Transizione energetica

Decarbonizzazione: un percorso collaborativo che parte dall’efficientamento energetico

A livello globale, si sono delineate sei best practice che possono permettere di raggiungere gli obiettivi prefissati: oltre all’efficientamento energetico, l’elettrificazione, i carburanti verdi, CCUS e BECCS, le tecnologie innovative

18 Feb 2022

Erika Vaniglia

Direttore CDILabs

Alessandro Magny

COO CDILabs

Con i prezzi dell’energia alle stelle e una spinta collettiva sempre più forte verso la transizione green, l’argomento decarbonizzazione (ed efficientamento energetico) è finito in cima alla lista delle priorità di ogni azienda che possa dirsi “energivora”, e con esso è arrivata anche la consapevolezza che pensare di affrontare un percorso simile con le sole forze interne all’azienda rischia di essere poco efficiente, e poco efficace. Il panorama della transizione è infatti ancora in forte fase di delineazione, le strade che si potranno adottare sono multiple e sondarle tutte non è possibile. Per questo, saper collaborare in modo efficace con aziende innovative, diventa ancor più che in passato un elemento fondamentale di una strategia di decarbonizzazione efficace.

Le sei best practice della decarbonizzazione industriale

A livello globale, si sono ormai delineate sei best practice che, nel loro insieme, possono permettere di raggiungere gli obiettivi citati.[1]

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La prima, la più scontata, è l’efficientamento energetico: una accurata analisi dei consumi dei processi industriali, e di come essi possano essere ottimizzati attraverso pratiche più o meno nuove, sono il primo e fondamentale step di ogni percorso di questo tipo.

In seconda istanza, l’elettrificazione, che – seppur oggi drogata da costi dell’energia elettrica alle stelle – è ancora la via primaria per abilitare forme alternative di carburante. Arriviamo così alla terza best practice, i carburanti “verdi” per l’appunto, siano essi biometano, idrogeno, ammoniaca o altro. Sì, perché nel percorso verso la transizione, di per certo non possiamo immaginare che un solo vettore energetico possa adempiere per intero allo scopo, per lo meno, non allo stato attuale dello sviluppo tecnologico.

Ci colleghiamo così alla quarta best practice, costituita da tutte quelle tecnologie che vanno sotto la dicitura di CCUS e BECCS (CCUS: Carbon Capture, Use and Storage, BECCS: Bio-energy Carbon Capture and Storage) che prevedono che, qualora una parte di utilizzo di gas naturale non fosse prescindibile, si dovrà prevedere il modo affinché l’anidride carbonica emessa dall’utilizzo dello stesso sia catturata e non rilasciata in atmosfera.

Un esempio su tutti? Sarà probabilmente complicato che la produzione di acciaio possa completamente affrancarsi dal gas naturale: ArcelorMittal, leader mondiale nel suo settore, prevede infatti un 5% residuale di emissioni, rispetto ai livelli del 2018, sul quale andranno ad agire proprio le tecnologie di CCUS allo scopo di raggiungere comunque una completa decarbonizzazione (link).

La quinta best practice riguarda l’ampio tema della circolarità, comprendendo, ad esempio, tutte quelle tecnologie e soluzioni che guardano al recupero delle materie prime dai prodotti a fine vita per il reintegro degli stessi nelle nuove produzioni. In ultima istanza, le tecnologie innovative che sono attualmente in fase di sviluppo ma che non hanno ancora una propria forte identità e che ricadono per questo dentro il cappello più ampio di Innovazione tecnologica.

Secondo uno studio di McKinsey datato al 2020, di qui al 2030 le prime due best practice da sole, ossia efficientamento energetico ed elettrificazione, porteranno alla riduzione del 67% delle emissioni industriali, facendo riferimento ai livelli delle stesse che si avevano nel 1990[2]. Risulta quindi chiaro come sia proprio da questi primi due pilastri che debba partire ogni road map di decarbonizzazione. Oggi iniziamo ad approfondire la prima best practice: l’efficientamento energetico.

decarbonizzazione

L’efficientamento energetico

Sotto il cappello di efficientamento energetico rientrano molti cluster di soluzioni tecnologiche che energy e plant manager possono tenere in considerazione per il raggiungimento degli obiettivi.

Il primo passo, che è anche il più semplice e immediato da implementare, comporta la ricerca di perdite esistenti nei sistemi energetici, per identificare i miglioramenti più veloci. I sistemi energetici in fabbrica, dal vapore all’aria compressa, solo per citarne alcuni, sono infatti numerosi e possono essere difficili da monitorare e manutenere ogni giorno; tra un controllo e l’altro, valvole e tubi possono perdere, alcuni componenti possono rompersi e tali inefficienze possono rimanere inosservate per mesi, fino al prossimo audit annuale, portando le perdite di energia ad accumularsi in modo significativo. Esistono sistemi innovativi che permettono ai tecnici in stabilimento di identificare più facilmente e con più precisione queste perdite, come tecnologie portatili a ultrasuoni o telecamere termiche, che possono indirizzare la ricerca delle perdite e l’effettuazione di una manutenzione mirata.

Un secondo campo di soluzioni, che va sotto il nome di Building Energy Management Systems (BEMS), ambisce al monitoraggio in real time dell’energia consumata, di modo che gli energy manager possano costantemente identificare anomalie ed elaborare altresì soluzioni di ottimizzazione dei consumi. I BEMS sono tipicamente piattaforme software che raccolgono 3 principali tipologie di dati:

  • dai macchinari
  • da punti di misurazione ad-hoc collegati ai sistemi energetici, come vapore e aria compressa
  • da elementi contestuali, come la temperatura e l’umidità dell’aria ambiente o il livello di occupazione di un edificio.

Raccogliendo, analizzando e visualizzando i dati attraverso il BEMS, i plant ed energy manager possono disporre di una conoscenza in tempo reale dei loro consumi energetici, sapendo quindi prioritizzare le voci e identificare le opportunità di miglioramento. L’esperienza dimostra che attraverso questa trasparenza, che abilita tra l’altro un migliore processo decisionale, in molti casi si può spesso ottenere un risparmio del 20% sui consumi, con punte che arrivano anche al 30%.

Quando i dati sono disponibili tramite BEMS, entra poi in gioco la possibilità di utilizzare soluzioni avanzate di intelligenza artificiale e analisi dei dati per identificare i parametri ottimali per il funzionamento degli impianti e dei macchinari, mettendo in relazione tra loro i dati dei consumi con quelli di produzione e andando quindi a identificare modelli ottimali di gestione. Nei casi più sofisticati, le soluzioni di analisi dei dati possono essere collegate direttamente ai componenti dell’impianto, in particolar modo alle macchine non critiche, per ottimizzare “in anello chiuso” e direttamente i parametri macchina al fine del risparmio energetico. Ad esempio, i sistemi di ventilazione possono adattare i flussi d’aria in base all’occupazione dell’edificio, alla temperatura dell’aria esterna e ai processi industriali in essere in quel dato momento in fabbrica, così da operare sempre nelle condizioni più efficienti.

Ulteriori opportunità di risparmio energetico possono implicare una rielaborazione più intensiva dei sistemi energetici, ad esempio per sfruttare il calore di scarto che, tramite nuovi dispositivi, può essere recuperato e trasformato in energia riutilizzabile: tra le novità da segnalare in questa direzione, l’evoluzione delle tecnologie Organic Rankine Cycles (ORC) che sono oggi in grado di lavorare a livelli di pressione molto più bassi di un tempo, permettendo quindi di generare energia, ad esempio, dalla differenza di temperatura tra acqua calda e acqua fredda. Tecnologie come queste paiono avere ampie potenzialità di sviluppo, tant’è che, per portare un esempio, l’azienda svedese Climeon, che sviluppa dal 2011 un proprio modulo brevettato impiegabile sia in ambito marittimo sia industriale, ha saputo scalare velocemente il proprio business: dal primo ordine ricevuto nel 2015, oggi l’azienda conta 90 dipendenti ed è listata sulla borsa di Stoccolma.

La collaborazione con aziende innovative a supporto della decarbonizzazione

La rassegna delle tecnologie innovative adottabili ai fini del risparmio energetico e avvio alla decarbonizzazione non si esaurisce certo in queste poche righe. Ciò che però è rilevante notare è che il panorama è estremamente ampio e in continua evoluzione, e per questo riuscire a discriminare quali siano le soluzioni più adatte per la propria strategia ed il proprio contesto, come prioritizzarle e con quali partner implementarle è assolutamente indispensabile per riuscire nella messa a terra di una delle sfide più grandi, forse la più grande, cui l’industria moderna è chiamata. La buona notizia è che gli strumenti e l’attenzione del management sono sempre più presenti, rendendo quindi possibile un percorso che, seppur ancora articolato, è sempre più alla portata di chiunque voglia intraprenderlo.

Note

  1. Towards Deep Decarbonisation of Energy-Intensive Industries: A Review of Current Status, Technologies and Policies by Anissa Nurdiawati 1,2 and Frauke Urban, KTH Royal Institute of Technology https://www.mdpi.com/1996-1073/14/9/2408/htm
  2. Source: Mckinsey: How the European Union could achieve net-zero emissions at net-zero cost https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/how-the-european-union-could-achieve-net-zero-emissions-at-net-zero-cost

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