L’efficienza energetica è uno degli strumenti più efficaci a disposizione del settore industriale per tagliare in modo rapido i propri consumi energetici, con vantaggi sia in termini di costi sia in termini di riduzione delle emissioni di gas serra. A sottolinearlo è il nuovo report dell’Energy Efficiency Movement, un forum globale di circa 200 organizzazioni impegnate a promuovere un uso razionale dell’energia, che ha consultato, per la realizzazione del documento, diverse aziende e istituti di ricerca, tra cui ABB, Alfa Laval, DHL Group, la IEA, Microsoft, l’ETH di Zurigo e l’istituto di tecnologia svizzero.
Lo studio – intitolato “Manuale dell’efficienza energetica nell’industria” e pubblicato a novembre – è un decalogo in cui sono illustrate le diverse tipologie di interventi che un’impresa può realizzare in maniera agile per ridurre drasticamente le bollette e le emissioni nel breve e medio termine, senza incidere minimamente sui livelli di produttività.
Il 2022 rappresenta un crocevia energetico per le industrie di tutto il mondo. L’urgenza del cambiamento climatico richiede interventi immediati.
Nello specifico, si tratta di soluzioni note che possono essere ottenute a costi accessibili e possono essere implementate su larga scala in tempi rapidi, permettendo alle imprese di trasformare le loro ambizioni green in risultati concreti.
Il primo intervento citato dal report è la realizzazione di un audit dell’efficienza energetica. Si tratta di un procedimento tramite il quale aziende specializzate nei servizi energetici, le ESCo, indicano un termine di paragone (benchmark) per individuare potenziali aree di intervento, sviluppare un piano di azione per ottimizzare i consumi energetici e, infine, misurare i progressi ottenuti. In questo modo si ottiene un quadro dettagliato della situazione di partenza e si possono mettere in atto interventi mirati.
Un altro elemento chiave è il corretto dimensionamento degli impianti industriali in funzione del compito che devono svolgere. Questa operazione richiede un’analisi minuziosa dei requisiti operativi dei vari macchinari, dell’efficienza dei dispositivi e dei profili di carico.
A seconda delle apparecchiature, si può decidere di intervenire regolando le impostazioni oppure aggiornando o riprogettando gli impianti. In alcuni casi, se queste scelte non fossero sufficienti, potrebbe essere necessario valutare la sostituzione delle macchine, che spesso sono troppo potenti per il compito che devono svolgere.
Il terzo punto citato dal report è il collegamento degli impianti all’Industrial Internet of Things (IIoT). Queste tecnologie consentono di tracciare i flussi di energia che attraversano un impianto e di mostrare le aree in cui l’energia viene sprecata. Il ricorso a queste soluzioni rappresenta un intervento importante che potrebbe dare un aiuto concreto alle imprese, ma in realtà le aziende sono ancora poco sensibili al tema.
Secondo recenti studi di ABB, infatti, solo il 35% delle organizzazioni industriali in tutto il mondo ha implementato tecnologie IoT su larga scala.
Il report sull’efficienza energetica nell’industria sottolinea inoltre come l’installazione di motori ad alta efficienza sia un’altra valida opzione a disposizione del settore industriale per ridurre i suoi consumi. Questa operazione comporta semplicemente la sostituzione di vecchie macchine con nuovi modelli caratterizzati da un coefficiente di efficienza maggiore.
Si tratta di interventi con un elevato potenziale: basti pensare che, secondo alcune stime, se tutti gli oltre 300 milioni di sistemi industriali guidati da motori elettrici attualmente in funzione venissero sostituiti con apparecchiature ottimizzate ad alta efficienza, il consumo mondiale di elettricità potrebbe essere ridotto del 10%.
Un altro suggerimento contenuto nel report per ridurre i consumi energetici nell’industria è la sostituzione di motori elettrici industriali che operano a velocità costante con azionamenti a velocità variabile. In questo modo si può regolare la velocità del motore e il consumo energetico viene calibrato in maniera intelligente, in base alla quantità di lavoro che deve essere svolto. “L’installazione di un azionamento a velocità variabile – si legge nel report – può migliorare l’efficienza di un sistema con motore elettrico fino al 30%, producendo benefici immediati a livello di costi ed emissioni”.
Una scelta vincente a disposizione delle imprese è inoltre il ricorso a veicoli industriali elettrici, tra cui carrelli elevatori, mezzi per miniere, autocarri e furgoni. In particolare i motori elettrici, come sottolinea il report, possono raggiungere un’efficienza superiore al 95%, a differenza dei motori diesel che non superano invece il 45% di efficienza a carico ottimale.
Sostituendo, ad esempio, il motore diesel di un escavatore da 24 tonnellate con una motorizzazione elettrica, che unisce l’alimentazione a batteria a un motore e azionamento ad alta efficienza, si possono eliminare 48 tonnellate di emissioni di CO2 all’anno, secondo una stima di ABB.
Un’altra scelta vincente per ridurre i consumi nei processi industriali è l’uso di scambiatori di calore efficienti e ben mantenuti. Tutte le industrie, a livello globale, utilizzano scambiatori di calore per il riscaldamento e il raffrescamento. Questi macchinari, essendo attrezzature statiche, non vengono sottoposti spesso a manutenzione e ottimizzazione proattive, prediligendo un approccio run-to-failure (funzionamento fino al guasto) che comporta maggiori consumi. Per cercare di ridurre l’energia impiegata è invece importante, da un lato, effettuare la corretta pulizia a intervalli regolari e, dall’altro, scegliere la tecnologia più efficiente.
Ad esempio, una scelta vincente può essere l’adozione di uno scambiatore di calore a piastre innovativo e compatto che, come si legge nel report, può essere il 25% più efficiente di un modello a fascio tubiero e mantello.
Al di là della scelta della tecnologia, un altro mezzo per contenere i consumi è inoltre il recupero in altri processi dell’energia dispersa sotto forma di calore. E’ possibile reintegrare il calore nel processo stesso oppure metterlo ad esempio a disposizione di impianti per il teleriscaldamento o in generale per la generazione di elettricità.
All’ottavo punto il report consiglia invece la sostituzione delle caldaie a gas con pompe di calore. Queste tecnologie, si legge nel report, “sfruttano i gradienti termici per aumentare l’efficienza dei processi di trasformazione dell’elettricità in calore; pertanto, dovrebbero essere valutate ovunque vi sia la necessità di produrre calore di processo o riscaldamento di spazi con temperature da basse a moderate”.
Naturalmente è fondamentale scegliere la giusta tecnologia per una determinata applicazione, valutando anche l’introduzione di un sistema di stoccaggio del calore.
Un’altra misura efficace da adottare per ridurre i consumi energetici nel comparto industriale è poi l’adozione di sistemi digitali per la gestione degli edifici (BMS – Building Management System). Si tratta di soluzioni che consentono di controllare, ad esempio, gli impianti di climatizzazione, di illuminazione, le tapparelle.
Il vantaggio legato all’implementazione di queste tecnologie consiste in particolare nella possibilità di rilevare la presenza di persone negli ambienti e di abbassare o spegnere in modo automatico le luci, ma anche di chiudere finestre e tapparelle per ridurre al minimo lo spreco di energia.
In un contesto industriale, spiega il report, “l’impatto di un BMS e di un sistema per la distribuzione intelligente dell’energia dipenderà dalla misura in cui i carichi dell’edificio e dei processi industriali vengono gestiti separatamente. Unendo l’automazione all’Industrial IoT si possono tagliare le emissioni della climatizzazione anche del 40% e ridurre i costi energetici del 25%, aumentando nel contempo del 60% il comfort per gli utenti e ampliando la durata delle apparecchiature del 50%.”
Infine, l’ultimo punto del decalogo sull’efficienza energetica nell’industria è dedicato al tema dell’archiviazione dei dati. Da questo punto di vista il report consiglia, per ridurre i consumi energetici, il passaggio dall’elaborazione di dati on-premise gestita privatamente, un processo altamente energivoro, a un datacenter in cloud. Basti pensare che l’elettricità utilizzata nei datacenter di tutto il mondo nel 2021 è stata pari 220-320 TWh, circa lo 0,9-1,3% del fabbisogno globale di elettricità.
