Documentazione utile e software di supporto

Il software di supporto alle decisioni per la mappatura di sorgenti e pozzi di calore nei processi produttivi e la valutazione costi-benefici delle opzioni di recupero del calore di scarto industriale è stato sviluppato da ENEA in collaborazione con l'Università degli studi di Roma Tor Vergata, l'Università degli studi de L'Aquila e l'Università degli studi di Udine nell'ambito di Ricerca di Sistema, Piano Triennale di Realizzazione 2019-2021, progetto 1.6 "Efficienza energetica dei prodotti e dei processi industriali", WP3.

Questo software si rivolge principalmente a energy manager di aziende di produzione e a energy efficiency consultants che siano alla ricerca di un supporto per la mappatura delle sorgenti e dei pozzi di calore di specifici processi produttivi e per una prima identificazione e valutazione delle relative opzioni di recupero. E' possibile utilizzare il software per l'analisi di una o più aziende/stabilimenti. A partire dal modulo 1, in cui l’utente è invitato a creare un'anagrafica dell'azienda e dei relativi flussi di calore di scarto e fabbisogni di energia termica, il software guida l’utente nell'identificazione delle possibili opzioni di recupero e fornisce una valutazione globale dei relativi costi e potenziali risparmi. Infine, per le diverse opzioni di recupero di calore individuate il software consente di eseguire un'analisi di sensitività basata sul metodo Monte Carlo e una prioritizzazione delle diverse alternative, aiutando a creare un piano d'azione per il recupero di calore. Se l’utente intende analizzare i processi produttivi di un'azienda dei settori caseario, prodotti da forno o tessile il software fornisce già una mappatura precompilata di sorgenti e pozzi di calore, che l’utente può accettare o modificare a seconda delle sue necessità.

Il software si compone di quattro moduli:

Il Modulo 1 valuta la possibilità di utilizzare le sorgenti di calore di scarto dell'azienda per produrre energia termica utile a soddisfare i fabbisogni dell'azienda stessa. Le tecnologie di recupero considerate in questo modulo sono: ORC, Pompe di calore, Frigoriferi ad Assorbimento e Scambiatori di calore.

Il Modulo 2 consente, utilizzando la Pinch Analysis, di ottimizzare il dimensionamento di una rete di scambiatori eventualmente integrando anche un ORC e/o una pompa di calore.

Il Modulo 3 valuta l'accoppiamento di una sorgente di calore interna all'azienda con un fabbisogno termico esterno all'azienda (ovvero di un'azienda vicina). In questo caso, il software effettua un primo dimensionamento del sistema e un'analisi costi-benefici che considera anche parametri ambientali e legati al consumo idrico. Il Modulo 3 è l'unico che può essere utilizzato totalmente in modalità stand-alone.

Il Modulo 4 prende in input quanto elaborato dal Modulo 1 e dal Modulo 2 per fornire una più dettagliata valutazione costi-benefici attraverso il calcolo di indici economici, energetici e ambientali. Il Modulo 4 realizza anche un'analisi di sensitività dei risultati basata sul metodo Monte Carlo e consente di definire un piano d'azione per il recupero di calore attraverso l'individuazione di un indice di priorità per ciascuna opzione di recupero.

Il software è inoltre corredato da due database che possono anche essere utilizzati in maniera del tutto indipendente, ovvero:

Un database di tecnologie per il recupero di calore sviluppato dall'Università degli studi di Roma Tor Vergata, contenente informazioni circa le tecnologie esistenti e in fase di sviluppo per il recupero di cascami termici di scarto.

Un database di casi di studio di recupero di calore industriale sviluppato da ENEA, contenente informazioni sui progetti di recupero del calore di scarto industriale già realizzati in ambito industriale.

Tutti gli strumenti sviluppati sono rivolti a coloro che desiderano una valutazione di massima dei potenziali benefici provenienti da azioni di recupero di calore di scarto dai propri processi produttivi. La semplice interfaccia grafica li rende facilmente utilizzabili anche da utenti non esperti.

Il software è attualmente nella fase Beta dello sviluppo; per inviare feedback sulle sue funzionalità, nonché per inoltrare domande e richieste di chiarimenti sul suo utilizzo, è possibile rivolgersi a:

Miriam Benedetti (ENEA):

Il rapporto, prodotto dall'Energy Efficiency Financial Institution Group, è indirizzato ai settori edifici, PMI e industria. L'EEFIG promuove azioni volte a mitigare le barriere che ostacolano il finanziamento a lungo termine dei progetti di efficienza energetica.

Nell’ambito della implementazione dell’attività 2.1.2 del progetto ES-PA (Energia e sostenibilità per la Pubblica Amministrazione) è stato realizzato un software che consente di effettuare una prima autovalutazione qualitativa del grado di efficienza energetica delle PMI, a valle dell’inserimento di tutta una serie di dati richiesti (dalle tecnologie adoperate alla vetustà degli impianti, dalla presenza della ISO 50001 alle fonti rinnovabili adoperate) da parte di un operatore.

Lo strumento è a disposizione delle imprese al fine di individuare e realizzare gli interventi di efficienza energetica e di riorganizzazione dei vari processi produttivi. Il software confronta la situazione della singola PMI con la situazione standard e offre una valutazione qualitativa sugli interventi da intraprendere per ridurre i consumi.

Il Tool permette di esportare la relazione di calcolo in formato .RTF oppure inviare i dati al sito “Energia e Sostenibilità per la Pubblica Amministrazione” (ESPA).

La procedura di registrazione al portale ESPA è disponibile al seguente LINK.

CAEESuite (Compressed Air Energy Efficiency Suite) è la suite software sviluppata da ENEA in collaborazione con il CINTEST (Centro Interuniversitario per l’Innovazione Tecnologica e lo Sviluppo del Territorio), coinvolgendo ricercatori dell’Università della Tuscia e dell’Università di Roma Tor Vergata, nell’ambito di Ricerca di Sistema (Accordo di Programma MiSE-ENEA 2015-2017, Progetto D.3 “Processi e macchinari industriali”). La suite consente la caratterizzazione a livello tecnico-economico degli interventi di miglioramento dell’efficienza energetica degli impianti di produzione dell’aria compressa. CAEESuite rappresenta uno strumento di supporto alle decisioni in grado di fornire un feedback sulle potenzialità di efficientamento derivanti da numerose possibili azioni. CAEESuite si compone di otto strumenti utilizzabili indipendentemente, presenti all’interno di un’applicazione liberamente scaricabile dal portale ENEA e che non necessita di alcuna autorizzazione esterna.

Tutti gli strumenti della suite sono rivolti a coloro che desiderano una valutazione di massima dei potenziali benefici provenienti da azioni di efficientamento del proprio impianto aria compressa. La semplice interfaccia grafica li rende facilmente utilizzabili anche da utenti non esperti.

Strumenti per il supporto alle decisioni in materia di efficienza energetica

Gli strumenti contenuti all’interno della CAESSuite consentono di caratterizzare la configurazione attuale del sistema aria compressa da un punto di vista dei consumi energetici e suggeriscono delle alternative energeticamente vantaggiose basate sulle Best Practices e sulle Best Available Techniques.

CAESSuite consente quindi:

• La compilazione del modello di maturità (CASEEMM) che permette l’assessment delle pratiche di gestione del sistema aria compressa e la definizione di una roadmap per il miglioramento dell’efficienza energetica del comparto.
• La valutazione delle perdite di carico nelle tubazioni per l’aspirazione di aria esterna. La verifica del corretto dimensionamento delle condotte di aspirazione dell’aria consente la valutazione dell’eventuale aumento di consumo energetico dovuto all’innalzamento della differenza tra la pressione in aspirazione e quella di lavoro causata delle perdite di carico nella tubazione.
• La valutazione delle perdite di carico nelle tubazioni per la distribuzione di aria compressa. La verifica del corretto dimensionamento della rete di distribuzione dell’aria consente la valutazione dell’eventuale aumento di consumo energetico dovuto all’innalzamento della pressione di lavoro causata delle perdite di carico. Un errato dimensionamento comporta delle perdite di carico e quindi un conseguente aumento dei consumi del compressore.
• La valutazione del sistema di gestione dei filtri. La valutazione economica della dinamica di manutenzione dei sistemi filtranti consente di stabilire se diminuendo il tempo che intercorre tra due interventi successivi consente di diminuire la pressione di lavoro e quindi abbassare i costi legati al consum energetico a discapito del numero di interventi.
• Il calcolo dei consumi nel caso di utilizzo di sistemi a 2 livelli di pressione. La caratterizzazione del risparmio energetico/economico derivante dall’installazione di compressori operanti a 2 livelli di pressione viene effettuata confrontando i consumi di un sistema che elabora tutta la portata necessaria (alta + bassa pressione) alla pressione massima con uno che elabora alla pressione massima solo la portata di alta pressione.
• Il controllo della modulazione del compressore con inverter. Viene proposta una strategia di gestione del carico del compressore dotato di inverter in maniera tale da garantire la fornitura di aria compressa ottimale in termini di portate e pressioni richieste.
• La valutazione della posizione della presa d’aria del compressore. La valutazione avviene quantificando il risparmio energetico possibile grazie alla diminuzione della temperatura di prelievo dell’aria provocata dal cambiamento del punto di aspirazione.
• La valutazione delle perdite di aria per via indiretta. La valutazione di massima delle perdite dell’impianto avviene grazie alla misurazione della percentuale di potenza utilizzata per comprimere l’aria dispersa. Lo strumento può rappresentare un buon punto di inizio per un’eventuale campagna di ricerca delle perdite.

Si segnala che l’applicazione è attualmente nella fase Beta dello sviluppo; per raccogliere feedback e giudizi sulle funzionalità della suite è stato messo a disposizione un breve questionario anonimo la cui compilazione, da parte degli utilizzatori, è utile agli sviluppatori per elaborare miglioramenti della suite.

Gli sviluppatori si rendono inoltre disponibili a domande e chiarimenti sull’utilizzo di CAEESuite oltre alla segnalazione di eventuali malfunzionamenti e bug. I contatti a cui rivolgersi sono l'Ing. Miriam Benedetti (ENEA)- - e l'Ing. Annalisa Santolamazza (Università degli Studi di Roma Tor Vergata)- .

Il manuale di istruzioni e il software sono disponibili agli indirizzi seguenti:

Per aiutare le imprese a utilizzare l’energia in modo più efficiente, Assolombarda, grazie alla collaborazione con ENEA, ha realizzato e mette a disposizione delle imprese associate uno strumento gratuito per una prima valutazione online dei consumi energetici: “First energy check”.

Il software, al termine della compilazione, elaborerà i dati inseriti e rilascerà un report dove si avrà evidenza delle aree di miglioramento con l'indicazione della propria posizione rispetto a quella delle altre imprese dello stesso settore che hanno popolato il tool.

Il software è disponibile al seguente LINK.