MONITORARE I CONSUMI E ANALIZZARE I PROCESSI
Gli interventi di efficientamento non devono essere la semplice applicazione di tecnologie, ma devono essere scelti dopo aver analizzato in modo critico il processo di ciascuna azienda ed aver individuato un ordine di importanza degli “sprechi” nei flussi energetici. A tal proposito, il monitoraggio dei consumi, siano essi energia elettrica, combustibili o energia termica, è il punto di partenza. In commercio esistono già sistemi in grado di monitorare in tempo reale i consumi di energia elettrica di ciascun comparto, processo o macchinario, fornendo report da cui è possibile individuare i “grandi consumatori”. Sensori di temperatura e portata, invece, permettono il monitoraggio di reti di aria compressa, vapore surriscaldato, acqua calda e fluidi refrigeranti.
RETE ELETTRICA
Dall’analisi di tali dati si possono individuare i primi interventi da mettere in atto. Inoltre, questi sistemi permettono anche la telegestione ed il telecontrollo delle utenze monitorate (es. accensione-spegnimenti programmati delle caldaie; light management system, vedi scheda Illuminazione).
La somma dei consumi delle utenze elettriche deve essere inoltre confrontata con il consumo complessivo misurato all’ingresso dell’azienda, al fine di valutare eventuali eccessive dissipazioni della rete di distribuzione. Infatti, gli eventuali trasformatori e i cavi non dimensionati correttamente, le utenze energivore eccessivamente lontane dai trasformatori e lo sfasamento dei carichi induttivi possono comportare dissipazioni energetiche non indifferenti, talvolta riducibili con piccoli interventi che si ripagano in pochi mesi, come ad esempio il rifasamento della corrente mediante inserimento di carichi induttivi all’interno dell’impianto elettrico.
CENTRALE TERMICA E FRIGORIFERA
Per i sistemi di pompaggio, la scelta di pompe dimensionate idoneamente, accoppiate ad inverter e a logiche di controllo può ridurre drasticamente i consumi. Se gli impianti sono grandi, anche la corretta progettazione della linea di distribuzione (es. ad anello, con materiali e sezioni idonee a ridurre le perdite di carico) può contribuire enormemente alla riduzione dei consumi.
Dal punto di vista termico le centrali termiche e frigorifere, nonché le reti di trasporto, possono essere punti su cui focalizzare gli interventi di efficientamento energetico. Il primo intervento è la coibentazione. Un intervento di tale tipo può ridurre i consumi energetici dal 10- 15% al 2-3%.
L’ottimizzazione del funzionamento della centrale termica gioca un ruolo fondamentale: il 10-15% del calore contenuto nel combustibile è solitamente disperso nei fumi. I fumi, infatti, sono costituiti anche di vapore acqueo, il quale contiene una grande quantità di energia (il cosiddetto “calore latente di condensazione-vaporizzazione”). I sistemi di recupero di calore dai fumi delle caldaie ad alta efficienza possono aiutare nel pre-riscaldamento di acqua o vapore mediante i cosiddetti economizzatori. La regolazione dell’eccesso d’aria, i controlli di taratura del bruciatore (il cosiddetto “carico al focolare”) e la modulazione della fiamma a seconda delle esigenze termiche delle utenze sono altri interventi possibili sulla centrale termica. Anche la stessa ubicazione della centrale deve essere il più vicino possibile alle utenze al fine di ridurre le perdite di energia termica e di energia elettrica, a causa dei consumi dei sistemi di pompaggio. Un altro intervento riguarda il circuito del vapore ad alta pressione. In molte aziende il calore di processo è trasportato mediante vapore in pressione. Dopo aver ceduto calore, il vapore condensa a temperature superiori ai 100°C a causa delle alte pressioni (ad esempio, a 10 bar il vapore condensa in acqua a ben 180°C). L’ottimizzazione della separazione delle condense e il recupero termico da esse è un metodo di efficientamento energetico. È inoltre possibile l’uso di condensati ad alta pressione per produrre vapore a bassa pressione, utile in altre parti dello stabilimento.
Nell’impianto frigorifero, invece, si può agire sulle perdite di liquido refrigerante, sulla sostituzione di ventilatori efficienti nei condensatori, sull’uso di motori ad alta efficienza e con inverter. Inoltre, sensori e logiche “intelligenti” permettono ai gruppi frigoriferi di adattarsi a domande di “freddo” e a condizioni ambientali variabili. Infatti i vecchi impianti frigoriferi erano progettati per essere ottimizzati a temperature fisse. I nuovi sistemi, invece, riescono ad agire sui parametri del ciclo frigorifero (es. portata-pressione del liquido refrigerante, quindi temperature di condensazione e vaporizzazione), riuscendo ad aumentare il coefficiente di performance (COP), l’equivalente dei rendimenti per i cicli termodinamici. I sistemi intelligenti per i gruppi frigoriferi permettono risparmi energetici anche del 10-20%.
CONDENSE E ARIA COMPRESSA
Nell’ottica dell’ottimizzazione dei processi, è possibile intervenire su essiccamento, separazione e concentrazione, agendo con combinazioni di tecnologie appropriate. Nell’industria alimentare, ad esempio, il sistema più efficiente per produrre latte in polvere è una combinazione di filtrazione su membrane ed evaporazione termica.
Si ricorda, inoltre, che la manutenzione regolare degli impianti è sempre un’ottima soluzione ad un costo ragionevole per rendere efficiente l’azienda; è bene non trascurare mai operazioni quali pulizia di filtri nei circuiti dell’aria compressa o delle superfici degli scambiatori di calore (compresi quelli dei gruppi frigoriferi), oppure la lubrificazione di alcuni macchinari o la verifica periodica delle coibentazioni.
Infine, è bene non trascurare che l’efficientamento energetico passa anche da sinergie tra impianti e industrie presenti nello stesso distretto. Pensiamo, ad esempio, ai casi di “simbiosi energetica” tra un’azienda che, avendo un surplus di energia termica, decide di cederla ad una vicina, evitando a quest’ultima la produzione in loco con un proprio impianto.
ANALISI DEI DATI
Di seguito sono riportati i dati emersi dall’analisi di un campione di 125 siti produttivi (scopri di più sull’analisi). Gli interventi di processo includono:
- Monitoraggio dei consumi elettrici
- Ottimizzazione della rete elettrica
- Ottimizzazione della centrale termica
- Ottimizzazione delle condense
- Ottimizzazione della centrale frigorifera
- Riduzione della pressione circuito aria compressa
Gli interventi di processo sono stati proposti in 101 casi. Nella tabella viene indicata, per ciascun settore merceologico, la frequenza con cui sono stati suggeriti questi interventi:
Il valore medio del tempo di pay back semplice degli interventi di processo, ponderato sul campione, è pari a 1,7 anni. Di seguito il tempo di pay-back distinto per comparto.
Infine riportiamo i dati sul risparmio economico potenziale.
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