanti. Per tale motivo permette di avere contratti con potenza massima impegnata minore e quindi costi ridotti. Esso consente di fissare un tetto massimo ai consumi energetici della casa. E’ possibile fissare il limite in kWh/giorno e decidere, per esempio, di non consumare oltre una certa quantità di energia. Ovviamente, ogni qual volta i consumi elettrici si avvicinano al limite fissato (si ipotizzi che forno, lavatrice, riscaldamento elettrico siano accesi contemporaneamente), la gestione carichi inizierà a disalimentare ciò che è classificato meno importante, ad esempio alcune luci esterne. Configurando gli attuatori/presa del sistema controllo carichi è possibile impostare attraverso i touch screen delle temporizzazioni per attivare i carichi ad orari prestabiliti. E’ quindi possibile l’attivazione di alcuni carichi (elettrodomestici), solo in alcune fasce orarie e ad una determinata tariffazione. Qualora fosse necessario è sempre possibile riattivare immediatamente l'elettrodomestico "staccato" dalla centralina azionando il pulsante a fianco della presa controllata oppure via touch-screen. SERVIZI AGGIUNTIVI NON ENERGIVORI I sistemi di automazione, permettono anche il controllo di sistemi relativi a servizi che esulano dal settore energia. Servizi altrettanto importanti ed utili ma che non pesano nella valutazione di investimento di risparmio energetico: sicurezza, sorveglianza, antintrusione; manutenzione; allarmi acqua, gas, incendio; richieste soccorso anziani-disabili; utilità di comando e controllo per portatori di handicap; audio, video, telefonia, rete dati; comodità come sistemi di irrigazione, comando serrande, etc.; aumento della sicurezza elettrica grazie alla migliore possibilità di riconoscere assorbimenti anomali o comunque diversi dal normale. CLASSIFICAZIONE DEGLI IMPIANTI TECNICI PER IL RISPARMIO ENERGETICO SECONDO LA NORMA EN 15232. La norma EN 15232 fa riferimento e completa tutta una serie di norme che appartengono alle serie EN 15000 ed EN 12000, che per ogni settore di applicazione definiscono dei metodi di calcolo per la determinazione del risparmio energetico ottenibile. Si riportano di seguito le quattro classi di efficienza energetica definite dalla norma, valide sia nel settore residenziale che terziario: Classe D “NON ENERGY EFFICIENT” (NON ENERGETICAMENTE EFFICIENTE): comprende gli impianti tecnici tradizionali e privi di automazione, non efficienti dal punto di vista energetico; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi In alcuni casi tali servizi si integrano tra loro. Per esempio il sensore che determina l’intrusione in una stanza tramite un contatto presente nell’imposta permette di creare una funzione particolarmente utile per il risparmio energetico. Con esso aprendo porte o finestre è possibile spegnere il riscaldamento o il condizionamento della zona di termoregolazione che corrisponde all’ambiente in cui si sono aperti i serramenti. 106 Classe C “STANDARD” (RIFERIMENTO): corrisponde agli impianti automatizzati con apparecchi di controllo tradizionali o con sistemi BUS (BACS/HBES). È considerata la classe di riferimento perché corrisponde ai requisiti minimi richiesti dalla direttiva EPBD. Infatti questa classe, rispetto alla Classe D, consente di ottenere un notevole incremento dell’efficienza energetica utilizzando un sistema di automazione tradizionale o un sistema bus ad un livello prestazionale e funzionale minimo rispetto alle sue reali potenzialità. Classe B “ADVANCED” (AVANZATO): comprende gli impianti controllati con un sistema di automazione bus (BACS/HBES) ma dotati anche di una gestione centralizzata e coordinata delle funzioni e dei singoli impianti (TBM). Classe A “HIGH ENERGY PERFORMANCE” (ALTA PRESTAZIONE ENERGETICA): come la classe B ma con livelli di precisione e completezza del controllo automatico tali da garantire elevate prestazioni energetiche all’impianto. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Anche in questa norma si riprende lo stile delle etichette energetiche degli elettrodomestici e delle abitazioni per identificare in modo semplice e veloce la classe raggiunta dagli impianti tecnici. 107 F IGURA 6.1: R APPRESENTAZIONE GRAFICA DELLE CLASSI DI AUTOMAZIONE , CONTROLLI E SUPERVISIONI COME DA N ORMA EN 15232. Per l’individuazione di una classe energetica di un edificio si sono definite delle funzioni Per ogni funzione sono indicati diversi livelli prestazionali, identificati con un numero che va da 0 a valori maggiori secondo prestazioni energetiche crescenti. Un sistema di automazione è di Classe D, C, B o A se tutte le funzioni che implementa sono rispettivamente almeno di Classe D, C, B o A. La norma EN15232 elenca le funzioni in una tabella, essa distingue tra “Edifici Non-Residenziali” ed “Edifici Residenziali”, e identifica per ogni classe quali sono i livelli minimi prestazionali che devono essere garantiti relativamente ad ogni funzione di automazione. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi T ABELLA 6.2: L ISTA DELLE FUNZIONI : CONTROLLO RISCALDAMENTO . 108 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 109 T ABELLA 6.3 ILLUMINAZIONE . L ISTA DELLE FUNZIONI : CONTROLLO VENTILAZIONE , CONDIZIONAMENTO E T ABELLA 6.4: L ISTA DELLE FUNZIONI : CONTROLLO SCHERMATURE SOLARI , SISTEMI DOMOTICI E IMPIANTI TECNICI . La norma indica due metodi di calcolo dell’efficienza energetica di un sistema di automazione negli edifici: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi calcolo dettagliato: è una procedura di calcolo analitica utilizzabile quando il sistema è completamente noto; calcolo basato su fattori di efficienza “BAC factors”: è una procedura di calcolo su base statistica che consente di effettuare una valutazione di massima. 110 7 IL RISPARMIO ENERGETICO DA FONTI RINNOVABILI. POTENZIALITÀ DELLE FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI NEL COMUNE DI BARONISSI 7.1 Generalità Ricordiamo che il PEC è tra le altre cose “un documento finalizzato alla individuazione ed alla programmazione di interventi tesi all’uso di fonti rinnovabili, con conseguenti ripercussioni positive sulla tutela dell’ambiente”. Nel decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28 “Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell'uso dell'energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE” vengono definiti “ gli strumenti, i meccanismi, gli incentivi e il quadro istituzionale, finanziario e giuridico, necessari per il raggiungimento degli obiettivi fino al 2020 in materia di quota complessiva di energia da fonti rinnovabili sul consumo finale lordo di energia e di quota di energia da fonti rinnovabili nei trasporti”. Infine Sulla Gazzetta Ufficiale del 2 aprile 2012 è stato pubblicato il decreto “Burden Sharing”, in attuazione a quanto previsto dall’articolo 37 del citato Decreto Rinnovabili (D. Lgs. 28/2011), che fissa gli obiettivi per ciascuna Regione relativamente alla produzione di energia da fonti rinnovabili. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il provvedimento definisce 111 le modalità di determinazione e conseguimento degli obiettivi delle Regioni e delle Province autonome; le modalità di monitoraggio e verifica del raggiungimento degli obiettivi; le modalità di gestione dei casi di mancato raggiungimento degli obiettivi. Entro tre mesi dall’entrata in vigore del decreto verrà istituito un osservatorio per monitorare il raggiungimento degli obiettivi da parte delle diverse Regioni. Analizzeremo nel prosieguo del capitolo le potenzialità legate alle fonti di energia rinnovabili nel comune di Baronissi. In particolare, vengono esaminate la fonte solare, con particolare riferimento al fotovoltaico e l’energia eolica. 7.2 Energia Solare Fotovoltaica A fine 2011 in Italia la situazione del fotovoltaico era la seguente: numero di impianti in esercizio: 330.000; potenza installata: 12.780 MW; energia prodotta: 11 TWh. In Campania si è avuto, anche in relazione al 2010, un trend più che positivo come evidenziato in tabella 7.1. Anno 2010 Anno 2011 % 10/11 n° % MW % n° % MW % 4.006 2,6 84,4 2,4 10.071 3,1 376,0 2,9 151 345 Avellino 564 0,36 7,5 0,22 1.642 0,50 31,5 0,25 191 318 Benevento 420 0,27 6,7 0,19 1.101 0,33 30,1 0,24 162 346 Caserta 896 0,57 19,9 0,57 2.341 0,71 134,6 1,05 161 576 Napoli 882 0,57 32,1 0,92 2.286 0,69 81,3 0,64 159 153 1.244 0,80 18,2 0,52 2.701 0,82 98,6 0,77 117 443 Campania Salerno Numerosità Potenza T ABELLA 7.1: N UMEROSITÀ E POTENZA PER P ROVINCIA DEGLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI A FINE 2011 29. Per la determinazione del potenziale teorico fotovoltaico si è provveduto alla determinazione della superficie lorda considerando come dati di base quelli rilevati dal sito della Provincia di Salerno. Abbiamo: Popolazione [abitanti] Residente Superficie [km2] 16850 17.85 Densità [abitanti/km2] 944 T ABELLA 7.2: D ATI P OPOLAZIONE 30 29 30 Rapporto Statistico 2011 Solare Fotovoltaico del GSE (Gestore dei Servizi Energetici). Dati Provincia di Salerno. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 7.2.1 Potenziale teorico Comune di Baronissi 112 Da dati ISTAT31 la superficie lorda occupata da persone residenti è pari a circa il 10% della superfice totale del Comune di Baronissi. In questo modo, in realtà, si considerano le superfici chiuse, che comprendono non solo gli edifici ma anche altre costruzioni non idonee all’installazione di impianti ad energia solare. In letteratura non è possibile individuare un dato univoco per quanto concerne la percentuale di superficie effettivamente utilizzabile per le installazioni a partire da quella lorda. Nel PEC del Comune di Bologna si è impiegato un coefficiente pari al 25% che riteniamo congruo per questo stato di analisi. Per cui abbiamo che la superficie utile per l’installazione dei moduli fotovoltaici è pari a: 0.45 km2. Orbene supponendo che circa 10 m2 di superficie di moduli in silicio policristallino consentono di ottenere un impianto di 1.4 kWp abbiamo che il potenziale teorico di potenza fotovoltaica installabile è pari a 62.5 MWp. Per la determinazione dei valori di irradiazione solare, ovvero per il calcolo della producibilità dell’impianto, ci si è avvalsi degli strumenti messi a disposizione dalla comunità europea ed in particolare dal sito SOLAREC (Sistema informazioni geografiche per il fotovoltaico)32. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Di seguito riportiamo la simulazione per la determinazione dell’energia prodotta da un ipotetico impianto di 1.4 kWp (superfice captante di 10 m2) nel comune di Baronissi con elevazione del 20° e azimut di 0°. 113 31 Allegato statistico ISTAT Audizione del Presidente dell’Istituto nazionale di statistica, Enrico Giovannini - Commissione XIII “Territorio, Ambiente e Beni ambientali” del Senato della Repubblica - Roma, 18 Gennaio 2012. 32 HTTP :// RE . JRC . EC . EUROPA . EU /. Luogo: BARONISSI 40°44'55" Nord, 14°46'18" Est, Quota: 192 m.s.l.m., Database di radiazione solare usato: PVGIS-classic Potenza nominale del sistema FV: 1.4 kW (silicio cristallino) Stime di perdite causata dalla temperatura: 15.5% (usando temperatura esterna locale) Stima di perdite causate da effetti di riflessione: 2.8% Perdite di sistema: 14.0%33 Perdite totali del sistema FV: 29.3% Mese Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Ed 2.47 3.07 4.29 5.44 5.86 6.23 6.27 5.94 5.14 4.21 2.9 2.28 Em 76.5 86.1 133 163 182 187 194 184 154 130 87.1 70.8 Hd 2.31 2.92 4.23 5.44 6.04 6.59 6.63 6.33 5.3 4.21 2.8 2.16 Hm 71.6 81.9 131 163 187 198 206 196 159 131 83.9 67 Media annuale 4.52 137 4.59 140 Totale per l'anno 1650 S ISTEMA FISSO : INCLINAZIONE =20°, ORIENTAMENTO =0° Ed: Produzione elettrica media giornaliera dal sistema indicata (kWh) Em: Produzione elettrica media mensile dal sistema indicata (kWh) Hd: Media dell'irraggiamento giornaliero al metro quadro ricevuto dai panelli del sistema (kWh/m2) Hm: Media dell'irraggiamento al metro quadro ricevuto dai panelli del sistema (kWh/m2) 33 Le perdite di sistema stimate sono tutte le perdite di energia nel sistema FV che riducono l'energia che effettivamente sarà mandata nella rete elettrica, rispetto a quella prodotta dai panelli FV. Ci sono vari tipi di perdite come per esempio perdite nei cavi (resistenza elettrica), perdite nell' inverter, polvere o neve sui moduli, ecc. ecc.. Abbiamo suggerito un valore totale di 14%, per esempio con un' inverter ad alta efficienza, si può ridurre un po' questo valore. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 1670 114 115 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi PVGIS © Comunità europee, 2001-2010 Poiché occorre considerare la teorica distribuzione delle esposizioni, ovvero il contributo dei differenti orientamenti rispetto alla ideale posizione Sud, si considerano equiprobabili i casi in cui la superficie netta utile (per copertura a falde inclinate) abbia le seguenti caratteristiche in termini di elevazione e azimut: - Elev. +20°, Azimut 0° - Elev. +20°, Azimut ± 20° - Elev. +20°, Azimut ± 40° Esposizione Superficie utile netta [m2] Elev.=20° Azi. = 0° 148750 20.825 24543.75 Elev.=20° Azi. = +-20° 148750 20.825 23800 Elev.=20° Azi. = +-40° 148750 20.825 23205 TOTALE 446250 62.475 71548.75 Potenza Energia annua installabile [MWp] producibile [MWh/a] T ABELLA 7.3: C ALCOLO DELL ’ ENERGIA PRODUCIBILE DA IMPIANTI FOTOVOLTAICI IN RELAZIONE ALLA SUPERFICIE UTILE NETTA E ALL ’ ESPOSIZIONE NEL COMUNE DI B ARONISSI . Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Con queste ipotesi abbiano: 116 Con le ipotesi fatte un impianto di potenza di 1 kWp sarebbe in grado di produrre in rete circa 1145 kWh in un anno di energia elettrica. Sul fronte del risparmio nell’emissione di gas serra (in particolare CO2) ciò significherebbe che installando tutta la potenza teorica si contribuirebbe ad evitare circa 31000 tonnellate di CO2 ogni anno per una vita utile degli impianti stimata di 25 anni. 7.2.2 Impianti fotovoltaici a servizio delle scuole nel Comune di Baronissi A fine Maggio 2012 sono entrati in funzione su alcune scuole elementari del Comune di Baronissi i seguenti impianti fotovoltaici: Scuola Santa Maria delle Grazie – SAVA Scuola C. Collodi - ANTESSANO 19.85 kWp; 4.06 kWp; Scuola G. Falcone - SARAGNANO Scuola Cosimato BARONISSI CENTRO 4,06 kWp; 14,00 kWp. Per una potenza totale installata di circa 42 kWp. Ciò significa una produzione di energia elettrica pari a circa 53000 kWh. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 7.3 Energia Eolica 117 L’energia del vento o eolica è utilizzata dall’uomo da tempo immemorabile per navigare e per produrre energia meccanica. Solo più recentemente la tecnologia, anche se non molto sofisticata, ha permesso di produrre anche energia elettrica. L’impianto necessario è un semplice “mulino a vento” opportunamente collegato a un generatore e una batteria o a un qualsiasi altro elemento in grado di utilizzare la corrente prodotta. Le prospettive dell’energia eolica sono assai positive: la potenza installata è in rapida crescita, con una prevedibile diminuzione dei costi. Si stima addirittura che grazie al vento sarebbe possibile soddisfare totalmente le attuali richieste mondiali di energia, se non fosse per l’intermittenza della potenza erogata e per la necessità conseguente di avere altre sorgenti disponibili in modo più continuativo. Occorre sottolineare che accanto ai ben noti vantaggi, l’eolico è afflitto da due inconvenienti di rilievo: il primo è la generazione di energia non costante, dovuta al fatto che il vento ha un’intensità variabile e poco prevedibile, il secondo è la difficoltà d’immagazzinamento dell’energia elettrica prodotta34. Una soluzione alternativa consiste nella dislocazione di una rete di turbine eoliche su vasta scala, in modo tale da suddividere 34 Questa problematica è attualmente superata producendo energia con le centrali a gas o altro combustibile fossile. il rischio di rimanere senza vento e quindi senza erogazione di potenza, comprendendo eventualmente anche centrali solari, considerando anche come, statisticamente, la presenza di sole è legata all’assenza di vento e viceversa. L’installazione di questo tipo di impianti, in ogni caso, può essere guidata da ben dettagliate “mappe del vento” che consentono di individuare facilmente le zone più ventose come vedremo nello specifico caso del Comune di Baronissi. Probabilmente il problema maggiore delle centrali eoliche non è di tipo tecnico ma il fatto che alterano il paesaggio soprattutto dal punto di vista visivo. Si tratta, dal nostro punto di vista, di trovare un compromesso tra la necessità di una maggiore produzione di energia da fonti rinnovabili da una parte e le legittime considerazioni sull’impatto sull’ambiente e sul paesaggio dall’altra. Ma si tratta anche e soprattutto di ricondurre i problemi alle loro reali dimensioni, scegliendo, come spesso si fa, il male minore. Dopotutto, siamo disposti ad accettare di buon grado molte infrastrutture – autostrade, linee elettriche e quant’altro – che ci sono utili, anche se rendono il paesaggio assai differente da quello che si poteva godere nel nostro Paese appena un secolo fa. Inoltre è da ricordare che le centrali eoliche e quelle solari, per quanto invadenti, hanno il vantaggio di poter essere smantellate facilmente e senza la necessità di una bonifica del territorio circostante, qualora dovesse essere disponibile un’alternativa migliore. Inoltre le recenti realizzazioni hanno un livello di rumorosità poco più elevato di 40 db, eliminando così uno dei principali deterrenti del passato all’istallazione di pale eoliche. 7.3.1 Potenziale teorico Comune di Baronissi La specifica conformazione del terreno e degli insediamenti urbani è importante, oltre che per verificare la presenza dello spazio fisico necessario alle istallazioni, perché più un terreno è rugoso (cioè presenta variazioni brusche di pendenza, boschi, edifici e montagne) maggiori saranno gli ostacoli che il vento incontrerà e che ne ridurranno velocità. Realizzare un'analisi puntuale è attività complessa e laboriosa, essendo necessarie campagne anemometriche condotte per lunghi periodi (da 1 a 3 anni) finalizzate alla stima 35 Impianti a fonti rinnovabili in Italia: Prima stima 2011. Edizione 06/03/2012. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Paesi come la Germania arrivano a produrre circa 40 TWh di energia eolica. In Italia, secondo l’ultimo rapporto del GSE35, abbiamo nel 2011 una potenza lorda installata di 6860 kWh tale da avere una produzione lorda annua pari a circa 10 TWh. 118 delle distribuzioni di velocità del vento annuali, delle variazioni mensili e annuali, della velocità media e del profilo verticale della velocità del vento. Utilizzeremo come fonte di riferimento di dati idonei alla conduzione dello studio la pubblicazione “L'atlante eolico" del territorio nazionale redatta dalla società CESI SpA nell’ambito delle attività di Ricerca riguardante il Sistema Elettrico Nazionale. L'elaborazione dei dati che ha portato all'Atlante si è basata sull’impiego di un modello matematico (WINDS) in grado di ricavare flussi di vento in un dominio tridimensionale, e quindi mappe di vento in funzione dell’altezza dal suolo, a partire da dati di vento in alta quota (vento geostrofico) e tenendo altresì conto dell’orografia e delle caratteristiche del terreno sottostante. In particolare, sono stati utilizzati dati di vento a 5000 m sul livello del mare acquisiti dallo European Centre for Medium Range Weather Forecast (ECMWF) di Reading, Gran Bretagna, e dati relativi all’orografia e copertura del terreno raccolti dallo United States Geological Survey (USGS). Prima di procedere ad un esame dei risultati emersi dall’operazione di estrazione dall’Atlante Eolico dei dati pertinenti, si forniscono nel seguito indicazioni in merito alla presentazione degli stessi nelle tavole seguenti. Le tavole seguenti sono rappresentate da: a) Mappa della velocità media annua alla quota rispetto al terreno di 25 e 50 m ; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi b) Mappa della producibilità specifica (MWh/MW o ore equivalenti di funzionamento a potenza nominale) relativa alla quota rispetto al terreno di 25 e 50 m ottenuta in base della corrispondente mappa di velocità del vento, alla miglior stima dei parametri che ne descrivono la distribuzione e a prestazioni medie (curva di potenza) di modelli commerciali di aerogeneratori di taglia compresa tra 600 e 1500 kW. 119 Con riferimento alle mappe di velocità del vento e producibilità specifica riportate nel seguito, è da osservare che ciascuna di esse è corredata di una scala cromatica che ne costituisce la chiave di lettura. La scala cromatica consente di attribuire ad ogni sotto– area/zona del territorio l’appropriato intervallo di valori di velocità media annua / producibilità specifica (ad es., con riferimento ad una delle mappe della velocità del vento allegate, le zone/aree di colore VERDE sono quelle caratterizzate da valori di velocità media annua del vento compresa nell’intervallo di estremi 4 – 5 m/s, quelle di colore giallo nell’intervallo 5-6 m/s e così via; in via del tutto analoga si procede anche ai fini dell’interpretazione delle mappe di producibilità specifica). In pratica, i valori riportati ad inizio e fine di ogni casella colorata della scala cromatica rappresentano gli estremi dell’intervallo di valori in cui è compreso il valore di velocità del vento/producibilità specifica. da 3 a 4 m/s da 4 a 5 m/s F IGURA 7.1: V ELOCITÀ MEDIA ANNUA A 25 M SUL LIVELLO DEL TERRENO . da 4 a 5 m/s F IGURA 7.2: V ELOCITÀ MEDIA ANNUA A 50 M SUL LIVELLO DEL TERRENO . Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi da 5 a 6 m/s 120 da 500 a 1000 MWh/MW da 1000 a 1500 MWh/MW F IGURA 7.3: P RODUCIBILITÀ SPECIFICA A 25 M SUL LIVELLO DEL TERRENO . da 1000 a 1500 MWh/MW Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi da 1500 a 2000 MWh/MW 121 F IGURA 7.4: P RODUCIBILITÀ SPECIFICA A 50 M SUL LIVELLO DEL TERRENO . Considerando che il valore di producibilità specifica pari a 2000 MWh/MW rappresenta in generale il valore oltre il quale un’iniziativa eolica finalizzata alla realizzazione di un impianto di produzione, comincia ad essere interessante in assenza di contributi in conto capitale a fondo perduto si evince che per comune di Baronissi la producibilità (in accordo con i dati di vento) risulta nella fascia di non economicità di una iniziativa di settore. 7.3.2 Il mini eolico come opportunità per il comune di Baronissi Non esiste una definizione “ufficiale” di impianto minieolico, ma esistono delle definizioni “di fatto” di soglie di potenza. Per esempio, la legge finanziaria 2008 (Legge 24 Dicembre 2007, n. 244 ) introduce il criterio d’incentivi alla generazione eolica in base alla potenza dell’impianto. Per potenza superiore ai 200 kW non possono beneficiare del meccanismo d’incentivazione della tariffa omnicomprensiva e di conseguenza potremmo definire gli impianti di potenza inferiore a detta soglia come “minieolici”. Dall’altro canto, la stessa menzionata legge stabilisce che gli impianti di potenza nominale inferiore a 1 kW non possono essere allacciati alla rete, quindi non possono beneficiare di scambio sul posto. L’ENEL invece stabilisce una soglia massima di 6 kW per semplificazioni impiantistiche come l’uso di inverter monofase e la possibilità di utilizzare degli inverter con le protezioni incorporate, senza trasformatore, per potenze fino a 20 KW. Quindi definisce di fatto la taglia degli impianti microeolici fino ad un massimo di 20 kW con degli scaglioni di 6 kW. Tralasciando la questione dell’iter procedurale se invece analizziamo il tema da un punto di vista della semplicità impiantistica possiamo affermare che entro il limite di 20 kW l’investimento può risultare economicamente conveniente in siti con una velocità media del vento di almeno 5 m/s, cosa che si verifica per il Comune di Baronissi come evidenziato nel paragrafo precedente. Infatti l'impatto sul territorio di questi impianti è, molto contenuto, date le limitate dimensioni delle macchine (rotori con diametri da 3 a 9 m, montati su torri di 10-20 m) e il non necessario bisogno di infrastrutture. Inoltre il costo di tali impianti si aggira intorno ai 2.000÷3.000 € per kW installato Tali riflessioni rendono conveniente l’installazione per officine, laboratori artigiani, hotel, bar, ristoranti, per aziende agricole o agriturismi e perfino per condomini di una certa rilevanza. Di seguito riportiamo alcuni dati tecnici di una turbina eolica di questa taglia36: 36 Fonte ISES Italia. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il D.L. n. 115 del 30 maggio 2008 stabilisce che non sono soggetti nemmeno a DIA gli impianti eolici i cui generatori non superino un’ altezza di 1,5 m e un diametro di 1 m. Tale agevolazione vista nell’ottica dell’allacciamento alla rete è non utilizzabile in quanto aereogeneratori, sia con asse orizzontale che verticale, con tali caratteristiche non raggiungono la potenza nominale di 1 kW necessaria per l’allacciamento alla rete. 122 Caratteristiche di una turbina eolica con potenza di 3 kW a uso domestico Potenza normale 3 kW (con vento di 10 m/s) Numero di pale 3 Materiale delle pale Composito Altezza della torre 10-20 m Diametro del rotore 5 m Velocità del vento di avvio 3 m/s Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Energia producibile 6.000 kWh/anno (in sito con velocità media del vento di 5 m/s) 123 8 REGOLAMENTO EDILIZIO COMUNALE NELL’OTTICA DEL PIANO ENERGETICO COMUNALE 8.1 Regolamento Edilizio Comunale (REC) Baronissi Comune di Il Regolamento Edilizio Comunale (REC) di Baronissi, approvato nell’aprile 2007 e successive revisioni dell’ottobre 2007 e marzo 2011, dedica agli aspetti energetici, ambientali ed in generale di edilizia sostenibile alcuni fondamentali articoli. E’ pertanto evidente la stretta analogia intercorrente tra il REC ed il PEC. Se ne riportano i punti di maggior interesse ai fini della stesura del Piano Energetico Comunale, indicando in corsivo le parti riprese dal Regolamento, e rimandando al documento originale per una disamina più completa. ART. 164- CONTENIMENTO DEL CONSUMO DI ENERGIA NEGLI EDIFICI 3 bis. Per gli edifici nuovi e per gli interventi che prevedono la sostituzione dell’impianto di riscaldamento è obbligatorio l’utilizzo di sistemi di produzione di calore ad alto rendimento. I generatori devono essere dotate delle marcature di rendimento energetico pari a quattro stelle così come definito nell’allegato II del D.P.R. 15/11/1996, n. 660 e certificati conformemente a quanto previsto nel medesimo decreto utilizzando la temperatura media del fluido termovettore non superiore a 60°, in corrispondenza delle condizioni di progetto. Ai fini di ridurre i consumi energetici per gli edifici nuovi con numero maggiore o uguale a quattro unità abitative, o per volumi maggiori di 1000 mc, è obbligatorio l’impiego di impianti di riscaldamento centralizzati ad alto rendimento che prevedano un sistema di gestione e contabilizzazione individuale dei consumi. Il locale termico, dovrà essere predisposto per l’istallazione di una sottostazione di scambio della rete di teleriscaldamento. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 1. I consumi di energia negli edifici pubblici e privati, qualunque ne sia la destinazione d’uso, l’esercizio e la manutenzione degli impianti esistenti sono regolamentati dal capo VI (art. 122 e seguenti) del D.P.R. 6/6/2001 n. 380. 2. Gli edifici pubblici e privati, qualunque ne sia la destinazione d’uso, e gli impianti non di processo al loro servizio devono essere progettati e messi in opera in modo da contenere al massimo i consumi di energia termica ed elettrica in conformità alle conoscenze tecniche e tecnologiche. 3. Gli impianti di riscaldamento al servizio di edifici di nuova costruzione devono essere progettati e realizzati in modo da consentire l’adozione di sistemi termoregolazione e di contabilizzazione del calore per ogni singola unità immobiliare. 124 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 4. Il proprietario dell’edificio (o chi ha titolo a richiedere l’atto che abilita all’esecuzione delle opere o a presentare la D.I.A.), insieme alla denuncia dell’inizio dei lavori, deve depositare in Comune, in doppia copia, il progetto delle opere corredato da una relazione tecnica, sottoscritta dal progettista, che ne attesti la rispondenza alle prescrizioni vigenti in materia relativamente al rendimento energetico nell'edilizia, ovvero sulle prestazioni energetiche dell’edificio e alle prescrizioni in materia di contenimento del consumo energetico degli edifici. 5. Per la certificazione e il collaudo delle opere previste nel presente articolo si applica la legge 5 marzo 1990 n. 46. 6. Il rilascio del certificato di agibilità è subordinato all’acquisizione: della dichiarazione di conformità o del certificato di collaudo degli impianti istallati, ove previsto, nonché della certificazione energetica dell’edificio di cui all’art. 93 del presente regolamento. Per le nuove costruzioni dovrà essere altresì fornita la documentazione e la certificazione di collaudo dell’avvenuta messa in opera e funzionamento dell’impianto fotovoltaico di cui al successivo art. 219. 7. Il Comune procederà al controllo dell’osservanza delle norme della legge, in relazione al progetto delle opere, in corso d’opera, ovvero entro cinque anni dalla data di fine lavori dichiarata dal committente. 8. La verifica può essere effettuata in qualsiasi momento anche su richiesta e a spese del committente, dell’acquirente dell’immobile, del conduttore, ovvero dell’esercente gli impianti. 9. In caso di accertamento di difformità in corso d’opera, il responsabile del servizio ordina la sospensione dei lavori. 10. In caso di accertamento di difformità su opere già terminate, il responsabile del servizio ordina a carico del proprietario le modifiche necessarie per adeguare l’edificio alle caratteristiche prescritte dalla legge ed applica le sanzioni previste dall’art. 132 del D.P.R. 380/01. 125 ART. 219 - DISPOSIZIONI SULL’EDILIZIA SOSTENIBILE 1. Al fine di ricercare, negli interventi edilizi in genere, il miglioramento delle condizioni di salubrità e comfort degli spazi abitativi, nonché la riduzione dell’impatto sull’ambiente delle attività di costruzione e di antropizzazione degli spazi, il Comune incentiva la ricerca di soluzioni alternative all’edilizia tradizionale volte al risparmio energetico, con l’utilizzo di tecnologie non tradizionali, quali l’impiego di pannelli solari o altri dispositivi, sia per gli interventi di nuova costruzione, che quelli di ristrutturazione. 2. L’introduzione nella progettazione e la successiva realizzazione di dispositivi ed impianti che consentano modalità di risparmio energetico ed eco-sostenibile (che dovranno essere gli ambienti ove si svolge la maggior parte della vita abitativa dovranno, per quanto possibile, essere disposti a sud, sud-est e sud-ovest, conformemente al loro fabbisogno di sole; le costruzioni devono conformarsi all’ambiente circostante, creando quanto più possibile un legame con il paesaggio e la tradizione; gli spazi che hanno meno bisogno di riscaldamento ed illuminazione (box, ripostigli, lavanderie ed altri locali accessori, disimpegni, ecc.) saranno disposti lungo il lato nord e serviranno da cuscinetto tra il fronte freddo e gli spazi più utilizzati; le aperture più ampie saranno collocate a sud, sud-ovest, mentre ad est saranno disposte quelle minori e a nord saranno ridotte al minimo indispensabile; le interdistanze tra edifici contigui all’interno dello stesso lotto dovranno garantire nelle peggiori condizioni stagionali il minimo ombreggiamento possibile sulle facciate; per gli ambienti nei quali si svolge la maggior parte della vita abitativa è fatto obbligo nelle nuove costruzioni e negli interventi a partire dalla manutenzione straordinaria degli infissi, utilizzare serramenti con vetrocamera su tutte le esposizioni; le facciate rivolte ad ovest potranno essere schermate con appositi dispositivi per limitare la radiazione termica estiva, garantendo il rispetto dei rapporti aeroilluminanti prescritti dalle norme sanitarie. In particolare le parti trasparenti delle pareti perimetrali esterne poste a Sud, Est ed Ovest devono essere dotate di dispositivi che ne consentono la schermatura e l’oscuramento. Nella Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi adeguatamente certificate) e dunque l’adozione di tecnologie che consentano il raggiungimento di requisiti supplementari rispetto a quanto richiesto dalle normative vigenti in merito al contenimento dei consumi energetici, ecc. potranno comportare incentivazione di tali interventi o altre facilitazioni. 3. Le incentivazioni di cui al comma 2 verranno disciplinate tramite apposito Regolamento attuativo che definirà i requisiti oggettivi di cui un’opera edilizia deve disporre per accedere alle incentivazioni medesime e sarà approvato con apposita delibera del Consiglio Comunale. 4. In ogni caso, le costruzioni dovranno garantire e soddisfare le seguenti prescrizioni minime, fermo restando quanto previsto dalle N.T.A. del P.R.G. o dai Piani Attuativi: gli edifici di nuova costruzione, per ottenere il permesso di costruire, devono prevedere l’istallazione di pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica in modo tale da garantire una produzione energetica non inferiore a 0,2 kW per ciascuna unità abitativa, salvo quanto diversamente disciplinato da norme nazionali in vigore. E’ obbligatorio, altresì, soddisfare almeno il 50% del fabbisogno di acqua calda sanitaria attraverso l’impiego di impianti solari termici; gli edifici di nuova costruzione dovranno garantire la migliore esposizione possibile in relazione all’apporto di energia solare, a tal fine per gli edifici nuovi, quando non esistono impedimenti documentabili, si provvede a posizionare l’asse longitudinale principale lungo la direzione Est-Ovest con una tolleranza massima di 45°; 126 scelta dei serramenti si devono prevedere soluzioni efficaci per garantire il mantenimento della qualità dell’aria accettabile all’interno dell’ambiente come: l’adozione di serramenti apribili e con infissi a bassa permeabilità all’aria ma tali da garantire adeguati ricambi d’aria di infiltrazioni per evitare problemi di condensa superficiale; l’adozione di bocchette o di griglie di ventilazione regolabili inserite nel serramento. sia nelle nuove costruzioni che nell’esistente è consentito prevedere la realizzazione di sistemi termoregolatori naturali per la captazione e lo sfruttamento dell’energia solare passiva, che rispettino le seguenti condizioni: siano progettati in modo da integrarsi con l’organismo edilizio; dimostrino, attraverso parametri verificabili, la loro funzione di riduzione dei consumi di combustibile per il riscaldamento invernale; siano realizzati con serramenti di buona resistenza all’invecchiamento ed al degrado estetico e funzionale; i sistemi sopra citati non dovranno alterare i rapporti aero-illuminanti previsti dal presente R.U. e dalle norme in materia, né potranno contribuire per i locali limitrofi al raggiungimento degli stessi; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi i volumi ottenuti attraverso la realizzazione dei sistemi sopraccitati si configureranno quali locali tecnici, senza permanenza di persone; dovranno quindi avere dimensioni minime e funzionali esclusivamente al contenimento del fabbisogno energetico e presentare una sola apertura per assicurarne la manutenzione; il progetto sarà soggetto a permesso di costruire e dovrà garantire il rispetto di tutte le condizioni di cui sopra; 127 allo scopo di ridurre i consumi di combustibile, incentivando la gestione energetica autonoma, per tutte le nuove costruzioni o gli interventi di ristrutturazione residenziale o a partire dalla manutenzione straordinaria per gli interventi sul commerciale e direzionale, dovrà essere assicurata la contabilizzazione individuale del calore utilizzato per il riscaldamento invernale. Nei casi di cui sopra è fatto obbligo di installare opportuni sistemi di regolazione locale (termostati, valvole termostatiche, ecc.) che garantiscano il mantenimento della temperatura entro i livelli prestabiliti dei singoli ambienti riscaldati evitando sprechi – per le caratteristiche degli impianti, anche ai fini del risparmio energetico, si fa riferimento a quanto contenuto nell’ART.. 164; gli edifici devono essere progettati e realizzati in modo da consentire una riduzione del consumo di combustibile per il riscaldamento invernale, intervenendo sull’involucro edilizio, sul rendimento dell’impianto di riscaldamento e favorendo gli apporti energetici gratuiti; per gli interventi a partire dalla manutenzione straordinaria delle pareti perimetrali è obbligatorio il miglioramento delle condizioni preesistenti in materia di trasmittanza termica, così come per gli interventi di manutenzione straordinaria delle coperture. Per gli edifici nuovi, per gli ampliamenti e le ristrutturazioni è obbligatorio intervenire sull’involucro edilizio in modo da rispettare contemporaneamente tutti i valori di trasmittanza U come di seguito riportati; in presenza di coperture a falda a diretto contatto con ambiente abitato, la copertura, oltre a garantire i valori di trasmittanza indicati nella tabella di seguito riportata, deve essere di tipo ventilato o equivalente. Nel caso di ristrutturazioni o manutenzione straordinaria dell’edificio si applicano le indicazioni previste dall’art. 3 comma 2 del D.lgs. 192/2005. Dati generali: Comune Zona Climatica Gradi giorno Altezza s.l.m. Provincia Baronissi D 1437 226 Salerno Periodo di Riscaldamento Massimo Giornaliero 1 novembre – 14 aprile 12 ore Trasmittanza termica delle strutture verticali trasparenti: U Serramenti valori dall’1/1/2010 3,1 2,8 2,4 Vetro valori U dall’1/1/2006 Vetro valori U dall’1/1/2008 Vetro valori dall’1/1/2010 2,6 2,1 1,9 Trasmittanza termica delle strutture verticali opache: U (W/m2 K ) = 0,40 fino al 31/12/2009 U (W/m2 K ) = 0,36 dal 01/01/2010 Trasmittanza termica delle strutture orizzontali o inclinate opache di copertura: U (W/m2 K ) = 0,35 fino al 31/12/2009 U (W/m2 K ) = 0,32 dal 01/01/2010 U U Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Serramenti valori U fino al Serramenti valori 31/12/2007 dall’1/1/2008 128 Trasmittanza termica delle strutture orizzontali o inclinate opache di pavimento: U (W/m2 K ) = 0,41 fino al 31/12/2009 U (W/m2 K ) = 0,36 dal 01/01/2010 Fabbisogno annuo di Energia Primaria Sono indicati i valori limiti per la climatizzazione invernale degli edifici con destinazione residenziale espressi in kWh/anno per m2 di superficie utile dell’edificio nel Comune di Baronissi Rapporto forma fino al 1 gennaio 2010 dal 1 gennaio 2010 dell’edificio S/V 37 (kWh/anno per m2) (kWh/anno per m2) < 0,2 37 34 > 0,9 100 88 Per gli edifici con destinazione non residenziale i valori limite per la climatizzazione invernale sono: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Rapporto forma fino al 1 gennaio 2010 dal 1 gennaio 2010 dell’edificio S/V (kWh/anno per m2) (kWh/anno per m2) 129 < 0,2 6.5 6 > 0,9 20 17,3 ai fini del raggiungimento degli obiettivi di cui al precedente comma, è consentito nei casi di esecuzione di lavori di riqualificazione energetica, per tutte le abitazioni esistenti, prevedere sistemi di coibentazione delle murature perimetrali e delle coperture a tetto o a terrazza degli edifici con l’applicazione di “cappotti esterni”, in tali casi il maggiore spessore richiesto dall’apposizione del materiale coibente . le superfici vetrate devono avere coefficiente di trasmissione elevata, rispettando nello stesso tempo le esigenze di riduzione delle dispersioni termiche e di controllo della radiazione solare entrante. 5. Nella progettazione di nuovi edifici, ovvero nella ristrutturazione di quelli esistenti, è consentito realizzare: 37 S = è la superficie espressa in m2 che delimita verso l’esterno (ovvero verso ambienti non riscaldati) il volume riscaldato V; V = volume lordo, espresso in m3 delle parti dell’edificio riscaldato. - coperture che impieghino pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica, per autoconsumo o immissione in rete. Al di sotto del solaio di copertura possono essere allocate eventuali attrezzature e/o macchinari necessari al funzionamento di detti impianti, in apposito ambiente avente le caratteristiche di locale tecnico, delle dimensioni minime necessarie; - coperture che impieghino pannelli solari per la produzione di acqua calda, per potenze non inferiori a 3 kW per autoconsumo o immissione nella rete condominiale. Al di sotto del solaio di copertura possono essere allocate eventuali attrezzature e/o macchinari necessari al funzionamento di detti impianti, in apposito ambiente, avente le caratteristiche di locale tecnico, delle dimensioni minime necessarie. 6. Nelle aree destinate a parcheggio, qualora ne sia assentibile la realizzazione, le coperture degli stalli potranno ospitare pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica o solari per la produzione di acqua calda. 7. Le descritte disposizioni si intendono applicabili laddove non contrastino con particolari norme urbanistiche o con eventuali limiti imposti dall’esistenza di vincoli storici, ambientali e paesaggistici. 8. Al fine di agevolare l’attuazione delle norme sul risparmio energetico e per migliorare la qualità degli edifici di nuova costruzione non sono considerati nei computi della determinazione dei volumi e dei rapporti di copertura: - per le strutture perimetrali portanti e non gli spessori per la parte eccedente cm. 30 e fino a un massimo di cm. 25; - per i solai intermedi gli spessori per la parte eccedente cm. 30 e fino ad un massimo di cm. 15; - per la copertura (tetto e/o terrazzi) gli spessori per la parte eccedente cm. 30 e fino ad un massimo di cm. 25. 8 Bis Nel caso di interventi di riqualificazione energetica di edifici esistenti che comportino maggiori spessori delle murature esterne e degli elementi di copertura necessari ad ottenere una riduzione minima del 10 per cento dei limiti di trasmittanza previsti dal D. Lgs.vo n. 192/05 e ss.mm.ii., certificata con le modalità di cui al medesimo decreto legislativo, non sono computate nel calcolo dei volumi : - l’ispessimento delle pareti verticali esterne nella misura massima di 20 centimetri, Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Di notevole importanza è poi la possibilità di scomputare dai calcoli volumetrici gli elementi costruttivi finalizzati alla coibentazione termica, acustica e di inerzia termica come si evince dai seguenti punti sempre relativi all’Articolo 219. 130 - il maggior spessore eccedente i 30 cm dei solai di copertura, nella misura massima di 20 centimetri. 9. Gli ispessimenti delle strutture nei limiti di cui al precedente comma 8 per le nuove costruzioni e di quelli di cui al comma 8 bis per le costruzioni esistenti non saranno computati ai fini dell’applicazione dei parametri delle altezze massime e delle distanze indicate nelle N.T.A. del P.R.G. e nel presente R.E.C., fermo restante il rispetto di quelle minime fissate dal Codice Civile e dalla normativa sismica. La deroga alla distanza, relativamente agli interventi di cui al comma 8 bis, può essere esercitata nella misura massima da entrambi gli edifici confinanti. 10. Nei casi di cui ai commi 8, 8 bis e 9, la finalità del risparmio energetico deve essere attestata nella relazione tecnica che deve indicare il guadagno energetico conseguente, inteso ad ottenere una riduzione minima del 10 per cento dell'indice di prestazione energetica previsto dal D.Lgs.vo n.192/05, e ss.mm.ii, certificata con le modalità di cui al medesimo decreto legislativo, ed il maggiore spessore deve essere evidenziato in appositi elaborati grafici di dettaglio. In tali casi, altresì, in sede di agibilità dovrà essere documentata con fotografie contestualizzate l’avvenuta apposizione della coibentazione. 11. Tra i vari materiali coibenti utilizzati per la coibentazione termica, acustica e di inerzia termica sono da privilegiare quelli naturali e biocompatibili. Di alta preminenza e ulteriore testimonianza della sensibilità che l’Amministrazione Pubblica ha da sempre per l’ambiente e l’efficienza energetica risulta dal TITOLO III° ART. 14 - ATTIVITÀ EDILIZIA LIBERA . 1. Costituiscono attività edilizia libera: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi …OMISSIS 131 f) fino all’emanazione della normativa regionale, ai sensi del D.lgs.vo n.115/08, gli interventi di incremento dell'efficienza energetica che prevedano l'installazione di singoli generatori eolici con altezza complessiva non superiore a 1,5 metri e diametro non superiore a 1 metro, nonché di impianti solari termici o fotovoltaici aderenti o integrati nei tetti degli edifici con la stessa inclinazione e lo stesso orientamento della falda e i cui componenti non modificano la sagoma degli edifici stessi, qualora la superficie dell'impianto non sia superiore a quella del tetto stesso. Restano fatti salvi i casi di cui all'articolo 3, comma 3, lettera a), del D.Lgs.vo del 19 agosto 2005, n. 192, e ss.mm.ii. 8.2 Proposte di integrazione del REC Com une di Baronissi E’ necessario innanzitutto integrare nel Regolamento Edilizio Comunale quanto emanato nel Decreto Legislativo 3 marzo 2011, n. 28 - Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell'uso dell'energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE. In particolare riportiamo l’allegato ALLEGATO 3 (art. 11, comma 1) Obblighi per i nuovi edifici o gli edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti del succitato Decreto Legislativo: 1. Nel caso di edifici nuovi o edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, gli impianti di produzione di energia termica devono essere progettati e realizzati in modo da garantire il contemporaneo rispetto della copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, del 50% dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria e delle seguenti percentuali della somma dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento: a) il 20 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013; b) il 35 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 1° gennaio 2014 al 31 dicembre 2016; c) il 50 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è rilasciato dal 1° gennaio 2017. 2. Gli obblighi di cui al comma 1 non possono essere assolti tramite impianti da fonti rinnovabili che producano esclusivamente energia elettrica la quale alimenti, a sua volta, dispositivi o impianti per la produzione di acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento. Dove S è la superficie in pianta dell’edificio al livello del terreno, misurata in m2, e K è un coefficiente (m2/kW) che assume i seguenti valori: a) K = 80, quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013; b) K = 65, quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 1° gennaio 2014 al 31 dicembre 2016; c) K = 50, quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 1° gennaio 2017. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 3. Nel caso di edifici nuovi o edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, la potenza elettrica degli impianti alimentati da fonti rinnovabili che devono essere obbligatoriamente installati sopra o all’interno dell’edificio o nelle relative pertinenze, misurata in kW, è calcolata secondo la seguente formula: 132 4. In caso di utilizzo di pannelli solari termici o fotovoltaici disposti sui tetti degli edifici, i predetti componenti devono essere aderenti o integrati nei tetti medesimi, con la stessa inclinazione e lo stesso orientamento della falda. 5. L’obbligo di cui al comma 1 non si applica qualora l’edificio sia allacciato ad una rete di teleriscaldamento che ne copra l’intero fabbisogno di calore per il riscaldamento degli ambienti e la fornitura di acqua calda sanitaria. 6. Per gli edifici pubblici gli obblighi di cui ai precedenti commi sono incrementati del 10%. 7. L’impossibilità tecnica di ottemperare, in tutto o in parte, agli obblighi di integrazione di cui ai precedenti paragrafi deve essere evidenziata dal progettista nella relazione tecnica di cui all’articolo 4, comma 25, del decreto del Presidente della Repubblica 2 aprile 2009, n. 59 e dettagliata esaminando la non fattibilità di tutte le diverse opzioni tecnologiche disponibili. 8. Nei casi di cui al comma 7, è fatto obbligo di ottenere un indice di prestazione energetica complessiva dell’edificio (I) che risulti inferiore rispetto al pertinente indice di prestazione energetica complessiva reso obbligatorio ai sensi del decreto legislativo n. 192 del 2005 e successivi provvedimenti attuativi(I192) nel rispetto della seguente formula: [ ] Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Dove: 133 %obbligo è il valore della percentuale della somma dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento che deve essere coperta, ai sensi del comma 1, tramite fonti rinnovabili; %effettiva è il valore della percentuale effettivamente raggiunta dall’intervento; Pobbligo è il valore della potenza elettrica degli impianti alimentati da fonti rinnovabili che devono essere obbligatoriamente installati ai sensi del comma 3; Peffettiva è il valore della potenza elettrica degli impianti alimentati da fonti rinnovabili effettivamente installata sull’edificio. In una logica di integrazione con il PEC, ed in collaborazione con le figure Comunali a vario titolo coinvolte nel progetto, sono state inserite le seguenti proposte. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Gli impianti eolici di potenza nominale inferiore a 3 kW si considerano “compatibili con gli strumenti urbanistici, qualora non espressamente vietati dagli stessi”. Implicitamente quindi, l’installazione dei suddetti impianti sarebbe solo soggetta a DIA (Dichiarazione di Inizio Attività). Per potenze fino a 20 kW si stabilisce di volta in volta l’obbligo di realizzare una VIA (Valutazione d’Impatto Ambientale) mentre per potenze superiori a 20 kW è sempre necessaria la procedura di VIA. Si veda il paragrafo 7.3.2 134 9 IL RISPARMIO ENERGETICO E LA MOBILITÀ SOSTENIBILE 9.1 Generalità Attualmente il fabbisogno energetico per i trasporti, in Italia, corrisponde a circa il 30% del fabbisogno totale di fonti energetiche primarie ed i mezzi di trasporto su strada (automobili, camion, autobus) ne sono responsabili per l’89% (l’11% residuo è dovuto al traffico ferroviario, aereo e navale). Si capisce quindi subito come la mobilità, delle persone e delle merci, fornisce una quota parte importante dei consumi finali dell'energia e quindi dell’inquinamento atmosferico ed acustico della città. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Ricordiamo che la mobilità riguarda tutti gli aspetti della vita cittadina e quindi non esiste un’unica modalità di trasporto in grado di soddisfare tutte le esigenze dell'utenza, così come non esiste un’unica tipologia di utenza. La politica d’intervento della mobilità deve basarsi su un quadro organico di azioni in cui, accanto ad una graduale disincentivazione del trasporto con mezzo privato, sia posta in atto una diversificazione ed un potenziamento dell’offerta di trasporto collettivo. La disincentivazione del trasporto privato nel Comune di Baronissi non deve assumere un carattere repressivo come l’adozione di parcheggi a pagamento, ed il potenziamento dell’offerta di trasporto collettivo non deve passare solamente attraverso il potenziamento delle infrastrutture per il trasporto di massa, ma deve avvalersi, ove possibile, dell’introduzione di una gamma di servizi alternativi di trasporto, diffusi sul territorio, che consentano un completamento ed un’integrazione del trasporto pubblico. 135 9.2 Indice di motorizzazione del Comune di Baronissi Se si considerano il numero di autovetture circolanti per 1000 abitanti nella Comunità Europea abbiamo: 700 600 500 400 300 200 100 0 G RAFICO 2: A UTOVETTURE CIRCOLANTI NEI PAESI U E - A NNO 2006. F ONTE : F ONTE : E UROSTAT , T RANSPORT STATISTICS . Si vede come in Italia circolano 60 autovetture per ogni 100 abitanti. è certamente la più alta (escludendo il Lussemburgo che conta circa 470000 abitanti) è la maggiore tra i paesi europei. Si tratta di una delle più alte densità automobilistiche del mondo, in cui il rapporto tra il numero di autovetture e popolazione è significativamente più basso che in Italia. Anno Autovetture circolanti 2002 8252 2003 8489 2004 8615 2005 8938 2006 9057 2007 9183 2008 9334 2009 9506 2010 9646 T ABELLA 5; NUMERO DI AUTOVEICOLI IMMATRICOLATI NEL COMUNE DI B ARONISSI Tenendo conto anche del numero di abitanti abbiamo: Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Nel comune di Baronissi, secondo i dati dell’ ACI (Automobile Club Italia) le auto immatricolate nel decennio 2001-2010 sono: 136 G RAFICO 3 N UMERO DI AUTO PER 1000 ABITANTI . F ONTE : ACI – ISTAT. Si vede come sebbene vi sia un sensibile calo nell’ultimo decennio di auto per ogni 1000 abitanti nel Comune di Baronissi siamo in ogni caso ad una media attuale di poco meno di 120 autoveicoli per 1000 abitanti. Secondo la European Environment Agency (EEA), nel 2009 il settore dei trasporti è stato responsabile del 24% delle emissioni antropogeniche di gas serra nell’Unione europea. Di questa quota, il 73% origina dal trasporto su strada. Mentre nell’ultimo ventennio le emissioni derivanti dagli altri settori si sono ridotte, quelle legate alla mobilità (merci e passeggeri) sono invece significativamente aumentate (+27%). Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi 9.3 Azioni per il conseguimento della mobilità sostenibile 137 Come già accennato la disincentivazione del trasporto privato passa, oltre che all’incentivazione del trasporto pubblico, attraverso una serie di servizi diffusi sul territorio Per esaminare in modo organico le varie alternative e azioni possibili iniziamo con individuare i vari fattori che condizionano la mobilità. Essi sono: • la modalità di utilizzo dei mezzi di trasporto e gli orari in cui avvengono gli spostamenti; • le fonti energetiche usate per il funzionamento dei mezzi; • la rete di infrastrutture disponibile. Per assumere decisioni razionali è necessario un insieme organico di informazioni attendibili ed aggiornate, estese anche ai comuni che gravitano attorno alla città, acquisendo, in modo analitico, l'entità e la struttura della domanda e dell'offerta di mobilità e solo successivamente definendo le scelte operative conseguenti. In questo modo è possibile arrivare ad una valutazione attendibile dei risultati e predisporre un sistema di monitoraggio per il controllo dell'evoluzione dei risultati nel tempo. 9.4 Nuovi sistemi di mobilità I nuovi sistemi di mobilità come il car sharing ed il car pooling sono orientati alla riduzione del numero dei veicoli privati in circolazione, contribuendo in modo efficace a rendere il traffico più fluido ed a ridurre le emissioni atmosferiche ed acustiche in città. 9.4.1 Car sharing Il concetto sul quale si basa tale servizio è che in Europa, l'80% delle vetture circolanti in città viaggia non più di sessanta minuti al giorno trasportando in media 1,2 persone, mentre un utente car sharing ha la possibilità di usare un'auto solo per il tempo necessario, e la medesima auto può essere impiegata da più persone, diminuendo, quindi, le auto in circolazione e aumentando il numero dei parcheggi disponibili. Nato in Svizzera alla fine degli anni '80 e diffusosi capillarmente negli anni '90 in tutta Europa e in Nordamerica, il car sharing ha trovato applicazione in Italia grazie al sostegno progettuale e finanziario del Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio, che ha posto le basi per lo sviluppo di un programma di diffusione del servizio e ha istituito ICS Iniziativa car sharing (http://www.icscarsharing.it), un circuito nazionale costituito dagli Enti locali, che supporta le imprese nelle fasi di avvio. Il Decreto del Ministero dell'Ambiente del 27 marzo 1998, relativo alla mobilità sostenibile nelle aree urbane, infatti, definisce come servizio pubblico di uso collettivo anche le forme di multiproprietà delle autovetture destinate ad essere utilizzate da più persone, dietro pagamento di una quota proporzionale al tempo d'uso e ai chilometri percorsi. Con il Decreto del Direttore SIAR n. 495 del 24 novembre 1999 sono stati assegnati oltre quattro milioni di euro al Programma Nazionale per l'incentivazione dei servizi di uso collettivo ottimale delle autovetture e di forme di multiproprietà. Il car sharing si può configurare come un servizio innovativo complementare al trasporto pubblico locale e può quindi assumere un ruolo di ampliamento dell'offerta di Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Il car sharing è un servizio di uso collettivo di un parco di autoveicoli tra un gruppo di persone che aderiscono ad un’apposita associazione che, nell’ambito cittadino, può validamente rappresentare un'alternativa efficace e utile all’uso dell’auto privata. È stato valutato che un cittadino che aderisce a tale servizio riduce i propri consumi di circa il 40 %, grazie ad un utilizzo più oculato del veicolo e ad un maggiore impiego dei mezzi pubblici. Mediamente, ogni veicolo condiviso sostituisce 4 auto private. Lo sviluppo e l'espansione del car sharing su scala più ampia non può comunque prescindere dall'esistenza di una buona offerta di trasporto collettivo sul territorio, in quanto si tratta di un servizio complementare e non sostitutivo. 138 Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi prodotti di mobilità multimodale a disposizione nel territorio comunale. Le modalità di accesso al servizio prevedono l’associazione ad un circuito che eroga il servizio gestendo una flotta di veicoli di diversa tipologia. L'utente associato può prenotare e prelevare in qualsiasi momento del giorno e della notte il veicolo richiesto dall'area di parcheggio più vicina. Il costo globale per l'utente risulta composto da un costo fisso ed un costo variabile legato all'utilizzo del servizio. Il costo fisso include: una quota di ingresso non rimborsabile, che l'aderente paga una tantum a titolo associativo, una eventuale cauzione rimborsabile, una quota di abbonamento da versare annualmente o mensilmente per aderire all'associazione. Il costo variabile, legato alla classe e all'utilizzo del veicolo, alla fascia oraria di utilizzo ed eventuali servizi supplementari, include: una quota chilometrica ed una quota oraria. Il vantaggio di tale soluzione è che il servizio è raggiungibile 24 ore su 24, riduce l'impatto ambientale della circolazione, i costi di gestione ed i consumi energetici, aumentando il numero dei posteggi e le opportunità di scelta dei cittadini. Tra le forme organizzate di uso comune di una flotta di veicoli, il car sharing rappresenta una modalità capace di bilanciare l'attuale vantaggio garantito dell'auto privata negli spostamenti individuali, ed il potenziale competitivo del servizio risiede nell'originalità dell'offerta: prestazioni simili a quelle dell'auto privata, ma costi inferiori. Le opportunità di scelta garantite dal car sharing attraverso la varietà del parco auto e la possibilità di muoversi senza sostenere i disagi e i costi fissi legati al possesso dell'automobile, rappresentano, infatti, una valida alternativa all'acquisto. 139 9.4.2 Car pooling Un altro ambito di intervento per la mobilità sostenibile è il car pooling, tale termine inglese, corrispondente in italiano ad auto di gruppo, indica una modalità di trasporto che consiste nella condivisione di automobili private tra un gruppo di persone, con il fine principale di ridurre i costi del trasporto. Uno o più dei soggetti coinvolti mettono a disposizione il proprio veicolo, eventualmente alternandosi nell'utilizzo, mentre gli altri contribuiscono con adeguate somme di denaro a coprire una parte delle spese sostenute dagli autisti. La pratica del condividere l'auto è maggiormente diffusa nei paesi del nord Europa e negli Stati Uniti d'America dove esistono associazioni specifiche e dove la pratica è prevista anche nella segnaletica stradale. Tale modalità di trasporto è già molto diffusa in ambienti lavorativi e universitari, dove diversi soggetti, che percorrono la medesima tratta nella stessa fascia oraria, spontaneamente si accordano per viaggiare insieme. Per la naturale collocazione del territorio di Baronissi essa potrebbe essere molto sviluppata per lo spostamento degli studenti universitari. Infatti Secondo uno studio pubblicato nel febbraio 2011 da uno dei principali portali di carpooling in Italia38, a 38 Blablacar.it praticare il car pooling sarebbero essenzialmente i giovani: il 31% degli utenti sarebbero compresi nella fascia 18-24, il 29% in quella dai 25 ai 34 anni. Le donne sarebbero meno propense rispetto agli uomini a condividere l'auto, ma rappresenterebbero comunque il 38% dei car pooler. 7 9.5 Nuove fonti energetiche. L’auto elettrica Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Per una proposta approfondita di PEC non può non essere trattato un argomento che sarà una delle leve fondamentali per la mobilità sostenibile: l’auto elettrica. Diversi veicoli elettrici, infatti sono già oggi disponibili sul mercato nazionale, sia nell'ambito delle vetture per uso privato che nell'ambito dei mezzi di trasporto pubblico. Il vantaggio della propulsione elettrica è sicuramente costituito dal ridotto impatto locale grazie ad una ridottissima rumorosità ed emissioni “zero” presso il sito di utilizzo, che ne consente la diffusione nelle aree urbane dove il traffico motorizzato rappresenta una delle principali emergenze ambientali. È altresì vero che anche facendo un confronto tra le varie tecnologie oggi disponibili relativamente all’emissione di gas climatizzanti l’auto elettrica ne risulta vincitrice. Infatti tenendo conto di uno studio fatto dalla CIVES (Commissione Italiana Veicoli Elettrici Stradali), che concentra la propria attività sul discorso dei veicoli elettrici e ibridi e facente parte del CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) si ha: 140 F IGURA 0-1: A NALISI COMPARATIVA DI AUTOVETTURE ELETTRICHE , IBRIDE , A BENZINA , DIESEL E 39 METANO BI - FUEL . Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Si nota come con l’auto elettrica si ha una riduzione considerevole delle emissioni climatizzanti anche rispetto alla tecnologia ibrida. Inoltre si tenga presente che il calcolo è stato eseguito considerando che l’energia elettrica venga prodotta con il mix energetico italiano40, che nel 2009 ha determinato un fattore emissivo medio pari a 410 gCO2/kWh. 141 39 Nella tabella l’acronimo WTT sta per Well To Tank (dal pozzo al serbatoio). Esso è un sottoindice di un indicatore nato per analisi energetiche chiamato WTW (Weel To Whell dal pozzo alla ruota). L’altro sottoindice è il TTW (Tank To Whell dal serbatoio alla ruota). Scopo dell’indice WTW è di rendere confrontabili tra loro diverse tecnologie propulsive e carburanti. Il WTT considera l’ammontare di energia necessario per rendere disponibile un carburante dalla fonte energetica primaria fino al rifornimento del serbatoio del veicolo. Il TTW considera l’ammontare di energia usato per muovere un veicolo per una determinata distanza, dipendendo dalla combinazione del carburante e della tecnologia propulsiva impiegata; rappresenta, più intuitivamente, il consumo specifico di carburante. 40 • Emissioni imputabili alla produzione elettrica con il mix italiano (anno 2009) dell’energia immessa in rete, inclusa energia importata: 31,6 fonti rinnovabili;13,1 % carbone;43,5% gas naturale;4,3% prodotti petroliferi;1,5% nucleare (da importazione); 6,1% altre fonti. (fonti: GSE - Gestore Servizi Energetici, TERNA SpA) 9.5.1 Opportunità per il Comune di Baronissi Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Si potrebbe realizzare un sistema di mobilità elettrica per far fronte al flusso di studenti tra il Comune di Baronissi e la vicina Università degli studi di Salerno che consentirebbe da una parte di sperimentare tale forma innovativa di trasporto pubblico, e dall'altra di incidere sui comportamenti dei privati attraverso la forte valenza informativa e pedagogica che deriverebbe dalla estesa visibilità dei mezzi e dalla familiarizzazione della cittadinanza con gli stessi. Infine una maggior diffusione del veicolo elettrico potrebbe essere incoraggiata introducendo colonnine di ricarica pubbliche. A tal fine potrebbero essere realizzate di intesa con i vari soggetti coinvolti nello sviluppo delle auto elettriche (Università, produttori di energia elettrica, costruttori, ecc. ecc.) infrastrutture pubbliche di ricarica, per esempi aree di parcheggio già esistenti all’interno del comune stesso. 142 10 L’ATTENZIONE ALL’EFFICIENZA ENERGETICA: UNA PROSPETTIVA VIRTUOSA Le tecnologie con le quali facciamo uso dell’energia sono condizionate dalla nostra storia e dalle convinzioni degli uomini che hanno elaborato le soluzioni tecnologiche che oggi noi adottiamo. Tutto il percorso elaborato e descritto ha cercato di trovare una strada, che superi la cultura degli anni sessanta del secolo scorso in cui si pensava che l’energia era inesauribile e che il suo utilizzo non comportasse cambiamenti dell’ambiente. In particolare si è mostrato come l’efficienza energetica e l’uso di fonti rinnovabili sia la migliore risorsa energetica possibile. Siamo inoltre sicuri che tale approccio può dare nuove prospettive all’intera economia specialmente in questo momento di recessione per l’Italia. Si può cioè trovare nel miglioramento della qualità ambientale dei prodotti e dei processi produttivi la linfa della crescita economica. Ciò a tutti i livelli: di impresa, di pubblica amministrazione, di famiglia con investimento che gli anglosassoni chiamano no regret, cioè senza rischio di rimpianto. Le azioni che possono costruire l’ossatura di una strategia energetica nuova per il Comune di Baronissi possono essere: Apprezzare e valorizzare ancora di più gli stimoli e le risorse fornite dall’Unione Europea; Aumentare l’informazione verso i cittadini; Sostenere nuove forme di collaborazione tra il pubblico ed il privato; Sostenere la ricerca e l’innovazione; Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Avviare il mercato dei servizi energetici. 143 Ognuna di queste azioni deve essere intrapresa e nel prosieguo descriveremo quale può essere la loro portata. 10.1 Azioni di informazione e sensibilizzazione - Sportello energia Diversi studi hanno rilevato una scarsa competenza e consapevolezza in merito alle problematiche energetico-ambientali, in un contesto nel quale la soluzione non può essere soltanto demandata ad enti ed istituzioni, ma richiede l’adozione di comportamenti consapevoli da parte dei cittadini. Per far fronte a tali esigenze sono nate iniziative della comunità europea che delineano le linee guida per l’ottenimento di tali obbiettivi. Il programma europeo che realizza tale scopo è il sesto programma comunitario di azione per l'ambiente intitolato "Ambiente 2010: il nostro futuro, la nostra scelta" copre il periodo compreso tra il 22 luglio 2002 e il 21 luglio 2012. Il programma si ispira al quinto programma di azione per l'ambiente che copriva il periodo 1992-2000, e alla decisione relativa al riesame di detto programma41. Tale programma in sintesi spiega che per far fronte alle sfide ambientali odierne è necessario superare il mero approccio legislativo ed assumere un approccio strategico, che dovrà utilizzare vari strumenti e provvedimenti per influenzare le decisioni prese dagli ambienti imprenditoriali, dai consumatori, dai responsabili politici e dai cittadini. Il programma propone cinque assi prioritari di azione strategica: 1. 2. 3. 4. 5. migliorare l'applicazione della legislazione vigente; integrare le tematiche ambientali nelle altre politiche; collaborare con il mercato; coinvolgere i cittadini modificandone il comportamento; tener conto dell'ambiente nelle decisioni in materia di assetto e gestione territoriale. In particolare il punto che più di altri a noi interessa è il punto 4. Orbene per coinvolgere i cittadini e modificarne il comportamento sono proposte le seguenti azioni: consentire ai cittadini di confrontare e migliorare il proprio comportamento ecologico; migliorare l'accessibilità e la qualità delle informazioni sull'ambiente fornite ai cittadini. Lo Sportello Energia dovrà essere concepito come uno strumento puntuale di informazione, di supporto tecnico, di progettazione e di consulenza per il cittadino e per l’impresa; è quindi concepito come un'iniziativa a carattere pratico e divulgativo che vuole dare nozioni concrete e non solo teoriche, anche al fine di tutelare i cittadini riguardo alle molte discordanti offerte ed informazioni, spesso di non facile valutazione, presenti in questo mercato. In particolare esso dovrà assolvere ai seguenti compiti: Proporre strumenti utili alla diagnosi energetica delle abitazioni dei cittadini in modo da dare agio agli stessi di poter intervenire lì dove c’è più bisogno con contromisure atte a limitare il dispendio energetico inutile. 41 http://europa.eu/legislation_summaries/agriculture/environment/l28027_it.htm. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Per tale scopo il servizio che più di tutti può veicolare tale messaggi è lo sportello energia esso è infatti un servizio di front office di crescente diffusione nell’ambito di comuni e province italiani. 144 Progettazione e finanziamento: risparmio sulle bollette energetiche e utilizzo di energia proveniente da fonti rinnovabili attraverso la programmazione, sia tecnica che finanziaria, di interventi (anche a carattere sperimentale) sugli impianti e sugli involucri edilizi. Tutoraggio all’avvio dei progetti: con tale servizio lo sportello si prefigge di accompagnare il cittadino nella scelta di soluzioni impiantistiche adatte alle sue esigenze, suggerendo, eventualmente, allo stesso il percorso di progettazione e di stipula di contratti interessanti l’ambito energetico. Organizzazione di corsi di formazioni: l’organizzazione di corsi di formazione a livello scolastico, ma anche a livello di impresa in modo da poter formare nel cittadino un'opinione critica sul consumo energetico, e sulle nuove forme di energia alternativa. Indicazioni riguardanti aziende, sul territorio, del settore energetico fornendo i contatti di cui potersi rivolgere per richiedere eventualmente preventivi consulenze ecc. Promuovere gruppi d’acquisto: che consente di mettere insieme più persone, con lo scopo di poter spuntare prezzi più convenienti sia per l'acquisto di energia sia per materiali che consentono di risparmiare energia (lampadine a risparmio energetico, ecc.) e di produrla (pannelli solari, inverter, ecc.). Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi L’informazione di base dello sportello viene in genere supportata da schede tematiche sui temi legati all’energia: SOLARE TERMICO, SOLARE FOTOVOLTAICO, EOLICO, RISPARMIO ENERGETICO. Le schede dovranno contenere le informazioni di maggiore utilità per i cittadini e dovranno essere disponibili sia in cartaceo sia allo Sportello sia sul sito Internet del comune in un’apposita sezione. 145 10.2 ESCO - Società di servizi energetici Le ESCO, acronimo di Energy Service Company, operano per far conseguire il risparmio ai propri clienti. Tali società sono dei soggetti indipendenti che senza vincoli tecnologici o interessi nella vendita di combustibili o energia elettrica spostano il baricentro dalla vendita di prodotti energetici alla vendita di servizi per il riscaldamento, l’illuminazione, la mobilità con strutture contrattuali adeguate. La logica ESCO pura non prevede guadagni per la società in mancanza del conseguimento del risparmio energetico stimato con la totale acquisizione del rischio tecnico e finanziario da parte della società stessa. Originariamente ed idealmente queste imprese non sono integrate a gruppi attivi nel settore della vendita dei prodotti energetici; la loro filosofia è incentrata sulla vendita del risparmio energetico. La peculiarità dell’approccio sta nel fatto che gli interventi tecnici necessari a ottenere il risparmio sono sostenuti dalle stesse ESCO e non dal cliente. Il consumatore di energia rimane così sgravato da ogni forma di investimento e non dovrà preoccuparsi di finanziare gli interventi migliorativi dell’efficienza dei propri impianti. Il profitto della ESCO è legato al risparmio energetico conseguito con la realizzazione del progetto. La differenza della bolletta energetica prima e dopo l’intervento di efficientamento spetta in parte alla società ESCO fino alla fine del periodo di contratto previsto. Quindi ciò che caratterizza una ESCO, e la differenzia da una semplice società di consulenza risiede proprio in questo, ossia che il prezzo del suo operato dipende dal risultato ottenuto. Alla fine dei termini contrattuali il cliente potrà beneficiare totalmente della maggiore efficienza energetica del proprio impianto diventandone proprietario e potrà scegliere se mantenere la gestione affidata alla ESCO a nuove condizioni da rinegoziare oppure assumerla in proprio. FORNITORI APPARECCHI PAGAMENTI PAGAMENTI ESCO RIMBORSI INSTALLAZIONI ISTITUTI FINANZIARI PAGAMENTI ATTRAVERSO I RISPARMI F IGURA 10.1: R APPRESENTAZIONE SCHEMATICA SEMPLIFICATA DI UN CONTRATTO ESCO. Il meccanismo è quello individuato in figura 10.1. Caratteristica delle ESCO è sempre quella di operare l'investimento con mezzi finanziari terzi (diversi cioè da quelli del cliente o del fornitore della tecnologia), operazione che viene definita come "finanziamento tramite terzi" (in inglese Third Party Financing, in sigla TPF). Il TPF è una parte essenziale dell’intervento di una ESCO, perché sono le prestazioni raggiunte che creano il risparmio energetico e finanziario garante dell’ammortamento dell’investimento iniziale e del pagamento dei servizi erogati. Il TPF si basa su un corollario fondamentale della solvibilità del credito, garantita dal risparmio energetico dell’impianto installato. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi CLIENTE 146 È necessaria avere una base di riferimento dei consumi iniziale affidabile; a tal fine sono interessanti gli standard di riferimento proposti dal protocollo IPMVP (International Performance Measurement and Verification Protocol) di derivazione nordamericana e reperibile da sito dell’EVO (Efficiency Valutation Organization). Per portare a termine un intervento di risparmio energetico secondo la logica ESCO è necessario disporre di una contrattualistica piuttosto raffinata e completa. Esistono vari tipi di contratti di EPC (Energy Performance Contracting) proposti dalle ESCO; essi possono essere scelti in base alla particolare situazione considerata, in quanto ciò che cambia tra una forma e l’altra di contratto sono essenzialmente i rapporti che intercorrono tra i tre soggetti: ESCO, utente, TPF. 10.2.1 Contrattualistica ESCO Un aspetto molto importante è la scelta di come vengono ripartiti i benefici nel periodo di stipula del contratto. Contratti a risparmi condivisi (shared savings) Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi La ESCO anticipa i costi di investimento o tramite fondi propri o tramite un finanziatore terzo. I risparmi mensili sono suddivisi fra la ESCO e l’utente sulla base del tipo di intervento e del tempo di ritorno dell’investimento. Stipulando tale contratto quindi l’utente si fa carico di pagare alla ESCO una quota dell'ammontare della bolletta energetica annua, in genere un 70-90%. 147 Le prestazioni del servizio reso sono stabilite contrattualmente e la ESCO è responsabile degli impianti e ne mantiene proprietà e gestione fino alla conclusione del contratto. In tale quadro è la ESCO ad assumere i rischi tecnici e finanziari dell’intervento, e per questo è portata a far funzionare l’impianto alla massima efficienza. D’altro canto questo, insieme al finanziamento tramite terzi, rappresenta una delle attrattive principali di questa tipologia di EPC per gli utenti. Un contratto di tale tipo è preferito dai soggetti con carenza di fondi e si addice alle grandi ESCO, con importanti fondi monetari, che ricorrendo al FTT riducono il loro rischio finanziario, mentre ostacola le piccole compagnie impossibilitate a contrarre grandi debiti. Un tipo particolare di contratti shared savings è quello first out, in cui tutto il risparmio conseguito viene girato alla ESCO allo scopo di ridurre al massimo la durata del contratto. Contratti a prestazioni garantite (guaranteed savings) In questo caso l’intervento viene realizzato attraverso il finanziamento, che può presentarsi sotto forma di prestito o sotto forma di leasing, del cliente da parte di soggetto terzo. La ESCO si fa garante delle prestazioni minime dell’impianto e l’utente si assicura così un flusso di cassa non negativo. Alla ESCO spetterà un compenso, in genere sotto forma di rate mensili, pattuito in fase contrattuale in base ai requisiti tecnici raggiunti. In caso che il rendimento prospettato dalla ESCO non sia raggiunto sarà la stessa ESCO a dovere pagare la differenza. La ESCO da parte sua non si assume alcun rischio finanziario di investimento. Rispetto alla tipologia contrattuale precedente, questa presenta uno svantaggio evidente per l’utente: la ESCO non è interessata a far funzionare l’impianto alla massima efficienza, in quanto le basta assicurare la prestazione minima garantita per ottenere la rata concordata, a meno che il contratto non sia scritto con accortezza dal cliente. Questo contratto è del resto più semplice da attuare e può essere esteso ad interventi di minori dimensioni. Tale tipo di contratto si addice nel lungo termine alla crescita delle piccole compagnie, che non indebitandosi, non corrono alcun rischio finanziario, ma presuppone una certa maturità del mercato delle ESCO e dei rapporti fra queste e gli istituti di credito per attivare i potenziali vantaggi in termini di credito agevolato per il cliente. 10.2.2 Metodologie operative di una ESCO Le attività caratteristiche svolte da una società di servizi energetici sono molteplici ed assai complesse. Il percorso che di consueto è adottato per la realizzazione di un intervento di razionalizzazione energetica si articola su diversi processi: Studio di fattibilità tecnico-economica del progetto; Finanziamento del progetto; Progettazione esecutiva; Installazione e realizzazione delle opere; Gestione e manutenzione degli impianti; Acquisto dei vettori energetici; Monitoraggio e verifica dei risultati. Alcune di queste attività possono essere affidate in outsourcing a soggetti terzi (ad esempio l’installazione dell’ impianto o la sua manutenzione) od essere seguite direttamente dalla ESCO. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Diagnosi energetica approfondita; 148 Al termine del periodo di validità del contratto, l'impianto viene in genere riscattato dal soggetto beneficiario dell'intervento, mentre la sua gestione può essere lasciata in carico alla ESCO o affidata ad altri soggetti. Piano Energetico Comunale per il Comune di Baronissi Considerando le attività che una società di servizi energetici deve svolgere, e la loro evidente complessità, il tutto inserito nella stringente logica della garanzia dei risultati, ne consegue l’elevata professionalità che la ESCO deve possedere. Competenza tecnica, per proporre sempre il tipo migliore di intervento, capacità di gestione del rischio (da quelli finanziari a quelli di impresa, passando per quelli tecnici e così via), attitudine al dialogo e alla consulenza, capacità di rispondere alla richiesta del cliente, esperienza, per avere una conoscenza profonda maturata sul campo e per e per non commettere errori dettati da un approccio troppo semplicistico al sistema analizzato. 149