L’energie rinnovabili battono i combustibili fossili. Un passo verso futuro per l’Europa

“This marks a symbolic moment in the transition of Europe’s electricity sector. Renewables generated more electricity than fossil fuels, driven by wind and solar replacing coal.

“Questo segna un momento simbolico nella transizione energetica dell’Europa. Le rinnovabili (nel 2020) hanno generato più elettricità dei combustibili fossili, guidate dall’eolico e il solare che hanno sostituito il carbone”

Con queste parole Dave Jones, senior analyst di Ember, commenta i dati rilevati sulla produzione di energia elettrica nel 2020. E le notizie sono buone, anzi ottime; l’Ue nel 2020 ha prodotto più elettricità da fonti rinnovabili che da combustibili fossili.

I protagonisti più importanti di questo patto sono stati:

  • la Germania, che tenendo fede alla sua volontà di liberarsi del tutto del carbone come fonte di energia entro il 2038, ha dimezzato il suo consumo di carbone dal 2016.
  • Il Portogallo, che grazie alla scelta di chiudere due centrali termoelettriche alimentate a carbone, è riuscita a ridurne il consumo del 95%.

L’Italia purtroppo non è nel podio per questa transizione ma è comunque riuscita a diminuire la combustione del carbone del 25%.

Principali attori in questa transizione sono stati, come sopra riportato, l’eolico e il solare che sono cresciuti entrambi dell’11 e 16%.

Il piano Idrogeno dell’Italia

Il Green New Deal Europeo tra i suoi vari obbiettivi ha evidenziato principalmente tre aspetti relativi al sistema energetico che vanno affrontati:

  • Lo sviluppo di una rete energetica più circolare ed efficiente (ridurre la dispersione di energia, aumentare la sua distribuzione e accessibilità);
  • Convertire all’elettrico i settori più inquinanti (es: trasporti, riscaldamento, etc…) ;
  • Incentivare l’uso di combustibili NON fossili nei settori più difficili da elettrificare.

Le problematiche più spinose sull’energia rinnovabile per alcuni settori, erano infatti la difficoltà e gli elevati costi per affrontare la transizione a sistemi totalmente elettrici e la difficoltà nell’immagazzinare l’energia prodotta in eccesso in grandi quantità, per poterla utilizzare poi quando necessaria.

L’IRENA (International Renewable Energy Agency) nel 2018 ha definito l’idrogeno come “anello mancante della catena” per una transizione energetica completa, rapida ed efficiente.

L’Idrogeno

Questo in quanto l’Idrogeno fa parte dei cosiddetti “combustibili puliti” in quanto la sua reazione di combustione come prodotti di scarto dà un solo elemento: l’acqua. All’opposto dei combustibili fossili (questi difatti rilasciano anidride carbonica, monossido di carbonio, ossidi di azoto, biossido di zolfo, composti organici volatili e metalli pesanti, tutti associati a maggiori rischi di contrarre malattie, soprattutto respiratorie).

Inoltre l’H (idrogeno) può fungere come “batteria” per immagazzinare energia e, soprattutto, trasportarla con facilità. Si sfrutterebbero difatti gli impianti già esistenti per il trasporto dei gas naturali (metanodotti).

Per queste sue enormi potenzialità l’Ue ha stabilito un piano graduale per l’adozione dell’idrogeno distribuito in 3 fasi che vanno dal 2020 al 2050, con l’obbiettivo di produrre 10 milioni di tonnellate di idrogeno pulito in Europa.

Però perché non è stato fatto prima?

Questo quesito è legato al COME si produce l’H. Sostanzialmente questo si può estrarre tramite due metodologie:

  • Steam Reforming: consiste nel produrre idrogeno partendo da carbone, gas naturale o diesel, sottoposto ad altissime temperature. Il vapore che si viene a formare, reagendo con gli idrocarburi della materia prima, produce idrogeno. Come si potrà dedurre però questa tecnica non è sostenibile, in quanto parte da materie prime non rinnovabili, e inquinanti.
  • Elettrolisi: questa è invece la metodologia preferita, in quanto consiste nel produrre Idrogeno, partendo dall’acqua, tramite energia elettrica. E questo il caso in cui l’unico scarto prodotto è l’ossigeno. In questo caso l’energia di partenza, se proveniente da fonti rinnovabili, creerebbe un ciclo virtuoso di produzione dell’idrogeno, sostanzialmente ad emissioni zero.

Il piano e l’opportunità dell’Italia

Recentemente il Mise (Ministero dello Sviluppo economico) ha presentato le Linee Guida per la Strategia Nazionale sull’idrogeno 2021. In questo documento si definisce come l’uso dell’idrogeno come fonte energetica rappresenti un range di potenzialità ambientali ed economiche.

L’Italia difatti potrebbe arrivare nel 2050 a soddisfare, grazie alla produzione e consumo di idrogeno, il 20% della domanda energetica nazionale. Implementando difatti il reparto delle energie rinnovabili (grande potenzialità del nostro paese visto le fonti solari, eoliche e idriche disponibili rispetto ad altri paesi) e sfruttando l’energia in eccesso prodotta da queste, per l’elettrolisi dell’idrogeno, si potrebbe rendere l’Italia come uno dei principali fornitori di H in Europa.

Ovviamente questa opportunità richiede degli investimenti con obiettivi altamente mirati. Questo è già un primo passo e le premesse sembrano buone.

Tesla lancia l’inverter per gli impianti fotovoltaici

Dal genio di Elon Musk, ricerca e progettazione di soluzioni innovative e all’avanguardia hanno da sempre spinto Tesla ad evolversi nel corso degli anni. La società statunitense, ha difatti deciso di affiancare alla produzione di veicoli la realizzazione di pannelli solari e di appositi sistemi dedicati allo stoccaggio dell’energia.

Non a caso, la società va ad ampliare la sua gamma di prodotti per l’energia sostenibile grazie al nuovo inverter, completando dunque l’ampia serie dedicata alla fornitura di corrente elettrica.

Il nuovo “Solar Inverter” per l’uso domestico è compatibile sia con Solar Roof sia che con altri impianti di pannelli fotovoltaici e offre una garanzia di 12 anni e sei mesi.

L’apparecchio può essere installato sia in casa che all’aperto. grazie alla capacità di operare a temperature comprese tra i -30 e i 45 gradi centrigradi.

Inoltre, utilizzando la tecnologia del Powerwall 2, l’inverter funzionerà in combinazione con altri prodotti Tesla Solar, con possibilità di connettersi a Wi-Fi, Ethernet e cellulare, con conseguenti aggiornamenti Over-the-Air. Non manca tuttavia la possibilità di gestire fino a 4 impianti fotovoltaici contemporaneamente, molto utile dunque se si posseggono pannelli solari disposti su diversi edifici.

Tesla ha deciso di lanciare l’inverter nei tagli da 3,8 kW e 7,8 kW, consentendo ai proprietari con differenti esigenze energetiche di poter scegliere un dispositivo appropriato alle dimensioni della loro casa.

Data di lancio e prezzo ancora non sono stati resi noti, è tuttavia però possibile effettuare il preordine.

Impianti di Aspirazione industriali: Risparmio fino al 70%

Energy Saving propone un sistema di gestione automatica e computerizzata degli impianti di aspirazione industriale, nuovi o esistenti, garantendo un risparmio energetico medio del 70% con la possibilità di beneficiare dell’iperammortamento ed essendo inclusa nell’industria 5.0.

Descrizione del sistema standard

L’aspirazione industriale viene utilizzata in tutte le attività industriali ove come effetto collaterale si generano polveri, fumi o vapori; esempi sono la lavorazione del legno, dei metalli, vari settori dell’industria alimentare e farmaceutica.

I sistemi di ventilazione tradizionali utilizzano una rete di tubazioni che collega ogni macchinario adibito all’aspirazione ad un grande ventilatore centrale. Solitamente questi sistemi sono progettati per garantire costantemente un aspirazione del 100% erogando energia senza distinzione tra i macchinari realmente attivi e quelli in stand-by. Tuttavia i dati reali delle fabbriche dimostrano che meno del 50% dei macchinari lavorano contemporaneamente; questo vuol dire che il 50% delle macchine non sta producendo polveri, sta però consumando energia per l’aspirazione.

In un sistema standard difatti spesso gli operatori non si preoccupano di chiudere le serrande, con conseguente perdita sostanziale di efficienza nella raccolta della polvere e un successivo pericolo per la salute. Soprattutto durante il periodo invernale, la continua aspirazione d’aria porta ad uno spostamento d’aria calda verso l’esterno, proprio attraverso l’impianto di aspirazione, e un conseguente ulteriore spesa del riscaldamento.

Il SISTEMA

L’idea principale per ovviare a questo problema è semplice: dotare ogni stazione di lavoro di un sensore adibito a rilevare quando l’aspirazione sia o meno necessaria, unito all’uso di una serranda pneumatica motorizzata per chiudere il tubo di aspirazione quando questa non è necessaria. Quando una macchina viene accesa, il sensore segnala al sistema di aprire l’opportuna serranda, o più d’una. Il sistema monitora poi l’attività di tutte le macchine nella vostra fabbrica e, attraverso un inverter, ottimizza costantemente la quantità di energia fornita al motore. Ciò genera un risparmio energetico fino al 70%. Il sistema è progettato per mantenere il flusso d’aria minimo necessario all’aspirazione di ogni stazione o macchina e presenta cicli di pulizia programmabili per evitare che eventuale materiale residuo si sedimenti nelle tubazioni. Questo grazie al sistema di controllo di aspirazione, che sfrutta un sistema di calcolo che determina la quantità d’aria necessaria e la necessaria depressione sulla base delle informazioni provenienti dai sensori. Il sistema regola i giri delle ventole di conseguenza.

La parte principale del sistema è costituita dalla POWER UNIT atta a modulare la coppia e la potenza per il motore collegato al ventilatore. Funzione principale è la regolazione della velocità e della coppia del ventilatore ma svolge anche funzioni quali la gestione del sovraccarico termico del motore, il funzionamento in risparmio energetico e altro.

Una volta acceso il sistema di controllo imposta il sistema in modo automatico e posiziona le serrande di sicurezza. L’unità passa poi alla lettura del segnale da tutti i sensori nelle varie stazioni e controlla serrande e le rispettive unità di alimentazione, le POWER UNIT.

Una volta impostata la macchina su ON, il sistema aprirà la porta appropriata e imposterà le adeguate depressioni per la velocità richiesta attraverso la POWER UNIT. Al termine delle attività di produzione delle macchine il processo sarà simile e si chiuderanno le serrande.

La modalità di funzionamento principale è quella automatica, ovvero senza l’intervento dell’utente, con il mantenimento di livelli di aspirazione ottimale, risparmiando al massimo l’energia.

In caso di guasto del sistema di controllo è poi implementata la modalità manuale. IN questo modo il ventilatore sarà impostato su aspirazione al 100% e tutte le serrande saranno aperte, riportando la situazione a quella precedente all’installazione del sistema di efficentamento.

Risparmio Energetico Aria Compressa: un caso reale

Descrizione consumi dei compressori ante e post monitoraggio con le relative modifiche apportate al sistema dopo uno studio effettuato sul loro funzionamento.

Di seguito viene riportato l’andamento dei consumi raccolti dal generale compressori prima dell’opera di monitoraggio e degli interventi di efficenza

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Possiamo notare come al variare dei turni dei vari caroselli non si noti un calo netto dell’energia consum
ata dai compressori, il che indica un grande spreco d’aria durante le ore di fermo turno dei caroselli.
Infatti durante il turno del carosello D1 delle ore 05.00-13.00 si consumano 100KW; tanto quanto delle 13.00 in poi quando il carosello non funziona ma comunque l’aria arriva fino alla macchina dove poi viene dispersa a causa delle perdite.
Si è provveduto successivamente ad installare un misuratore di consumi, controllabile da remoto, che tenga conto dei consumi di tutti e tre i compressori presenti.

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L’analisi ha evidenziato la necessita di apportare delle modifiche al sistema per non disperdere l’aria compressa pompata dai compressori nei vari caroselli.
Non potendo sostituire tutti i raccordi presenti nelle varie presse e componenti dei caroselli, si è deciso di installare a monte del carosello delle valvole che chiudano l’aria compressa mandata dai compressori. In questo modo non elimineremo gli sprechi durante il turno di funzionamento del carosello, ma si andranno ad eliminare nelle ore di fermo macchina.
Sulla base del predente ragionamento si è provveduto all’installazione delle valvole nei caroselli D1 e Fi’zi:k essendo quelli con il maggior numero di fermo ore.

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Nel grafico successivo si può notale il risparmio ottenuto dal montaggio delle valvole sul carosello D1.

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Possiamo vedere come dopo l’istallazione delle valvole, siano ben definiti i turni dove lavora il carosello, questo perché chiudendo a monte del carosello, nelle ore dove non lavora l’aria non viene sprecata dalle dispersioni e quindi i compressori non pompano aria inutilmente e arriviamo cosi a risparmiare 20 KW di potenza.
Andiamo ora a vedere con più precisione, grazie allo strumento di misura installato nel quadro compressori, i risparmi ottenuti grazie delle installazione delle valvole nei due caroselli.

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RISPARMIO ENERGETICO D1
20 KW * 14 ORE DI FERMO * 5 GIORNI SETTIMANALI * 4 SETTIMANE = 5.600 KWh
5.600 KWh * 0.15 €/KWh = 840 € al mese
840 € * 11 MESI = 9.240 € annui
Investimento: € 500,00
Pay back investimento: 20 giorni

 

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RISPARMIO ENERGETICO fi’zi:k
7 KW * 14 ORE DI FERMO * 5 GIORNI SETTIMANALI * 4 SETTIMANE = 1.960 KWh
1.960 KWh * 0.15 €/KWh = 295 € al mese
295 € * 11 MESI = 3.235 € annui
Investimento: € 150,00
Pay back investimento: 20 giorni