efficienza energetica nei settori civile ed industriale...

Efficienza Energetica nei settori Civile ed Industriale: linee di intervento e il

ruolo dell’ENEAVincenzo Porpiglia (Coordinatore)

Mauro AnnunziatoMarco Citterio

Gaetano FasanoAmerio GarganoGiacomo MauroEnnio Rubino

Impieghi finali di energia in Italia

Contributo dei vari settori ai consumi finali: dati storici e previsioni (Fonte: MAP)

~30%~ 28%

144 MTep

Impieghi finali di energia:

Intensità energetica dei settori: dati storici e previsioni (Fonte: MAP)

Situazione settore Civile:

Consumi di Energia Primaria: dati storici e previsioni (Fonte: MAP)

~15 MTep

~29 MTep

Residenziale: dati storici e previsioni della ripartizione dei consumi per fonte energetica

Terziario: dati storici e previsioni della ripartizione dei consumi per fonte energetica

• circa 13 milioni di edifici (in 26,5 milioni di unità abitative, occupate da 21 milioni di famiglie)

• circa 11milioni anteriori alla L. 373/73 • 100-150mila nuove unità/anno, in circa

70mila edifici, pari a circa lo 0,6% dell’esistente.

(fonte: Libro Bianco “Energia, Edificio, Ambiente”).

Situazione settore Civile: composizione del parco edilizio

Situazione settore Industriale: l’evoluzione dei consumi

• Tendenza negli ultimi anni:– tenuta delle produzioni a più elevata intensità energetica.– diminuzione delle produzioni a più bassi consumi specifici.

• Settori che richiedono razionalizzazioni energetiche: – materiali per l’edilizia– metallurgia

• Interventi possibili:– innovazione di processo e di prodotto (Best Available

Technics)– miglioramento della qualità ambientale dell’intero ciclo

produttivo (Life Cycle Assesment).

Situazione settore Industriale: l’evoluzione dei consumi

Il Quadro di riferimento

• Gli interventi di razionalizzazione energetica nel campo degli usi finali si inquadrano all’interno di:– provvedimenti legislativi e normativi – linee di indirizzo individuate dai documenti

della Commissione europea

Il Quadro di riferimento • L. 239/2004 (legge Marzano) per il riordino del settore energetico nazionale• I Decreti ministeriali 20 luglio 2004 per la promozione dell’Efficienza Energetica.• Il Decreto 387 del 2003 sulla promozione di energia elettrica prodotta da fonti

rinnovabili• Il decreto 28/2/2003 sul “finanziamento delle attività di R&S per il settore elettrico

nazionale”o decreto CERSE. • I programmi Comunitari. VII PQ (aumento dell’efficienza energetica ed utilizzo

delle fonti rinnovabili e pulite).• La direttiva CE 91/2002 sulla efficienza energetica degli edifici e il relativo

decreto legislativo di recepimento 192/2005.• “More with less”: Libro verde sulla efficienza energetica della Commissione

Europea.• L’accordo di Kyoto per la riduzione delle emissioni di gas serra.

La Domanda attuale nel settore Civile….

– miglioramento dell’efficienza del parco edilizio nazionale (in particolare degli edifici pubblici e di pregio).

– necessità di invertire la tendenza all’aumento dei consumi di energia elettrica negli edifici specie per il condizionamento estivo.

– necessità di dare risposta con prodotti nazionali alle richieste di efficienza energetica che emergono dal sistema paese.

– supporto alle politiche energetiche e sviluppo normativa, a livello centrale e locale.

– richiesta di formazione da parte di associazioni di categoria, ordini professionali, PA.

… e la risposta dell’ENEA• Supporto alla progettazione e alla pianificazione degli interventi (commesse da

PA, BBCC, progettisti) • Consulenza per la progettazione di sistemi di controllo avanzato (PoliMi per

SIEEB Pechino) • Integrazione fotovoltaico nell’involucro edilizio (commesse da PA, sviluppo

componenti)• Caratterizzazione e sviluppo materiali trasparenti (CATRAM, SOSIA)• Caratterizzazione e sviluppo sistemi Illuminazione ed elettrodomestici efficienti;

(ICELAB, CORVO)• Progettazione sistemi ventilazione naturale; raffrescamento passivo; solar

cooling (Studi di fattibilità; Consulenze; Partecipazione Tasks IEA)• Attività di supporto per l’Autorità per l’Energia Elettrica e per il Gas per la

valutazione degli interventi di EE. • Supporto allo sviluppo della normativa (MAP)• Formazione (SICENEA, Corsi sulle FR e sulla Tecnologia FV) • Supporto all’attuazione delle politiche energetiche territoriali

– AEEG– Regioni (ad es. SICENEA con Reg. Sicilia,

Campania, Lombardia, Lazio, Puglia)– Comuni (Roma, Parma, Vittorio Veneto etc. )– Sovrintendenze BBAA e BBCC (edifici storici)– Enti Pubblici e privati (RFI, Arma CC,

Federcasa, etc.)– Associazioni di categoria, ordini professionali

Commesse in corso e in progress

• Tecnologie per l’auto-produzione dell’energia.• Valorizzazione energetica degli scarti

industriali.• Riorganizzazione del processo produttivo per

renderlo più efficiente dal punto di vista energetico.

• Valutazione degli interventi per l’accesso agli incentivi legati al risparmio energetico.

La Domanda nel settore Industriale

• Prevalentemente da piccole e medie aziende, per lo più territorialmente raggruppate in distretti o aree industriali.

• I Distretti Industriali (circa 200)– 124 nell’Italia del Nord (tessile, abbigliamento,

occhialeria, gioielleria, mobili, calzature, alimentari, giocattoli, carta);

– 60 nell’Italia Centrale (tessile, abbigliamento, strumenti musicali, gioielleria, mobili, calzature, alimentari, giocattoli, carta)

– 16 nell’Italia del Sud (tessile, abbigliamento, mobili, calzature, alimentari)

La Domanda nel settore Industriale

Dati Finanziari delle attività ENEA sugli Usi Finali (Civile e Industria)

UDA: Circa 6 M€*, 9 commesse(*)comprendono una quota del progetto SICENEA (3,5 M€ 2005-2008)

ENE:Civile: Circa 2 M€, 10 commesseIndustria: Circa 2 M€, 8 commesse

Dati relativi al periodo 2003 – 2005. I dati non tengono conto dell’accordo con AEGG (4,5 M€ nel periodo 2006 – 2008)

La domanda potenziale per il settore Civile

• Dal Risparmio alla Efficienza Energetica e Uso Sostenibile dellerisorse

• Potenzialità di risparmio negli usi finali nel Civile – 15 MTep (~35% rispetto al consumo attuale), – 1500 M€ in termini di TEE.

• Composizione della domanda– Soluzioni tecnologiche per la Generazione Distribuita (Power

Parks)– Soluzioni tecnologiche per l’Efficienza Energetica degli

edifici (EcoBuildings)– Supporto alle Politiche Energetiche e allo sviluppo della

Normativa– Servizi integrati avanzati, Formazione e Consulenza

La stimolazione della domanda potenziale…..

• Grandi programmi di ricerca applicata basati su finanziamenti pubblici

• Istituzione di strumenti di Governancebasati soprattutto su incentivi e regolamentazioni (Decreti sull’EE, Leggi e Programmi Regionali).

• A livello UE– VII Programma Quadro (ECTP: European Construction Technology

Platform)– Quadro Comunitario di Sostegno 2007 – 2013

• A livello Nazionale– gestite dai ministeri (MIUR, MAP, MEF, Infrastrutture, MAT)

• PNR, PON, PON ATAS - Assistenza Tecnica ed Azioni di Sistema, PIA (Pacchetto Integrato di Agevolazioni), APQ - Accordi di Programma Quadro

• Intese Istituzionali di Programma, Contratti di Quartiere• Decreto sulla ricerca di sistema (CERSE): accordo di programma con

ENEA sugli Usi Finali– gestite dal MAE che prevedono una serie di accordi bilaterali nei quali

è possibile trovare spazio per le attività di interesse

… e le opportunità di finanziamento

• A livello Regionale e Locale– POR (Piani Operativi Regionali) e derivati:

• PIT Programmi Integrati Territoriali: spazi significativi per azioni dimostrative e di sensibilizzazione e formazione riservate all’edilizia.

– PIC (Programmi di Iniziativa Comunitaria) • INTERREG: coinvolgimento attivo sia delle istituzioni

regionali che centrali su scala europea. Particolare attenzione all’area del Mediterraneo (anche extra UE).

– Specifici Contratti e Convenzioni

… e le opportunità di finanziamento

La strategia ENEA: il modello 2000-2005

PAcentrale ENEA

Industria(PMI)Cittadino

Supporto alla normativa, pianificazione, attuazione

della governance

PAlocali

In/formazioneconsulenza

Consulenza/Servizi

Promozione domanda

(R&S)

La strategia ENEA: il modello 2006-2010sviluppo di tecnologie per l’EE e di strumenti di governance

PAcentrale ENEA

(R&S) NetworkIndustriale

Sviluppo congiunto di strumenti di governance

mercato

Partnership nello sviluppo di soluzioni tecnologiche per l’efficienza energetica

(power parks ed ecobuildings)

PARegione, EL

utenti

Soluzioni Tecnologiche

• Power Parks: Approccio sistemico ed integrato alla

Generazione Distribuita

• Ecobuildings: Edifici ad alta efficienza

Punto 1: che ruolo con l’industria ?Punto 1: che ruolo con l’industria ?

In quali tecnologie dobbiamo eccellere per giocare un ruolo cosìambizioso ?

PA ENEA NetworkIndustriale

Tecnologie di sistemaTecnologie di sistema

mercato

Ambizione: ENEA come “facilitatore” tra PA e Network Industriale per la diffusione di nuove tecnologie per l’Efficienza Energetica

Punto 1: che ruolo con l’industria ?Trovare un ruolo attivo all’interno dei

circuiti industriali di sviluppo delle architetture tecnologiche e dei

componenti e per l’EE.

Punto 1: che ruolo con l’industria ?Trovare un ruolo attivo all’interno dei

circuiti industriali di sviluppo delle architetture tecnologiche e dei

componenti e per l’EE.

Punto 2: che ruolo con la PA ?Punto 2: che ruolo con la PA ?

Punto 3: che ruolo verso il mercato ?Punto 3: che ruolo verso il mercato ?

• Power parks• Eco-buildings

Cos’è un distretto energetico ?• E’ un insediamento civile o industriale territorialmente localizzato che

richiede un servizio di energia sia in forma termica che elettrica.

residenziale• piccoli comuni• quartieri urbani

• condomini

terziario• uffici

• ospedali• centri commerciali

• scuole, caserme

industriale• vetrerie, cartiere…

• agroalimentare• tessile

• computer based

CondizionamentoElettrodomesticiIlluminazione pubblica

+ affidabilità+ utenze speciali+ smaltimento residui+ sicurezza

trasporto• stazioni

• rete logistica• combustibili

+ comunicazione+ distribuzione

UTENZE

ESIGENZE

L’approccio sistemico al distretto energeticoL’approccio sistemico al distretto energetico

-> puntare alla efficienza energetica del sistema più che dei suoi componenti

Il modello dei Power Parks (Smart Grids)Il modello dei Power Parks (Smart Grids)

• E’ un approccio che permette di affrontare in modo sistemico l’efficienza di un distretto energetico;

• scegliere l’architettura ottimale (costo, consumo, affidabilità, ambiente)

• ottenere una ottimizzazione continua della gestione.

• E’ il modo più efficace per introdurre le fonti rinnovabili: il modello PP può rendere l’utilizzo delle fonti rinnovabili piùcompetitive.

• Non è una tecnologia ma una soluzione tecnologica da adattare al contesto

Energia distribuita• micro/poli-generazione

• microturbine• motori a cicli innovativi• pompe ad assorbimento

Rinnovabili• fotovoltaico

• solare termico (BT/AT)• eolico

Eco-buildings• involucro

• integrazione PV• climatizzazione avanzata

• controllo illuminazione pubblica

Power Park nel civile

Informatica• controllo edifici

• progettazione Power Parks• gestione Power Parks

• comunicazione

ReteNazionale

Generazione distribuita• micro/poli-generazione

• microturbine• motori a cicli innovativi• pompe ad assorbimento

Rinnovabili• solare termico (BT/AT)

• biomasse, biocombustibili

Power Park industriali/trasporti

Recupero energetico• recupero energetico residui

• termovalorizzazione residui/rifiuti

Informatica• gestione delle sorgenti

• progettazione Power Parks•comunicazione

Logistica• rete del combustibile

• rete di trasporto• veicoli basso consumo/impatto

ReteNazionale

VI PQ

EUEU

VII PQ

Programma Concerto

Chi ha puntato sui Power Parks ?

EUEUVII PQ Vision Paper sulle “SMART GRIDS”(marzo ’06)

USAUSA

Started 8 DOE Regional Application Centers

– Cover all 50 states– Provide local guidance, tools, and

training to successfully apply DE.

Distributed Energy Coalition

Presentazione della DE Coalition al Congresso USAMarzo ’06 -> “Power Parks White Paper”

Benefits of Distributed Energy

Energy Reliability1. Improved power quality2. Business continuity3. Reduced grid congestion4. End-of-the-wire supply5. Short lead-time, off-the-shelf,

modular technology

Energy Security6. Reduced system vulnerability7. Disaster Mitigation8. Disaster Recovery

Energy Efficiency9. Improved fuel efficiency (fuel

economy)10. Optimized use of scarce natural

gas resources11. Eliminates line losses

Environmental Stewardship18. Reduced emissions per unit of

useful output19. Reduces land-use impacts and

NIMBY objections20. Reduces fresh water use

Economic Development12. Lower cost for new electricity than new

central generation and T&D13. Improved energy cost predictability14. No ratepayer investment required

(generation or T&D)15. Creates new high-tech manufacturing

sector, domestic and export16. Creates local jobs for installation,

operation and maintenance17. Supports competitive electricity market

structure

USAUSA


mercato

Quale ruolo (aggiuntivo) verso la PA ?

• Dimostrare la fattibilità tecnica-economica a livello industriale dei power parks

• Inserire le leve di governance all’interno delle tecnologie di progettazione/gestione

• Sostenere la nascita/crescita di nuove imprese high tech intorno ai dimostratori



Punto 3: che ruolo verso il mercato ?Punto 3: che ruolo verso il mercato ?

Punto 2Trovare un ruolo importante nella

definizione dei programmi di finanziamento regionale (o di distretti

tecnologici) e puntare alla realizzazione di dimostratori di Power

Parks connessi all’utenza.

Punto 2Trovare un ruolo importante nella

definizione dei programmi di finanziamento regionale (o di distretti

tecnologici) e puntare alla realizzazione di dimostratori di Power

Parks connessi all’utenza.


mercato

Quale ruolo (aggiuntivo) verso il mercato ?

• Confindustria, altre associazioni imprenditoriali, associazioni di consumatori:

Short: identificazione della domanda; comunicazione e promozione; coinvolgimento attori industriali, informazione/formazione sulla Efficienza Energetica

Medium: creazione di esperienze pilota replicabili su distretti industriali; dimostrare l’efficienza economica dell’integrazione del PP nel territorio per tutti i soggetti coinvolti

Long: creare un tavolo congiunto di riferimento per negoziare con la PA gli strumenti della governanceper la efficienza energetica (programmi di ricerca/dimostrazione, normative).



Punto 3: che ruolo verso il mercato ?Punto 3: che ruolo verso il mercato ?Punto 3Trovare una sinergia forte con le

associazioni industriali e le associazioni di consumatori

Punto 3Trovare una sinergia forte con le

associazioni industriali e le associazioni di consumatori

Approccio alla definizione di Ecobuilding

STEP 1: Riduzione della domanda di energia

STEP 2: Ricorso alle Energie Rinnovabili

STEP 3: Conversione efficiente della energia fossile

Energy demandEnergy demand

Isolamento termico, tenuta all’aria, recupero di calore, sistemi dischermatura solare etc.

Sole, pompe di calore, vento, biomasse

Caldaie, Illuminazione ed elettrodomestici ad alta efficienza

– Involucro• metodologie e strumenti per la progettazione integrata• caratterizzazione e sviluppo materiali e sistemi innovativi• integrazione sistemi fotovoltaici e solari termici

– Contenuto dell’involucro• prove e certificazione di apparecchi elettrodomestici

– Apparecchi del freddo– Apparecchi di illuminazione

Soluzioni tecnologiche: Ecobuildings

– Nuovi sistemi di climatizzazione e ventilazione• metodologie e strumenti per la progettazione integrata• sviluppo e caratterizzazione di pompe di calore ad assorbimento• studi di fattibilità e progettazione di sistemi di climatizzazione

assistiti da solare• progettazione di sistemi di climatizzazione ad alta efficienza

energetica e ridotto impatto ambientale: valorizzazione di apporti energetici naturali (ventilazione naturale ed ibrida, raffrescamento passivo);


– Sistemi innovativi di illuminazione efficiente• sviluppo di tecnologie a LED e tubi di luce• sviluppo e progettazione di sistemi di illuminazione

naturale. – Domotica e casa intelligente

• applicazione di tecnologie informatiche per la razionalizzazione dei consumi energetici ed il controllo ambientale.


Tipologia di offerta ENEA sugli elementi di domanda prioritari nel settore CivileX: Breve termine (< 1 anno)X: Medio termine (1 – 5 anni)X: Lungo termine (> 5 anni)

Pow

er Parks

Ecobuilding

Abbattim

ento carichi elettrici

Sviluppo com

ponenti e sistem

i

Elaborazione N

ormativa

Formazione

Metodi di progettazione integrata/ottimizzata XX XX XX

XX

XX

X

X

XX

X

Sistemi di controllo avanzati XX XX

Caratterizzazione e sviluppo materiali XX XX

Caratterizzazione e sviluppo sistemi Illuminazione efficienti; elettrodomestici

XX XX X

Integrazione fotovoltaico XX XX X

Progettazione sistemi ventilazione naturale; raffrescamento passivo; solar cooling

XX XX XX X

Servizi integrati sul territorio X X X X

L’attività dei Centri di Consulenza Energetica Integrata (CCEI)

• Osservatorio sulle potenzialità di finanziamento ottenibile attraverso i bandi Regionali e Locali.

• Sollecitazione della domanda • Promozione diffusa• Filtro tra le esigenze espresse a livello locale e

l’offerta di servizi e tecnologie dell’ENEA. • Promozione delle applicazioni delle tecnologie ENEA

mediante la partecipazione diretta a progetti finanziati localmente e la realizzazione di società di spin off.

Le risorse umane, le criticità e la proposta organizzativa

• Risorse umane disponibili circa 40 persone distribuite tra ENE, UDA, MAT

• CriticitàDispersione delle attività in troppe unità, scarsa comunicazione e coordinamentoElevata età media dei ricercatori coinvolti Necessità di nuove acquisizioni di giovani ricercatori (necessario raddoppiare l’organico) Necessità di individuare adeguate risorse finanziarie.

• Modello organizzativoL’analisi delle attività descritte suggerisce un’ipotesi di modello organizzativo costituito da un progetto “Efficienza energetica ed uso sostenibile dell’energia” suddiviso in due aree progettuali:

Tecnologie per l’Efficienza EnergeticaServizi Integrati sul Territorio.

efficienza energetica nei settori civile ed industriale...

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