Transizione energetica e comunità: il ruolo della diagnosi dei consumi in una strategia di decarbonizzazione
Premessa
La partecipazione alla conferenza annuale SECEM organizzata da FIRE, la Federazione Italiana per l’uso Razionale dell’Energia, rappresenta un momento stimolante e di grande arricchimento professionale per chi come me si occupa da sempre di gestione dell’energia e di progettazione sostenibile.
Il tema dell’ottava edizione della conferenza, svoltasi a Rimini il 9 e 10 maggio 2023, riguardava il ruolo degli EGE “tra presente e futuro, tra obblighi ed opportunità” e tra gli argomenti più dibattuti sono emersi decarbonizzazione, generazione diffusa e autoconsumo, ma anche approfondimenti legati all’approccio da adottare verso queste sfide, che in molti hanno riassunto con il vocabolo “flessibilità”.
Un concetto, quello di “flessibilità”, che si ritrova nel mio intervento presentato durante la conferenza, che, riferendosi ad un caso reale, parla appunto di decarbonizzazione, di comunità energetiche e di flessibilità, calando questi aspetti nella diagnosi energetica.
Concetti generali
La diagnosi energetica è “ispezione e analisi sistematiche dell'uso e del consumo di energia di un sito, edificio, sistema o organizzazione con l'obiettivo di identificare i flussi di energia e il potenziale di miglioramento dell'efficienza energetica e comunicarli” (citazione dalla UNI CEI EN 16247-1: 2022).
Per cercare di garantire una maggiore flessibilità del modello utilizzato per elaborare la situazione ante e post nel caso di un intervento di efficientamento energetico, può essere utile ragionare nei termini di albero dei vettori o, meglio, di rete.
Un caso reale
Vediamo come questo approccio viene declinato in un caso reale relativo ad un sito dotato di due POD ed un PDR, oltre ai sistemi di generazione dei vettori tecnologici.
Il flusso di energia si distribuisce su una rete dove i nodi sono:
- i punti di consegna (POD e PDR), elementi tecnici intermedi e relative utenze;
- i sistemi di generazione di vettori tecnologici (compressori, caldaie, cogeneratori, ecc.) e le utenze che li utilizzano;
- i sistemi di autoproduzione (fotovoltaico, eolico, idroelettrico, ecc.), i nodi di interscambio e le utenze.
Rete utilizzata all’interno della elaborazione del modello di una diagnosi energetica.
Un modello così ipotizzato conferisce un vantaggio competitivo in relazione alle nuove sfide tra cui:
- modificare il vettore energetico di un sistema di generazione di un vettore tecnologico;
- modificare i fattori di conversione su gruppi di nodi (utenze) per tenere conto di diversi rendimenti o perdite sulle reti dei vettori tecnologici;
- simulare un unico POD;
- confrontare sui nodi, a vari livelli, i dati simulati e quelli misurati;
- considerare tra le utenze i servizi tecnologici relativi all’edificio, quali riscaldamento, raffrescamento e ACS, elaborando eventualmente un modello di appoggio a sé stante implementato utilizzando i profili (mensili o orari) come da immagine sottostante.
Situazione ante
L’elaborazione finale della situazione ante intervento, completa di grafici dei consumi complessivi, si ottiene dalla sommatoria dei consumi di tutti i nodi che sono collegati ai punti di alimentazione.
Nel nostro caso reale abbiamo due grafici (due POD) per quanto riguarda l’energia elettrica ed un grafico (un solo PDR) per il combustibile gas metano.
Simulazione 1 – interventi di efficientamento.
La situazione post comprende, in questa applicazione, numerosi interventi:
- isolamento copertura stabilimento A in contemporanea alla posa di un nuovo impianto sullo stesso;
- integrazione dei generatori di calore con pompe di calore per riscaldamento ambiente dello stabilimento A e preriscaldamento delle galvaniche;
- sostituzione degli apparecchi illuminanti dello stabilimento A;
- sostituzione di alcune macchine utensili dello stabilimento B;
- recupero termico dal sistema di ventilazione dai reparti lavorazioni meccaniche;
- aumento di potenza del fotovoltaico dello stabilimento B.
La simulazione si avvantaggia della possibilità di tenere conto di ambiti civili e industriali caratterizzando i nodi della rete come abbiamo visto.
I grafici sottostanti si riferiscono alla prima simulazione per quanto riguarda i POD dello stabilimento A e B. Il netto tiene conto della autoproduzione della componente da fotovoltaico già attiva sommata alla nuova potenza installata.
Simulazione 2 – ulteriori interventi di efficientamento e unico POD virtuale
Il passo successivo ha riguardato una simulazione con un POD virtuale cui collegare tutte le utenze.
L’inerzia termica dei due edifici ha consentito di ipotizzare una diversa modalità di esercizio dell’impianto termico. Questa variazione, oltre al fatto di poter distribuire l’energia autoprodotta sull’intero stabilimento, migliora il fattore di utilizzo (sabato e domenica i consumi elettrici sono quasi nulli) riducendo la quota di energia elettrica ceduta in rete e migliorando i tempi di ritorno dell’investimento.
Abbiamo quindi avuto modo di evidenziare un possibile aggiornamento del modello riguardante la diagnosi energetica in un’ottica di maggiore flessibilità: tuttavia occorre sempre ricordare che la diagnosi riguarda anche altri aspetti, tra cui quelli economici e finanziari, non approfonditi in questa sede.
Valutazioni conclusive: oltre l’efficienza energetica
La diagnosi energetica con semplici aggiornamenti ci aiuta a raggiungere gli obiettivi di transizione energetica e decarbonizzazione del parco edilizio e industriale le cui scadenze, in particolare in Europa, sono sempre più vicine nel tempo.
Colgo però questa occasione per ricordare la rilevanza di altri aspetti “extra-energy” che concorrono a completare e realizzare quella ambizione di “sostenibilità” che guida le nostre comunità sociali e personali tra cui:
- benefici non energetici delle riqualificazioni: sicurezza antincendio, emissioni, vettori non energetici, salute, benessere, qualità della vita, economia circolare, impatto sul territorio, ecc.;
- strumenti e tecniche per una pianificazione “complessa” delle attività;
- gestione dei progetti, programmi e portfolio che la realtà aziendale cui si ispira il caso pratico presentato sta iniziando ad utilizzare per gestire il suo business (ad es. ISO 21502: 2021);
- valorizzazione della componente umana, con particolare attenzione alla parità di genere e all’inclusività.
Gli atti dell’ottava conferenza nazionale SECEM, tra cui la presentazione cui si ispira questo articolo, sono consultabili alla pagina http://www.secem.eu/atti-ottava-conferenza-secem-gli-esperti-in-gestione-dellenergia-tra-presente-e-futuro-tra-obblighi-ed-opportunita/