L'ottimizzazione energetica industriale consiste nel misurare, analizzare e migliorare l'utilizzo dell'energia al fine di ridurre i consumi e i costi di esercizio di uno stabilimento, senza comprometterne le prestazioni produttive.
Si basa in particolare sull'identificazione dei punti di maggiore consumo energetico, sulla misurazione dei consumi industriali, sull'analisi dei dati relativi ai consumi e sull'ottimizzazione dei processi e delle attrezzature.
Elettricità, vapore, combustibile, refrigerazione industriale e aria compressa devono essere misurati separatamente per individuare le perdite, rilevare gli scostamenti e dare priorità alle azioni che presentano il miglior potenziale di risparmio.
Un approccio strutturato consente quindi di misurare → analizzare → ottimizzare → verificare i risparmi ottenuti.
Per ottimizzazione energetica industriale si intende l'insieme delle azioni volte a migliorare l'utilizzo dell'energia necessaria al funzionamento di un sito produttivo. Consiste nel misurare i consumi, analizzare gli utilizzi, individuare le perdite e adeguare il funzionamento delle attrezzature e dei processi alle effettive esigenze.
A differenza di una semplice riduzione puntuale dei consumi, l’ottimizzazione energetica si basa su un approccio continuo che combina strumentazione, misurazione, analisi dei dati, regolazione, automazione e monitoraggio delle prestazioni.
Il suo obiettivo è quello di ridurre i consumi e i costi energetici, mantenendo al contempo la produttività, la qualità e la disponibilità degli impianti.
Le principali opportunità di ottimizzazione energetica si trovano spesso nei servizi necessari ai processi industriali: elettricità, vapore, combustibili, refrigerazione e aria compressa.
Una misurazione inadeguata o una cattiva gestione di queste reti può comportare un consumo eccessivo, perdite di energia, un aumento dei costi di produzione e una diminuzione del rendimento degli impianti.
Il primo passo consiste quindi nel misurare separatamente ogni tipo di consumo, al fine di individuare le voci che comportano il maggior dispendio energetico e individuare le misure che presentano il miglior potenziale di risparmio.
Una parte significativa delle perdite energetiche industriali riguarda i servizi ausiliari: vapore, combustibili, elettricità, refrigerazione industriale e aria compressa. Una misurazione insufficiente dei consumi, la mancata individuazione delle anomalie o una gestione inadeguata possono comportare un consumo eccessivo e un aumento dei costi energetici.
I principali strumenti per l’ottimizzazione energetica consistono nel misurare con precisione gli utilizzi, visualizzare i consumi, individuare eventuali scostamenti e regolare il funzionamento delle apparecchiature. A seconda degli impianti, ciò può avvenire tramite l’automazione, la regolazione, il recupero di calore, la gestione intelligente delle apparecchiature o ancora l’ottimizzazione dei processi.
La riduzione sostenibile dei costi energetici si basa quindi su un approccio strutturato: misurare, analizzare, stabilire le priorità delle azioni e infine verificare i risparmi ottenuti.
Non tutte le misure di ottimizzazione energetica presentano lo stesso potenziale di risparmio né lo stesso costo di investimento. La priorità consiste quindi nell’identificare le voci più onerose, quantificare le perdite e confrontare i benefici attesi con l’ammontare degli investimenti necessari.
L'analisi può tenere conto, in particolare, del risparmio energetico annuale, dei costi di manutenzione, degli aumenti di produttività, della durata di vita delle attrezzature e del tempo di ritorno sull'investimento.
Questo approccio consente di stabilire un ordine di priorità tra le azioni: correzione delle anomalie e messa a punto, miglioramento del sistema di misurazione, ottimizzazione dei servizi, ammodernamento delle attrezzature o automazione dei processi.
In pratica, l’ottimizzazione energetica degli impianti industriali si basa su un’analisi accurata dei consumi, sull’individuazione delle anomalie e sull’attuazione di misure mirate volte a ridurre le perdite e i costi energetici.
La misurazione dei consumi energetici consente di misurare separatamente i principali settori di utilizzo, di confrontarne l'andamento nel tempo e di individuare le voci che presentano gli scostamenti maggiori o le maggiori opportunità di risparmio.
Un audit energetico consente di individuare le fonti di spreco, di stabilire un ordine di priorità tra le opportunità di risparmio e di valutare il ritorno sull'investimento (ROI) delle azioni previste. Rappresenta quindi una fase fondamentale per stabilire le priorità di investimento e migliorare in modo sostenibile l'efficienza energetica degli impianti industriali.
La misurazione del vapore saturo o surriscaldato, della portata corretta in base alla pressione e alla temperatura è indispensabile in settori industriali quali l'agroalimentare, la chimica e la petrolchimica per il riscaldamento dei processi.
Il conteggio della portata di vapore consente di:
Nella maggior parte delle aziende industriali, gas, petrolio e carbone vengono utilizzati per il riscaldamento degli impianti e dei processi industriali delle fabbriche. Le industrie continuano a dipendere fortemente dalle energie fossili che fungono da materia prima.
La misurazione del consumo di combustibile consente di:
Indipendentemente dal settore di attività, l'elettricità è probabilmente l'utilità più indispensabile per il funzionamento del vostro impianto di produzione.
Il conteggio dell'energia elettrica ela sua ottimizzazione consentono di:
Sebbene l'industria agroalimentare sia la principale consumatrice di energia sotto forma di refrigerazione industriale per il mantenimento della catena del freddo, anche altri settori come quello farmaceutico e chimico ne fanno uso (circuiti di raffreddamento nei processi, data center, edifici industriali, ecc.).
Il conteggio del freddo industriale consente di:
L'11% della produzione di energia elettrica per l'industria è destinato alla produzione di aria compressa. Per questi settori industriali, è fondamentale controllare la gestione delle reti pneumatiche.
Raccogliere, analizzare e sfruttare dati precisi su questi consumi d'aria, scegliere e installare contatori d'aria compressa e indicatori di prestazione energetica pertinenti può generare tra il 15 e il 30% di guadagni in termini di:
In molti settori industriali, una parte significativa dell'energia consumata viene dissipata sotto forma di calore residuo proveniente dalle attrezzature e dai processi di produzione. Tuttavia, questa preziosa risorsa rimane troppo spesso inutilizzata. Il recupero del calore residuo consiste nel catturare questa energia persa per riutilizzarla all'interno dell'azienda, ad esempio per riscaldare i locali, produrre vapore o alimentare i sistemi di raffreddamento.
L'implementazione di un sistema di recupero del calore residuo richiede un'analisi approfondita dei processi industriali e delle attrezzature al fine di identificare i punti di produzione di calore e le opportunità di valorizzazione. Reimmettendo questa energia nel ciclo produttivo, le aziende possono ridurre significativamente il loro consumo energetico, ottenere risparmi sostanziali sulla bolletta e migliorare la loro efficienza energetica complessiva. Questo strumento di ottimizzazione consente non solo di ridurre i costi, ma anche di rafforzare la competitività delle industrie, rispondendo al contempo alle sfide della transizione energetica.
L'ottimizzazione energetica non si basa solo sulle attrezzature e sui sistemi di misurazione. Il coinvolgimento dei team consente inoltre di individuare più rapidamente eventuali scostamenti, evitare determinati sprechi e mantenere nel tempo le buone pratiche.
La sensibilizzazione e la formazione degli operatori, dei tecnici e dei responsabili di sito facilitano l’utilizzo dei dati energetici, il monitoraggio degli indicatori e l’individuazione degli scostamenti nei consumi. Contribuiscono così a inserire le azioni di ottimizzazione in un percorso di miglioramento continuo.
Le energie rinnovabili possono integrare un percorso di ottimizzazione energetica industriale, ma non sostituiscono la previa riduzione dei consumi superflui. Prima di aumentare la quota di energia rinnovabile, è quindi preferibile misurare i consumi, individuare le perdite e migliorare l’efficienza delle attrezzature e dei processi.
Una volta ottimizzati i consumi, l’integrazione di una produzione locale di energia o di soluzioni di recupero energetico può contribuire a ridurre ulteriormente i costi e la dipendenza dalle fonti energetiche convenzionali.
L'Industria 4.0 consente di migliorare l'ottimizzazione energetica grazie alla raccolta, alla centralizzazione e all'analisi in tempo reale dei dati provenienti dalle apparecchiature e dai servizi industriali.
I sensori connessi, i sistemi di monitoraggio e gli strumenti di analisi consentono di individuare più rapidamente le anomalie nei consumi, di confrontare le prestazioni degli impianti e di individuare le azioni prioritarie.
In combinazione conl'automazione e la regolazione, questi dati consentono di adattare il funzionamento delle apparecchiature alle effettive esigenze di produzione e di monitorare i risparmi ottenuti nel tempo.
L'ottimizzazione energetica consente di ridurre i consumi di elettricità, combustibili e utenze industriali, contribuendo così anche a ridurre le emissioni legate al funzionamento del sito.
Questi benefici ambientali sono tuttavia il risultato di una migliore gestione dei consumi energetici. In questa pagina, la priorità rimane quindi quella di individuare le perdite, ridurre i consumi superflui e misurare i risparmi ottenuti.
È necessario misurare separatamente i principali consumi energetici: elettricità, vapore, combustibili, refrigerazione e aria compressa. La misurazione e il monitoraggio dei consumi consentono di individuare gli sprechi, le perdite e le voci che presentano il maggiore potenziale di risparmio.
Le azioni devono essere classificate in base al loro potenziale di risparmio, al costo di investimento, all'impatto sulla produzione e al tempo di recupero dell'investimento. Le azioni correttive semplici possono essere attuate rapidamente, mentre gli investimenti più consistenti richiedono un'analisi tecnico-economica.
Il tempo di recupero dell'investimento può essere stimato confrontando il costo netto dell'investimento con i risparmi annuali generati. Per un'analisi più completa, è utile includere anche i costi di manutenzione, gli aumenti di produttività e la durata di vita delle attrezzature.
Le priorità dipendono dal processo, ma l'elettricità, il vapore, i combustibili, l'aria compressa e il freddo industriale figurano spesso tra le principali voci da monitorare. La loro misurazione separata facilita l'identificazione dei consumi eccessivi e delle opportunità di risparmio.
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Eric STOECKEL
Ingegnere applicativo efficienza energetica
