IL FUTURO DELL`ENERGIA –

IL FUTURO DELL’ENERGIA –
Produrre e utilizzare in modo intelligente
energia elettrica, calore e freddo
L’iniziativa sull’energia
per le aree rurali
I N D I C E
Strategie energetiche dell’Alto Adige
5
Efficienza energetica e potenziale di risparmio energetico
6
Energie rinnovabili
8
Biomassa
8
Energia solare
10
Energia idroelettrica
12
Geotermia e calore ambientale
13
Energia eolica
14
Tecnologie e modelli con potenziale futuro
15
Micro-reti a biomassa e contracting di energia termica
15
Cogenerazione / trigenerazione in impianti di piccola taglia
17
Piccole centrali idroelettriche e possibilità di combinazione
20
Accumulo di energia
23
Sistemi alternativi di trazione
25
Sistemi efficienti di utilizzo dell’elettricità
28
Possibilità di incentivazione
29
Incentivi provinciali
29
Incentivi statali
29
Agevolazioni fiscali
29
Indirizzi e Kontatti
30
Colophon
Editore: Unione Agricoltori e Coltivatori Diretti Sudtirolesi, Via C. M. Gamper 5, 39100 Bolzano
Redazione: Unione Agricoltori e Coltivatori Diretti Sudtirolesi / Ripartizione Innovazione & Energia, TIS innovation
park / Area Energia & Ambiente, con il supporto tecnico del Dott. Norbert Klammsteiner / Esperto in energia
Direzione e coordinamento dei contenuti: Unione Agricoltori e Coltivatori Diretti Sudtirolesi / Dott.ssa Irene Unterkofler
Layout: www.effekt.it
Stampa: Fliridruck
Traduzione dalla lingua tedesca: Linguatech s.n.c. di Ciola B.
Finanziamento: Questa brochure è stata realizzata nell’ambito del progetto FSE "EnerCommunities – Comuni e
paesi autosufficienti grazie alle rinnovabili in Val Venosta" (2/42/2012), cofinanziato dall’Unione Europea attraverso il Fondo Sociale Europeo (FSE), dal Ministero del Lavoro e delle Politiche Sociali e dalla Provincia autonoma
di Bolzano.
1a edizione, giugno 2015
A causa di continue modifiche delle condizioni quadro l’edizione più aggiornata è disponibile in internet all’indirizzo www.sbb.it.
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Premessa
Produrre e utilizzare l’energia in modo economicamente redditizio è la sfida del futuro. In un contesto in
continua evoluzione che ha effetti considerevoli sulla
redditività degli impianti energetici vanno cambiate
le modalità di produzione e di utilizzo dell’energia
all’interno delle proprie aziende ed abitazioni.
è sorta dal progetto FSE "EnerCommunities - comuni
e paesi autosufficienti grazie alle energie rinnovabili in Val Venosta" cofinanziato dal Fondo Sociale
Europeo (FSE), attuato insieme ai partner Comunità
Comprensoriale Val Venosta, TIS innovation park ed
EURAC research.
L’Unione Agricoltori e Coltivatori Diretti Sudtirolesi,
nell’ambito dell’iniziativa "Il futuro dell’energia Produrre e utilizzare in modo intelligente energia
elettrica e calore ", ha fornito informazioni e input
sulle modalità per produrre e utilizzare l’energia in
modo economicamente ed ecologicamente sostenibile, su come è possibile ridurre la spesa energetica
e sulle innovazioni presenti nel mercato dell’energia
con un effettivo potenziale per il futuro. L’iniziativa
La presente brochure fornisce agli interessati una
panoramica generale sulle possibilità e le sfide future insite nell’efficienza energetica e nelle energie
rinnovabili. Indica anche quali sono i potenziali delle
diverse tecnologie e modelli energetici per le aree
rurali dell’Alto Adige, oltre a fornire suggerimenti
fondati su come poterli introdurre in modo economicamente ed ecologicamente redditizio nella propria
azienda e/o abitazione.
Leo Tiefenthaler
Presidente
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Siegfried Rinner
Direttore
Strategie energetiche dell’Alto Adige
La Provincia autonoma di Bolzano-Alto Adige con il
Piano Clima "Energia-Alto Adige-2050" indica il percorso che intende seguire l’Alto Adige per diventare
un KlimaLand. Il Piano Clima comprende gli obiettivi
e le misure per instaurare un rapporto sostenibile
con l’energia.
VISIONI DI POLITICA ENERGETICA
Le visioni di politica energetica contenute nel Piano
Clima delineano come dovrà essere il futuro sostenibile dell’Alto Adige. Queste comprendono, tra le altre:
L’ALTO ADIGE SI ASSUME LA RESPONSABILITÀ DELLA TUTELA DEL CLIMA
Le emissioni di CO2 devono scendere a meno di 4 t
l’anno pro capite entro il 2020 e a meno di 1,5 t l’anno
pro capite entro il 2050.
OTTIMIZZAZIONE DELL’EFFICIENZA ENERGETICA E SFRUTTAMENTO DEL POTENZIALE DI
RISPARMIO DISPONIBILE
ABBANDONO DELLE FONTI ENERGETICHE
FOSSILI A FAVORE DELLE FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI DISPONIBILI A LIVELLO
LOCALE
La percentuale di fabbisogno energetico coperto dalle
energie rinnovabili andrà aumentata fino ad almeno il
75% entro il 2020 e fino a oltre il 90% entro il 2050.
ASSI STRATEGICI D’INTERVENTO
Sulla base delle visioni di politica energetica, il Piano
Clima definisce diversi assi strategici d’intervento che
comprendono anche:
`` Approvvigionamento energetico e gestione intelligente dell’energia
`` Utilizzo razionale e intelligente dell’energia
`` Riqualificazione di edifici ed edilizia sostenibile
`` Utilizzo di energie rinnovabili
Il consumo annuale pro capite (senza considerare
l’"energia grigia" riconducibile direttamente o indirettamente a beni e servizi importati) deve scendere
a meno di 2.500 watt l’anno entro il 2020 e a meno
di 2.200 watt l’anno entro il 2050.
Zunehmende Bedeutung
Utilizzo intelligente dell’energia
Miglioramento dell’efficienza energetica
Sostituzione delle
fonti energetiche fossili
Sviluppo delle
energie rinnovabili
Gli obiettivi di politica energetica dell’Alto Adige
(Fonte: Piano Clima "Energia-Alto-Adige-2050", Provincia autonoma di Bolzano-Alto Adige, 2011)
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Efficienza energetica e potenziale
di risparmio energetico
L’incremento dell’efficienza energetica e lo sfruttamento
dei potenziali di risparmio energetico hanno un’elevata
priorità nell’agenda della politica energetica della
Provincia autonoma di Bolzano-Alto Adige.
Si tratta fondamentalmente di come si possa raggiungere lo stesso rendimento (o superiore) utilizzando
meno energia.
MANAGEMENT ENERGETICO
Sulla base di un’analisi continua del consumo energetico è possibile sfruttare sistematicamente i potenziali di risparmio energetico nella propria azienda o
abitazione e ridurre i costi energetici.
CONTROLLING ENERGETICO
La premessa per l’attuazione di interventi di efficienza
energetica è la conoscenza dettagliata del proprio
consumo aziendale o domestico di energia. Il rilevamento e l’analisi dei consumi e dei costi dell’energia
rappresentano la base per l’identificazione dei grandi
consumatori, per la valutazione della redditività di
potenziali interventi per aumentare l’efficienza energetica e per la loro realizzazione.
ATTUAZIONE DEGLI INTERVENTI
Sulla base dei risultati del controlling energetico viene
eseguita la pianificazione e l’attuazione (e il monitoraggio) degli interventi per l’incremento dell’efficienza
energetica. In prima linea vi è l’ottimizzazione delle
tecnologie già impiegate, seguita dall’utilizzo di nuove
tecnologie fino ad arrivare al recupero delle perdite di
energia e l’ottimizzazione dei contratti con i fornitori.
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POTENZIALE E SFIDE
``
``
``
``
``
``
``
``
``
``
``
Incremento dell’efficienza energetica degli edifici e nei processi produttivi (esempi)
Dimensionamento adeguato dei siti e degli impianti
produttivi (dimensionamento corretto di ambienti,
aggregati quali pompe o serbatoi di refrigerazione
del latte, ecc.);
Isolamento termico sufficiente degli edifici;
Impianti regolati in modo ottimale per la ventilazione e il raffreddamento degli ambienti;
Utilizzo di sistemi di illuminazione a risparmio
energetico (oltre all’uso della luce naturale ad
esempio installando lucernari a cupola);
Costante manutenzione degli impianti produttivi
(pulizia di impianti di mungitura, camini/aperture
di ventilazione, scambiatori di calore, ecc.);
Condizioni ottimali di stoccaggio dei prodotti;
Utilizzo del calore residuo.
Incremento dell’efficienza energetica di macchinari e attrezzature (esempi)
Cura e manutenzione attenta dei macchinari;
Adattamento dei macchinari al tipo di utilizzo;
Utilizzo di macchinari a basso consumo;
Scelta di veicoli, macchinari e attrezzature con
sistemi di trazione alternativi (per es. a batterie).
Contracting di risparmio energetico
Nel caso del contracting di risparmio energetico, un fornitore di servizi energetici specializzato
- il contractor - attua un pacchetto di misure per il
miglioramento dell’efficienza energetica garantendo
un risparmio ben definito sui costi dell’energia. Il
proprietario dell’immobile / il cliente paga soltanto
per la quota di risparmio conseguito sui costi dell’energia. I rischi tecnici ed economici sono a carico del
contractor. Nei primi anni, il risparmio ottenuto sulla
spesa energetica serve principalmente per rifinanziare
gli investimenti.
Riduzione del fabbisogno energetico e dei costi energetici con il contracting
di risparmio energetico
100
Costi energetici fissi (%)
80
60
40
Rata del contracting (restituzione dell’investimento)
Costi
energetici
prima
Costi per uso energia
20
0
-5
Momento
dell‘investimento
5
10
Jahre
L'azienda vinicola Pfitscher a Montagna
(Fonte: Azienda vinicola Pfitscher, www.pfitscher.it)
Esempio pratico
Alcuni anni fa l’azienda vinicola Pfitscher a Montagna si è trasferita dal centro del paese e ha fatto costruire
una nuova struttura aziendale e abitativa prestando particolare attenzione al risparmio di energia e all’utilizzo
di fonti rinnovabili come l’energia solare, il calore ambientale e la biomassa. L’azienda vinicola Pfitscher è la
prima cantina italiana a vantare il sigillo di qualità CasaClima Wine.
Cetificazione
KlimaHaus Wine
Tipo di costruzione
Edificio residenziale: costruzione in legno
Fabbricato aziendale: costruzione in calcestruzzo armato
Materiali isolanti
Edificio residenziale: prodotti minerali e polistirolo
Fabbricato aziendale: polistirolo e poliuretano
Valori di isolamento
termico delle finestre
Uf: 1,5 W/m2K
Ug: 1,1 W/m2K
Impianti per
la produzione di
energia
Impianto fotovoltaico: 19,5 kW
Pompa di calore (combinata con recupero di calore):
Potenza termica 31- 33 kW; potenza utilizzata 11,45 – 9,86 kW; Cop 2,71 – 3,35
Potenza frigorifera 29,43 kW; potenza utilizzata 11,82 kW; EER 2,49
Caldaia a biomassa: potenza nominale 30,5 kW, rendimento 91,2 %
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Energie rinnovabili
A fianco dell’incremento dell’efficienza e della riduzione
di fabbisogno energetico, l’utilizzo sostenibile di fonti
rinnovabili è uno dei massimi obiettivi della politica
energetica dell’Alto Adige.
Tali fonti rinnovabili comprendono, tra le altre, la
biomassa, l’energia solare, l’energia idrica, eolica, la
geotermia e il calore ambientale.
BIOMASSA
DEFINIZIONE
La direttiva sulle energie rinnovabili dell’Unione Europa
sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili (2009/28/CE) definisce la biomassa come segue:
“La biomassa è la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti
dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e
animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse,
comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte
biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani.”
Si possono distinguere le seguenti modalitá di utilizzo
/ stati di aggregazione di biomassa:
`` Solido
`` Gassoso
`` Liquido
FORME DI ENERGIA
La biomassa è idonea alla produzione di:
`` Calore
`` Freddo
`` Energia elettrica
`` Carburanti
BIOMASSA SOLIDA
Per biomassa solida si intendono sostanzialmente
combustibili solidi legnosi e erbacei quali legno di
bosco (residui forestali, ecc.), residui di legno (sottoprodotti di segherie, ecc.) e legno di recupero non
trattato, legno proveniente dalla manutenzione del
paesaggio, da piantagioni a breve rotazione, residui
da pascolo, paglia ecc.
POTENZIALE E SFIDE
Incremento dell’efficienza energetica e diminuzione delle emissioni di polveri sottili
Per aumentare la sostenibilità economica ed ecologica
degli impianti a biomassa è importante incrementarne
l’efficienza riducendo contemporaneamente l’emissione
di polveri sottili.
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Cogenerazione e trigenerazione
Zukunftspotential besitzen jene Anlagen, welche
die eingesetzten Energieträger und die damit erzeugte
Energie bestmöglich nutzen. Die Kraft-Wärme-Koppelung erlaubt es, aus Biomasse gleichzeitig Wärme und
elektrische Energie zu produzieren, während bei der
Kraft-Wärme-Kälte-Koppelung zusätzlich dazu auch
Kälte erzeugt werden kann. Besonders im kleinen
Leistungsbereich besteht bei beiden Formen der Koppelung noch Potential.
Micro-reti a biomassa
Con l’aiuto di piccole reti decentrali di teleriscaldamento, le cosiddette micro-reti, è possibile
rifornire di calore diversi edifici posti a distanza relativamente contenuta. Attraverso questa modalità di
utilizzo del calore prodotto è possibile accrescere il
valore aggiunto da biomassa.
BIOMASSA GASSOSA
La biomassa gassosa comprende i gas prodotti tramite
la digestione anaerobica della biomassa, ad esempio
dai residui zootecnici (liquami, letame solido), della produzione agricola (erba tagliata o potatura da
frutteti e vigneti, ecc.) o dall’agroindustria (siero di
latte, residui di frutta, ecc.). Gli elementi principali
dei biogas sono il metano e il biossido di carbonio.
POTENZIALE E SFIDE
Utilizzo del calore
Al fine di incrementare il grado complessivo di
efficienza e pertanto la redditività degli impianti di
biogas è fondamentale utilizzare in toto oltre all’energia elettrica anche il calore. Il calore prodotto può
essere impiegato per es. per l’essicamento di prodotti
agricoli e forestali (come il cippato, i cereali, erbe aromatiche, ecc.), per il riscaldamento e il raffreddamento
di strutture residenziali e commerciali, per la fornitura
di calore a edifici vicini di terzi tramite micro-reti o
per la post-conversione in energia elettrica.
Usando cofermenti (preferibilmente privi di sostanze
estranee) è possibile aumentare la produzione di biogas e quindi anche la redditività dei piccoli impianti.
Cooperazioni
Grazie alla cooperazione tra gli agricoltori si
possono ottenere maggiori quantitativi di biomassa
da destinare alla fermentazione negli impianti. In
tal caso è necessario considerare la distanza tra le
aziende che forniscono biomassa che, a causa dei
costi del trasporto, non deve essere superiore ai
7-8 km. Possono essere interessanti anche forme di
cooperazione tra agricoltori e operatori di altri settori
economici (come hotel e attività produttive) e privati
che possono sfruttare il calore tramite in una micro-rete
alimentata dall’impianto a biogas.
Biometano
Una valorizzazione alternativa del biogas rappresenta la purificazione e l’upgrading dello stesso per
raggiungere la qualità del gas naturale. Il biogas raffinato (biometano) si può usare come biocarburante per
veicoli, impiegarlo nella cogenerazione o immetterlo
nella rete di gas naturale. La sua redditività dipende
tra l’altro dalla quantità di biogas prodotto e dalla
quantità di biometano venduto (oltre alla possibilità
di allacciamento alla rete di gas naturale).
BIOMASSA LIQUIDA
La biomassa liquida come l’olio vegetale (olio di
colza, ecc.) serve principalmente come biocarburante
(biodiesel o bioetanolo), ma può essere impiegata
anche per la produzione di energia elettrica e calore.
Piccoli impianti a biogas
Gli impianti di biogas nella fascia di potenza
bassa indicativamente da 20 a 100 kW dispongono
di un certo potenziale. Utilizzando esclusivamente i
residui zootecnici, il numero di unità di bovini adulti
necessario per il funzionamento redditizio di un piccolo
impianto resta al di sopra della media altoatesina.
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ENERGIA SOLARE
DEFINIZIONE
Si definisce energia solare l’energia delle radiazioni
solari. In Alto Adige l’irraggiamento solare raggiunge
in media valori compresi tra 1.000 e 1.900 kWh per mq
all’anno, pertanto il suo potenziale è molto elevato.
FORME DI ENERGIA
L’energia solare è idonea alla produzione di:
`` Energia elettrica
`` Calore
`` Freddo
FOTOVOLTAICO
Per fotovoltaico si intende la trasformazione di energia
solare in energia elettrica per mezzo di celle solari.
POTENZIALE E SFIDE
Controlli e manutenzione degli impianti
Una verifica periodica in loco e un (tele)controllo
continuo degli impianti fotovoltaici rivelano la presenza
di possibili carenze o danni che potrebbero generare
perdite di redditività. Nell’ambito di periodici lavori
di manutenzione, eventuali carenze o danni possono
essere eliminati assicurando in tal modo la redditività
degli impianti a lungo termine.
`` Una verifica in loco dovrebbe comprendere un
controllo della documentazione, un’ispezione visiva
dell’impianto e diverse misure energetiche per poter individuare possibili carenze o danni (moduli o
cavi danneggiati o difettosi, collegamenti scorretti,
inverter difettosi, ecc.).
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`` Il (tele)controllo continuo può essere effettuato
manualmente attraverso la lettura regolare dei
contatori oppure avvalendosi di software specifici. I rendimenti stimati devono essere raffrontati
con i valori di giorni di sole simili per individuare
eventuali scostamenti o arresti della produzione
e quindi perdite di introiti.
Aumento dell’autoconsumo
In futuro gli impianti fotovoltaici saranno
sempre più legati a soddisfare il proprio fabbisogno
di energia elettrica e dovranno essere concepiti come
parte di un sistema integrato di energia per poter
continuare ad essere fatti funzionare in modo
redditizio:
`` Dimensionamento ottimale dell’impianto tramite
un’interpretazione adeguata alle esigenze;
`` Differimento del consumo di energia negli orari
della sua produzione cercando di far coincidere i
momenti di fabbisogno (del flusso di lavoro) con
la produzione di energia
`` Accumulo dell’energia elettrica prodotta durante
il giorno per l’utilizzo in un momento diverso, ad
esempio la mattina presto, la sera o la notte per
potersi avvalere del differimento temporale tra
produzione e consumo;
`` Combinazione con altri impianti energetici quali
pompe di calore azionate elettricamente, impianti
di ventilazione controllata o di macchine di raffreddamento azionate elettricamente per il raffreddamento di locali o di processi produttivi;
`` Combinazione con veicoli, macchinari e attrezzature
azionate elettricamente.
SOLARE TERMICO
Il solare termico definisce la trasformazione dell’energia solare in energia termica tramite collettori solari.
POTENZIALE E SFIDE
Combinazione con altri impianti energetici
In un sistema energetico integrato, gli impianti
solari termici sono idonei a supportare pompe di calore
nella produzione di acqua calda e nel riscaldamento.
Gli impianti solari termici vanno pertanto impiegati soprattutto per la produzione di acqua calda, in
quanto le pompe di calore sono meno efficienti in
questo ambito.
Raffreddamento solare
A causa dei costi degli investimenti ancora
relativamente elevati, la produzione di freddo con
l’ausilio del solare termico utilizzando macchine di
raffreddamento presenta un limitato potenziale, ma
poiché l’offerta di energia solare coincide con i momenti di fabbisogno di raffreddamento durante l’anno
e la giornata, in linea di principio la realizzazione di
un impianto di questo genere è da ritenersi particolarmente interessante. Il freddo prodotto utilizzando
il solare termico può essere utilizzato per raffreddare
gli ambienti e i processi produttivi.
Essiccazione solare
Nell’essiccazione solare l’aria utilizzata nel
processo viene riscaldata dal sole. Il questo modo
si fanno essiccare, ad esempio, prodotti agricoli e
forestali quali il cippato, i cereali, le erbe aromatiche.
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ENERGIA IDROELETTRICA
POTENZIALE E SFIDE
DEFINIZIONE
Per la conformazione topografica dell’Alto Adige, l’energia idraulica rappresenta una delle risorse energetiche
più importanti della provincia. L’utilizzo dell’energia
idraulica per produrre energia meccanica o elettrica ha
una lunghissima tradizione, basti pensare ai mulini,
alle segherie e alle centrali idroelettriche.
Rifacimento e ampliamento delle centrali
idroelettriche esistenti
Tramite il rifacimento e il ampliamento delle centrali
idroelettriche esistenti si può ottenere un miglioramento del livello di efficienza e, di conseguenza, della
loro redditività.
FORME DI ENERGIA
L’energia idrica è idonea alla produzione di energia
elettrica.
Piccole centrali idroelettriche
Le piccole centrali idroelettriche con una potenza fino a 220 kW rappresentano una fonte di introito
particolarmente interessante soprattutto per le zone
rurali. Per accedere al potenziale delle centrali nella
fascia di potenza bassa è necessario creare adeguate condizioni quadro anche per quanto riguarda la
tutela delle acque, come la designazione dei corsi
d’acqua utilizzabili o la dimensione minima del bacino
idrografico.
Utilizzo delle infrastrutture esistenti per l’approvvigionamento idrico
Sulla base dell’intervento edilizio supplementare relativamente contenuto, dell’incremento della redditività
degli impianti legata ad un innalzamento della loro
sicurezza e della gestione comparativamente semplice
dei diritti di passaggio, l’utilizzo delle infrastrutture
esistenti per l’approvvigionamento idrico come impianti di acqua potabile o impianti di irrigazione per
la produzione di energia elettrica ha un potenziale
per il futuro (il presupposto per lo sfruttamento di
tale potenziale è la presenza di condizioni quadro
adeguate).
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Sonda geotermica
Collettore di superficie
Calore riscaldamento
Calore riscaldamento
Acqua di falda
Calore riscaldamento
Aria ambiente
Calore riscaldamento
Collettori orizzontali
Pozzo di restituzione
Sonda verticale
Pozzo di prelievo
Acqua di falda
GEOTERMIA E CALORE AMBIENTALE
POTENZIALE E SFIDE
DEFINIZIONE
Per geotermia e calore ambientale si intende quell’energia solare indiretta che è immagazzinata negli strati
terrestri superficiali o profondi, nell’aria o nell’acqua
(falde acquifere, laghi ecc.) e può essere utilizzata
con l’ausilio di pompe di calore o impianti geotermici
in profondità.
Combinazione con impianti fotovoltaici
Combinando una pompa di calore elettrica con
un impianto fotovoltaico, quest’ultimo può produrre
l’elettricità necessaria per l’azionamento della pompa
di calore.
FORME DI ENERGIA
Il calore ambientale è idoneo alla produzione di:
`` Calore
`` Freddo
Combinazione con impianti solari termici
Gli impianti solari termici possono supportare
le pompe di calore per riscaldare l’acqua sanitaria e
anche gli ambienti. Poiché le pompe di calore sono
meno efficienti nel riscaldare l’acqua rispetto agli
ambienti, conviene utilizzare gli impianti solari termici
soprattutto per riscaldare l’acqua sanitaria.
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ENERGIA EOLICA
DEFINIZIONE
L’energia eolica è l’energia cinetica delle masse d’aria
ed è una forma indiretta di energia solare. L’energia
eolica è tra le fonti di energia rinnovabile utilizzata
da più tempo (dai mulini a vento, ecc.).
FORME DI ENERGIA
L’energia eolica è idonea alla produzione di energia
elettrica.
POTENZIALE E SFIDE
Piccoli impianti di energia eolica
Secondo il Piano Clima “Energia-Alto-Adige
2050", la topografia altoatesina è sostanzialmente
poco adatta a un utilizzo intensivo dell’energia eolica, sebbene vi sia un potenziale futuro per i piccoli
impianti nella fascia di potenza fino a 200 kW. Questo
tipo di impianti consentono di utilizzare la velocità
e l’intensità del vento disponibile in modo ottimale
ed economicamente redditizio a seconda del loro
orientamento tecnico (come per es. sull’asse verticale
14
o orizzontale). I più piccoli impianti possono essere
installati, ad esempio, direttamente su tetti o su
lampioni stradali.
Quadro giuridico
In Alto Adige, non è consentito realizzare impianti eolici laddove la velocità media annuale del
vento (misurata a 30 m dal suolo) è inferiore a 6 m/s,
nelle aree residenziali e a una distanza inferiore a 500
m di edifici residenziali e al di sopra dei 2.600 m di
altitudine. Il legislatore considera i piccoli impianti allo
stesso livello di quelli di medie e grandi dimensioni,
nonostante il loro effetto sul piano paesaggistico e
sull’ambiente sia considerevolmente limitato e possano funzionare in modo economicamente redditizio
già con venti di debole intensità. Con tali premesse,
sarebbe pertanto necessaria una rivalutazione del
quadro giuridico introducendo una differenziazione
tra gli impianti eolici piccoli e quelli di medie e grandi
dimensioni.
Tecnologie e modelli con potenziale futuro
Di seguito si riportano alcuni esempi di tecnologie e
modelli energetici con potenziale futuro per le aree
rurali.
MICRO-RETI A BIOMASSA E
CONTRACTING DI ENERGIA TERMICA
L’allacciamento di piccole zone di insediamento
periferiche alle reti di teleriscaldamento spesso non
è redditizio a causa delle eccessive distanze dalla
centrale termica.
Micro-rete
a biomassa
Una possibile alternativa è rappresentata dalle micro-reti decentrali che utilizzano la biomassa per
fornire calore agli edifici più vicini attraverso apposite
condotte che si diramano da una centrale termica.
Le strutture rifornite di calore tramite una micro-rete
possono essere di proprietà dello stesso produttore
di calore ed essere nelle vicinanze della centrale
(micro-rete interna all’azienda).
Un’ulteriore possibilità nasce dall’approvvigionamento
di calore di edifici vicini di privati, strutture produttive
VANTAGGI
+ Incremento del valore aggiunto da biomassa → da fornitore di materia prima a
fornitore di energia termica
+ Funzionamento estivo non strettamente
necessario
+ Fornitura di energia termica quando serve
+ Rischio limitato
o pubbliche come ad esempio hotel, scuole o aziende
(micro-rete esterna all’azienda).
Sono particolarmente idonei gli acquirenti che hanno consumi elevati disponendo allo stesso tempo
di un potenziale di risanamento limitato oppure di
una potenza di allacciamento bassa e situati a breve
distanza, il che richiede allacciamenti brevi. La fornitura di energia termica ad acquirenti esterni avviene
a condizioni e prezzi stabiliti.
Gli elementi decisivi per la redditività delle micro-reti
a biomassa sono una rete di distribuzione compatta, una potenza regolare, una grande differenza
tra temperatura di uscita e di entrata, un’elevata
quantità di energia venduta per metro lineare di
rete di distribuzione e una spesa contenuta per
interventi edilizi.
Il rapporto tra metri lineari di rete di distribuzione e
utenza in kilowatt non dovrebbe superare il rapporto
di 2 a 1. Ciò significa che, per es., una rete di 200
metri lineari dovrebbe essere in grado di fornire non
meno di 100 kW.
Vanno tenuti in considerazione anche i costi per la
costruzione e la manutenzione della micro-rete (compresi i lavori di scavo e di ripristino), per le stazioni
di trasferimento e per la gestione della micro-rete
(come per es. la lettura dei contatori e la contabilità).
Esistono diversi modelli per l’applicazione delle micro-reti a biomassa.
Pertanto, ad esempio, partendo da una centrale termica situata in un fabbricato dell’azienda, un singolo
imprenditore può creare una micro-rete per la fornitura
di calore agli altri edifici aziendali o di proprietà di
terzi situati nelle vicinanze.
SVANTAGGI
− Dispendio tecnico e amministrativo relativamente elevato in rapporto all'energia
venduta
− Perdite di rete
− Possibilità di ampliamento limitate
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Micro-rete aziendale a biomassa al maso Köfererhof
(fonte: Tenuta Köfererhof, www.koefererhof.it, fotografo: Oliver Jaist)
Esempio pratico I - Fornitura di energia termica a diversi edifici dell’azienda
Nella tenuta Köferhof di Novacella/Varna è stata realizzata una micro-rete a biomassa per fornire energia
termica alla nuova casa e il ristorante, insieme all’ampliamento con appartamenti e alla produzione vinicola.
L’energia termica è prodotta da una caldaia a pellet situata nel fabbricato aziendale rurale insieme al deposito
di pellet.
Prestazione della caldaia
149kW
Fabbisogno annuale di pellet
37.000 kg
Lunghezza della rete di distribuzione 250 m
(di uscita e di entrata)
Complesso residenziale con contracting di energia termica in Stiria
(fonte: Regionalenergie Steiermark,
www.holzenergie.net)
Esempio pratico II - Contracting di energia termica
Per la costruzione di un edificio residenziale in Stiria con 14 appartamenti da affittare si è scelto di optare
per una fornitura di energia termica con biomassa sulla base del modello di contracting. Le case vengono
riscaldate grazie a un impianto a cippato abbinato ad un serbatoio ad accumulo. Caldaia e magazzino del
combustibile si trovano nella cantina del complesso. Oltre all’impianto a cippato è presente anche un sistema
a energia solare per la fornitura di acqua calda. Il contractor di energia termica è un’associazione di fornitori
di energia termica composta da dodici agricoltori locali, responsabile per la fornitura di combustibile, l’assistenza e la manutenzione dell’impianto. La fornitura di energia termica si basa su un contratto indicizzato. Il
cippato proviene al 100 % dai boschi dell’associazione dei fornitori.
16
Prestazione della caldaia
220 kW
Serbatoio ad accumulo
6.000 l
Fabbisogno annuale di cippato
250 srm
Durata del contratto
15 Jahre
SUGGERIMENTI
In alternativa alla realizzazione di una rete per la
fornitura di energia termica in cui la centrale è situata
in un edificio di proprietà dell’azienda, facendo un
cosiddetto contracting di energia termica la centrale
può essere costruita direttamente presso il cliente.
Nell’ambito di un contracting di energia termica l’acquirente dell’energia può cedere al contractor - ad
esempio a un gruppo di agricoltori - tutti i servizi energetici termici oppure solo in parte, dal finanziamento
alla costruzione fino alla gestione e la manutenzione
dell’impianto di riscaldamento.
`` Stimare con precisione il fabbisogno di
energia termica degli acquirenti;
`` Adattare la progettazione dell'impianto al
fabbisogno rilevato degli acquirenti;
`` Nella progettazione fare attenzione alle
temperature dei flussi di uscita e di entrata;
`` Considerare la differenza di quota dei diversi acquirenti;
`` Considerare il rapporto metri lineari di
rete di distribuzione / utenza in kilowatt
(rapporto ideale è 2 a 1);
`` Fare attenzione al corretto isolamento della rete.
COGENERAZIONE / TRIGENERAZIONE IN IMPIANTI
DI PICCOLA TAGLIA
La cogenerazione produce insieme, ovvero contemporaneamente e con un unico processo, energia elettrica
e termica. Nella trigenerazione il calore prodotto insieme all’energia elettrica viene trasformato in freddo. COGENERAZIONE
abbinato a una riduzione delle emissioni e dei costi
di gestione.
Piccoli impianti di cogenerazione con potenza fino a
200 kW sono idonei a un utilizzo privato oltre che nel
settore agricolo o in piccole realtà produttive.
La produzione di energia elettrica e di calore dalla
biomassa attraverso un impianto di cogenerazione
oltre a fornire separatamente elettricità e calore consente un risparmio nell’utilizzo dell’energia primaria
L’ottenimento di corrente elettrica e calore dalla biomassa in impianti di fascia di potenza bassa è possibile
fondamentalmente grazie a tre tecnologie:
TECNOLOGIA
Motore stirling combinato
con caldaia a biomassa o
gassificatore
Motore a combustione
combinato con
gassificatore
Caldaia a biomassa
combinata con una
turbina a vapore a fluido
organico (impianto ORC)
R E N D I M E N TO POTENZA ELETTRICA
ELETTRICO
ULTERIORI CARATTERISTICHE
da 8 a 22 %
2 kW - 0,15 MWel
Tecnologia disponibile sul mercato
già da lungo tempo
da 14 a 32 %
20 kW - 5 MWel
Tecnologia ancora relativamente
nuova, dispendio elevato per la
manutenzione e il funzionamento
dell’impianto
da 10 a 18 %
20 kW - 2,5 MWel
Tecnologia matura, costi degli
impianti relativamente alti con
oneri di manutenzione un po’ più
contenuti
17
Un’ulteriore possibilità risiede negli impianti di cogenerazione a gas naturale (o anche biometano)
che hanno costi meno elevati rispetto a impianti di
gassificazione di biomassa legnosa e richiedono meno
manutenzione.
Nel settore della cogenerazione, anche le celle a combustibile rappresentano una tecnologia potenziale per
il futuro. Grazie a questa tecnologia, al momento non
completamente matura per il mercato, si può produrre
elettricità e calore direttamente dall’energia chimica
senza alcun processo di combustione. Attualmente di
norma viene utilizzato l’idrogeno, ma sul mercato sono
già presenti anche le prime piccole serie di impianti che
possono funzionare con gas metano. Le celle a combustibile praticamente non hanno parti mobili, pertanto
i costi di manutenzione sono molto contenuti. Inoltre
funzionano senza quasi provocare rumori e vibrazioni.
GASSIFICAZIONE DI BIOMASSA LEGNOSA
MitCon la gassificazione di biomassa legnosa si ottengono gas combustibili attraverso una conversione
termochimica dalla biomassa, ad esempio cippato o
pellet. Di base si possono applicare vari procedimenti,
come per es. la gassificazione a letto fisso (equi-corrente o contro-corrente), gassificazione a letto fluido
e gassificazione a letto trascinato.
Il gas di legna prodotto si compone, tra gli altri elementi, di monossido di carbonio, idrogeno e metano e può
essere utilizzato a livello energetico o come sostanza
(ad esempio per la produzione di biocarburanti).
Gli impianti a gassificazione di biomasse legnosa sono
particolarmente adatti per le aziende che dispongono
di biomassa.
Un piccolo impianto con una potenza elettrica di circa
45 kWel e una potenza termica di circa 120 kWth consuma 40 kg di cippato (G30 - fino) l’ora. Per essere
economicamente redditizio, l’impianto dovrebbe funzionare almeno 6.500 h/anno, che corrisponderebbe
a un fabbisogno annuale di oltre 300 t di cippato.
VANTAGGI
+ Elevato rendimento elettrico
+ Tecnologia interessante anche per piccoli
impianti
+ Biomassa legnosa normalmente disponibile
in agricoltura
+ Emissione molto bassa di polveri sottili
18
Esempio di un impianto a gassificazione di biomassa legnosa
(fonte: TIS innovation park, www.tis.bz.it)
In questi impianti a gassificazione di biomassa legnosa
è particolarmente importante la qualità del combustibile,
soprattutto relativamente al contenuto di umidità, la
dimensione e la distribuzione granulometrica, la quantità di materiale fine (segatura), il potere calorifico, la
quantità di cenere e di eventuali sostanze estranee.
Un aspetto molto importante riguarda la pulizia e
il raffreddamento del gas di legna come anche lo
smaltimento dei residui fluidi e solidi come cenere,
carbone, catrame e condensato di gas di legna, che
possono risultare dalla gassificazione del legno.
Non va inoltre trascurata la spesa per l’ottenimento
delle autorizzazioni e quella per la gestione e la manutenzione di un tale impianto. Questi impianti sono
ad alta intensità di manodopera e richiedono controlli
e interventi manutentivi giornalieri.
Per gestire la struttura in modo economicamente redditizio, oltre all’elettricità si può usare anche il calore
prodotto, ad esempio per riscaldare gli ambienti o per
l’essiccazione dei prodotti agricoli (per es. il cippato).
Quando il calore non può essere utilizzato totalmente
in loco esiste inoltre la possibilità di vendere l’energia
termica agli altri acquirenti nelle vicinanze.
SVANTAGGI
− Necessità di utilizzare biomassa di elevata qualità
− Smaltimento delle eventuali sostanze
residue
− Attività giornaliera per la gestione e la
manutenzione dell’impianto
− Tecnologia non ancora del tutto matura
− Utilizzo non costante dell'energia termica nel corso dell'anno > difficoltà nel
dimensionamento dell'impianto
Impianto a gassificazione di biomassa legnosa
del maso Stuberhof a Rifiano in Val Passiria
(fonte: TIS innovation park, www.tis.bz.it)
Esempio pratico
Nel 2010, il maso Stuberhof a Rifiano in Val Passiria (www.stuberhof.com) ha costruito un impianto a gassificazione di biomassa legnosa con una potenza elettrica di 45 kWel e termica di 120 kWth, che è in funzione
indicativamente 7.000 ore l’anno e necessita di circa 45 kg di cippato l’ora. Il legno per il cippato proviene
dal bosco dell’azienda.
L’energia termica prodotta è impiegata per il riscaldamento degli ambienti e per l’essiccazione del cippato,
parte del quale utilizzato in proprio, mentre la restante parte è venduta a terzi aumentando così il valore
aggiunto dalla propria biomassa. Anche l’energia elettrica prodotta è utilizzata completamente.
Potenza elettrica
45 kW
Potenza termica
120 kW
Fabbisogno annuale di cippato
315 t
SUGGERIMENTI
`` Relativamente al tema del fabbisogno termico non costante nel corso dell'anno esistono fondamentalmente due possibili soluzioni:
−Soddisfare il fabbisogno di base con il gassificatore e far fronte ai momenti di picco abbinando
un ulteriore impianto che produce calore, ad es. una caldaia a biomassa o una pompa di calore;
−Soddisfare il fabbisogno di base e i picchi con il gassificatore e, nei momenti transitori e in estate, utilizzare l'energia eccedente per altri scopi quali l'essiccazione del cippato;
`` Esaminare attentamente i prodotti presenti sul mercato e prima di decidere di acquistare visitare
impianti dello stesso tipo in funzione;
`` Considerare il costo relativamente elevato in termini di denaro e di tempo per l'ottenimento delle
varie autorizzazioni necessarie da parte delle autorità (antincendio, emissioni, incentivi ecc.);
`` Quantificare le spese di manutenzione;
`` Ottenere garanzie relativamente alle ore di funzionamento annuale;
`` Prestare attenzione alla qualità del combustibile.
19
TRIGENERAZIONE
durano a lungo, sono semplici e robuste e vantano
Un impianto di trigenerazione produce energia elettrica un livello di efficienza relativamente buono.
e calore, il quale può essere trasformato in freddo e
utilizzato per es. per il raffreddamento di ambienti H [m]
o di processi.
700
Pelton
600
La trigenerazione ha potenziale futuro anche abbinata
a reti di raffreddamento. Gli acquirenti con necessità
di raffreddamento possono ottenere la fornitura attraverso le condutture sotto forma di acqua fredda. In
alternativa, il freddo può essere prodotto direttamente
presso l’acquirente dal calore fornito attraverso una
rete di riscaldamento. In tal modo si può inoltre aumentare la redditività delle reti di teleriscaldamento.
500
400
300
200
150
Francis
100
50
30
10
7
5
2
0
Cross Flow
Vite idraulica
Kaplan
3
6 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Q [m3/s]
Settori di utilizzo dei diversi tipi di turbine
Esempio di un impianto di trigenerazione con post-conversione
in energia elettrica
(fonte: TIS innovation park, www.tis.bz.it)
PICCOLE CENTRALI IDROELETTRICHE
E POSSIBILITÀ DI COMBINAZIONE
Gli impianti con una potenza elettrica fino a 220
kW sono considerati piccole centrali idroelettriche.
Con condizioni quadro idonee, queste consentono
la generazione locale di valore aggiunto utilizzando
l’energia idrica.
In base al dislivello e alla quantità di acqua, la trasformazione dell’energia idraulica in meccanica nei piccoli
impianti avviene principalmente attraverso turbine
Pelton, meno frequentemente con turbine Francis o
Kaplan. Quando si parla di turbine piccole, è possibile
utilizzare anche le viti di Archimede, o coclee idrauliche, che arrecano un impatto minimo sull’ambiente,
20
La potenza disponibile si calcola nel seguente modo
disponendo dei parametri portata, dislivello e rendimento:
Potenza (in Watt) = Portata (m3/s) x dislivello (m) x
forza di gravità (9,81 m/s2) x massa volumica dell’acqua (1.000 kg/m3) x rendimento (%)
Esempio: Con una portata di 0,02 m3/s (20 l/s), un
dislivello di 100 m e un rendimento dell’80% si ha una
potenza di circa 16.000 W, che corrisponde a 16 kW.
La redditività di una centrale idroelettrica dipende
fondamentalmente dal dislivello e dalla portata media
annuale. È importante disporre di una portata utile costante per un periodo di tempo il più lungo possibile;
per questo motivo anche la caratteristica temporale
della concessione (annuale o stagionale) assume una
rilevanza sostanziale. Oltre a ciò va considerato che
il funzionamento delle centrali idroelettriche richiede
il versamento di diverse imposte. UTILIZZO DEGLI IMPIANTI ESISTENTI PER
IRRIGAZIONE E PER FORNITURA DI ACQUA
POTABILE
Gli impianti di irrigazione delle superfici agricole come
quelli per la fornitura di acqua potabile si possono
combinare con la produzione di energia elettrica,
aumentandone così anche la loro redditività.
Nel caso di impianti di irrigazione con presa d’acqua e
condotta forzata disponibile, dal punto di vista tecnico
esiste la possibilità di impiegare l’acqua per la produzione di energia elettrica. Per fare ciò è necessario
verificare tra le altre cose lo stato della presa d’acqua,
delle condotte forzate, di valvole e saracinesche e la
presenza di interruttori di pressione. Bisogna anche
prevedere la reintroduzione dell’acqua.
Entrambe le applicazioni, ossia l’irrigazione e la produzione di energia elettrica, non dovrebbero incrociarsi.
Se la pressione dell’acqua è usata per l’irrigazione
non è disponibile per niente, o lo è solo in parte, per
la produzione di energia elettrica.
VANTAGGI
+ Poca manutenzione
+ Lunga durata
+ Produzione costante
+ Interessante anche per piccole quantità
d'acqua (ma con grande dislivello) o dislivelli contenuti (ma con grossa portata)
+ Possibile collegamento con le infrastrutture
esistenti per la fornitura di acqua potabile
o per l’irrigazione
Va anche tenuto in considerazione che l’autorizzazione
per l’utilizzo dell’acqua a scopi irrigativi non permette
automaticamente di sfruttare l’acqua per la produzione
di energia. Pertanto non è possibile avvalersi della
concessione di irrigazione per produrre energia senza
un’estensione dell’autorizzazione. Vanno calcolate
anche eventuali modifiche dei periodi di concessione
(da concessione stagionale ad annuale).
SVANTAGGI
− Possibili effetti negativi sull'ambiente
− Processo di autorizzazione dispendioso
SUGGERIMENTI
`` Valutare attentamente la costanza della portata e i periodi di concessione ad essa collegati;
`` Verificare attentamente il potenziale di abbinamento da parte degli impianti di irrigazione e quelli
di fornitura di acqua potabile.
21
Centrale idorelettrica Weger a San Martino in
Passiria con vite di Archimede
((fonte: centrale elettrica Weger,
www.kraftwerkweger.com)
Esempio pratico I- Piccola centrale idroelettrica
La centrale elettrica Weger a San Martino in Passiria fu costruita di fianco a una vecchia segheria, dalla quale
è stata trasferita la concessione per lo sfruttamento dell’acqua. L’energia elettrica prodotta è utilizzata parzialmente dagli edifici residenziali confinanti e la restante parte è immessa nella rete.
In considerazione della differenza limitata di quota, soltanto 6 metri, la centrale è stata dotata di una vite
di Archimede.
Potenza
33 kW
Dislivello
6m
Portata media
800 l/s
Raccolta acqua
Tiroler Wehr
Irrigazione
Energia
elettrica
Primo livello di pressione
Centrale elettrica 1
Energia
elettrica
Secondo livello di pressione
Centrale elettrica 2
Scarico delle
acque reflue
Centrale idroelettrica Kalmtal - 1° livello di pressione
(fonte: centrale idroelettrica Kalmtal))
Esempio pratico II - Combinazione di irrigazione e produzione di energia elettrica
La centrale idroelettrica Kalmtal a San Martino in Passiria combina l’utilizzo dell’energia idrica per la produzione di energia elettrica con quello per l’irrigazione. La centrale prevede la compartecipazione del Comune
e di oltre 40 agricoltori con diritti di uso dell’acqua in base alla superficie.
L’impianto dispone di due livelli di pressione. Gli scarichi per l’irrigazione delle superfici agricole sono abbinati
al primo livello.
22
Potenza (primo livello)
49,5 kW
Dislivello (primo livello)
300 m
Portata media (primo livello)
31 l/s
Sistema di accumulo
ore 8
Sistema di accumulo
Caricamento Resa
accumulatore energia solare
Sistema di accumulo
Resa
Caricamento energia
accumulatore solare
Caricamento Resa
accumulatore energia solare
ore 12
Sistema di accumulo
Sistema di accumulo
Caricamento Resa
accumulatore energia solare
ore 20
Caricamento Resa
accumulatore energia solare
ore 2
Caricamento e scaricamento dell'accumulatore nel corso della giornata
4.4 ACCUMULO DI ENERGIA
TECNOLOGIE PER L’ACCUMULO DI
ENERGIA ELETTRICA
ACCUMULO DI ENERGIA ELETTRICA
Nel prossimo futuro, l’utilizzo di sistemi di accumulo
appare interessante anche dal punto di vista economico, disaccoppiando dal punto di vista temporale la
produzione e il consumo di energia elettrica. In questo
modo, grazie alle batterie è possibile accumulare l’energia prodotta da un impianto fotovoltaico ma non
sfruttata nel corso della giornata per utilizzarla in un
momento di non produttività, ad esempio la mattina
presto, la sera o la notte.
Una famiglia di quattro persone autoconsuma mediamente il 20 - 30% dell’energia elettrica prodotta da
un impianto fotovoltaico. L’uso futuro di sistemi di
accumulo può portare ad un aumento fino al 60 - 80%
della quota di autoconsumo. Inoltre, gli accumulatori
possono garantire l’alimentazione di emergenza anche
in caso di un black-out.
Attualmente il settore dell’accumulo di energia elettrica sta vivendo un forte sviluppo tecnologico a cui
è associato un considerevole calo dei costi degli
accumulatori.
Di base esistono quattro diversi tipi di accumulatori
con differenti livelli di maturazione tecnica e di costi:
`` Accumulatori elettrochimici (batterie)
`` Power to gas (idrogeno, metano)
`` Accumulatori meccanici (volano, centrale idricaulica
a pompaggio, aria compressa (compressione di
aria in strutture geologiche sotterranee - CAES)
`` Accumulatori elettrici (supercondensatori, accumulatori magnetici superconduttori (SMES)
Potenza in W
5000
3750
2500
consumo
autoconsumo produzione fotovoltaica caricamento accumulatore scaricamento
1250
Uhrzeit
0
00:00
03:00
06:00
09:00
12:00
15:00
18:00
21:00
00:00
Disaccoppiamento temporale di produzione e consumo
23
ACCUMULATORI ELETTROCHIMICI
(BATTERIE)
Gli accumulatori elettrochimici, allo stato tecnico attuale, servono principalmente per l’accumulo giornaliero,
ma anche settimanale seppur con delle riduzioni. I
vantaggi sono rappresentati dalla flessibilità (è possibile interconnettere più accumulatori per aumentare
la capacità di accumulo), i tempi di reazione rapidi, la
relativa compattezza e la velocità dell’installazione.
`` Batterie al litio: Si tratta di sistemi di accumulo
maturi, ad alta efficienza e con una durata relativamente lunga, in fase di grande sviluppo con i
prezzi in calo. Ma al momento il costo delle batterie
al litio è ancora elevato.
`` Batterie al sale: Sono considerate un sistema
di accumulo tecnologicamente maturo, al 100%
riciclabile, ma con un costo attualmente ancora
elevato. Se non vengono utilizzate si scaricano
velocemente a causa delle elevate temperature
di esercizio.
In base alla tecnologia di accumulo (per es. acido di
piombo, NiCd, NaS, LiFePO4, Li Ion), gli accumulatori
elettrochimici possiedono caratteristiche diverse relativamente alla densità energetica, densità di potenza,
ciclo di vita, efficienza, intervallo di temperatura,
temperatura di congelamento e profondità di scarica.
Esempio di accumulatore elettrochimico
(fonte: Sonnenbatterie, www.sonnenbatterie.de, Fotograf: ©
alexandre_zveiger/fotolia.com)
Di seguito si riportano alcuni esempi di accumulatori
elettrochimici:
`` Batterie al piombo: Rappresentano una tecnologia
di accumulo matura e dai costi contenuti. La durata
e la densità energetica sono limitate rispetto alla
massa considerevole.
VANTAGGI
+ Incremento dell’autoconsumo di energia
fino all'80% > un passo verso l'autarchia
energetica
+ Maggiore indipendenza dal costo dell’energia elettrica
+ Separazione temporale di produzione e
consumo > utilizzo dell’energia elettrica
prodotta possibile anche al di fuori dei
tempi di produzione
+ Alimentazione di emergenza
È possibile valutare la redditività degli accumulatori
elettrochimici in modo approssimativo applicando la
seguente formula:
Costo d’acquisto ÷ energia utilizzabile (capacità di
accumulo in kWh x cicli completi x profondità di
scarica x rendimento)
Esempio: Disponendo di una batteria agli ioni di litio
che costa € 6.000 e con una capacità di accumulo di
5 kWh, con 5.000 cicli di carico, una profondità di
scarica dell’80% e un livello di efficienza del 90%, il
costo dell’energia accumulata e prelevata è di circa €
0,33 per kilowattora.
SVANTAGGI
− Tecnologia in fase di grande sviluppo con
una ancora breve durata di vita degli accumulatori
− Costi di acquisto attualmente ancora elevati
(si aspettano però considerevoli riduzioni
del prezzo)
− Limitata capacità di accumulo nella pratica
− Impossibilità di accumulo stagionale
SUGGERIMENTI
`` Scaricare completamente le batterie per ottenere la massima durata di vita possibile;
`` Dimensionare correttamente le batterie per riuscire a scaricarle completamente.
24
ACCUMULO DI CALORE E FREDDO
Per poter accumulare, in un futuro, il calore ottenuto
da fonti energetiche rinnovabili in modo più efficiente e in quantità maggiori rispetto alle capacità
attuali sono in corso delle ricerche su eventuali
alternative, ad esempio oli termici, sali fluidi o
altri sistemi termochimici. Mentre gli accumulatori
d’acqua tradizionali possono immagazzinare di
norma circa 60 kWh per mc, quelli termochimici di
calore a base di zeolite e acqua potrebbero, per
es., accumulare fino a 180 kWh di energia per mc
di materiale, in base alla temperatura di carico e
alle modalità di utilizzo. Dal punto di vista economico e tecnico, l’ambito di utilizzo di queste nuove
tecnologie al momento si limita prevalentemente al
settore industriale.
Oltre all’accumulo di calore, chi ha un fabbisogno
elevato di raffreddamento può essere interessato
anche a quello del freddo prodotto, ad esempio,
da un impianto di trigenerazione.
SISTEMI ALTERNATIVI DI TRAZIONE
TRAZIONE ELETTRICA A BATTERIA
Circa un terzo dell’utilizzo di energia in Alto Adige è
dovuto al traffico. Attualmente una grande parte del
fabbisogno energetico per la mobilità è coperto dai
combustibili fossili.
In futuro le fonti energetiche rinnovabili possono avere
un ruolo sempre maggiore per la trazione di veicoli
privati e per il trasporto di merci o persone, oltre che
di macchinari e attrezzature.
CARBURANTI E TECNOLOGIE
I carburanti e le tecnologie che dispongono di potenziale per il futuro comprendono:
`` Tecnologia delle batterie, anche in abbinamento
ai motori a combustione
`` Tecnologia delle celle a combustibile (celle che
utilizzano idrogeno come combustibile)
`` Biometano (biogas raffinato, elevato alla qualità
di gas naturale)
IMacchinari e attrezzature azionate elettricamente da
batterie sono già utilizzate in agricoltura e silvicoltura, ad esempio le piattaforme elevatrici elettriche,
mezzi elettrici per il trasporto delle cassette per la
raccolta, forbici da potatura elettriche, motoseghe e
falci elettriche.
Anche i trattori a trazione elettrica potrebbero avere
un potenziale per il futuro. Idealmente, veicoli, macchine e attrezzi a trazione
elettrica possono essere caricati con l’energia elettrica
prodotta da un proprio impianto, ad esempio da un
impianto fotovoltaico.
Cassetta per la raccolta, piattaforma elevatrice e forbice da potatura a propulsione elettrica
25
Veicoli agricoli (trattore e trac) a trazione elettrica (fonte: Alkè, www.alke.it e Weidemann srl, www.weidemann.de)
VANTAGGI
+ Assenza di emissioni
+ Bassa rumorosità e vibrazioni contenute
+ Manutenzione ridotta rispetto alla trazione
tradizionale
+ Elevato livello di efficienza
+ Veicoli elettrici come "dispositivi di accumulo di energia"
SVANTAGGI
− Costi dell'investimento relativamente alti
− Distanze e durata di utilizzo relativamente
brevi
− Batterie con limitata durata di vita
Colonnina di ricarica per auto elettriche presso
l’azienda agricola Isola Augusta
(fonte: azienda agricola Isola Augusta,
www.isolaugusta.com)
Esempio pratico I - Azienda vinicola con colonnina di ricarica
La prima stazione di ricarica elettrica per auto che un privato ha messo a disposizione della comunità gratuitamente in Friuli è stata quella della cantina con agriturismo Isola Augusta. L’energia utilizzata è fornita
dall’impianto fotovoltaico aziendale. La colonnina rispecchia gli standard internazionali e permette di ricaricare
autoveicoli elettrici tramite una presa Scame Tipo 3A/Shuko e una presa Mennekes Tipo 2 e con una potenza
massima di uscita di 3,7 kW.
26
Auto elettrica con stazione di
rifornimento elettrico presso il maso Mudlerhof
in Valle di Casies
Esempio pratico II – Azienda zootecnica con auto elettrica e stazione di rifornimento
elettrico
Il maso Mudlerhof, un’azienda zootecnica con agriturismo in Valle di Casies (www.mudlerhof.it), dispone di
un’auto privata elettrica che viene caricata con l’elettricità prodotta in fattoria (da energia idroelettrica e biogas).
Inoltre, in futuro la stazione di rifornimento elettrico potrà essere usata anche dagli ospiti dell’agriturismo
che arriveranno con la propria auto elettrica.
SUGGERIMENTI
`` Scegliere quale veicolo, macchinario o attrezzatura acquistare considerando l'uso che se ne fa,
compresa la durata di utilizzo, l'intensità (che dipende anche dalla ripidità del terreno), le distanze
da coprire ecc.;
`` Caricare e scaricare correttamente le batterie → evitare la riduzione della durata di vita delle batterie;
`` Cercare di combinare diverse tecnologie → ad es. collegare la trazione elettrica con un impianto
fotovoltaico
27
SISTEMI EFFICIENTI DI UTILIZZO
DELL’ELETTRICITÀ
I sistemi efficienti di utenza (SEU) rappresentano sistemi semplici ed efficienti per la produzione e utilizzo
dell’energia elettrica, composti da un’unità produttiva
e un’unità di consumo direttamente connessi tra loro
tramite una linea elettrica diretta privata.
Questa modalità di sistema decentralizzato di fornitura energetica praticamente non interessa la rete
elettrica pubblica, elemento che si traduce in un
forte abbattimento delle imposte dovute da questi
sistemi (parte variabile degli oneri generali di sistema
molto ridotta).
Grazie ai sistemi efficienti di utenza, un produttore
di energia elettrica può fornire direttamente l’energia
elettrica al cliente. Il prezzo corrisposto e le ulteriori
condizioni legate alla fornitura di corrente sono concordate direttamente tra cliente e fornitore per un
periodo di tempo stabilito. Il produttore si fa carico
dei costi di investimento per l’impianto, ne gestisce il
funzionamento e fornisce l’energia elettrica al cliente,
mentre quest’ultimo acquista l’energia prodotta ed
eventualmente mette a disposizione la superficie
per la realizzazione dell’impianto.
Esiste la possibilità di qualificare come sistemi efficienti di utenza (SEU o SEESEU) nei confronti del
GSE (Gestore Servizi Energetici) sia impianti nuovi di
produzione di energia elettrica che impianti esistenti
che producono elettricità.
La realizzazione di sistemi efficienti di utenza è
interessante soprattutto per i clienti che hanno un
elevato fabbisogno di energia elettrica o con un
profilo di consumo costante, ad esempio attività
produttive o alberghi.
Esempi pratici
Un investitore può realizzare un impianto fotovoltaico sulla copertura dei fabbricati rurali di un’attività
di floricoltura e fornire direttamente al floricoltore
l’energia prodotta.
Esiste anche la possibilità che un operatore di una
rete di teleriscaldamento costruisca un impianto
di cogenerazione presso un cliente al quale vende
energia elettrica ed energia termica, e il surplus di
calore viene immesso nella rete di teleriscaldamento.
Anche per le attività agricole la costruzione di un
impianti a cogenerazione alimentata dalla propria
biomassa potrebbe trasformarsi in un’ulteriore fonte
di guadagno grazie alla vendita dell’energia prodotta.
SUGGERIMENTI
`` Analizzare attentamente il fabbisogno energetico da parte del cliente compreso l'andamento e le
oscillazioni della domanda;
`` Puntare al massimo utilizzo di energia elettrica da parte dell'acquirente.
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POSSIBILITÀ DI INCENTIVAZIONE
INCENTIVI PROVINCIALI
AGEVOLAZIONI FISCALI
La Provincia autonoma di Bolzano-Alto Adige concede
incentivi per:
`` Misure per il risparmio energetico
`` Misure per l’utilizzo di fonti rinnovabili di energia
Possono essere fatte valere detrazioni fiscali di importi
diversi per le misure elencate di seguito che contribuiscono all’incremento dell’efficienza energetica di
fabbricati esistenti:
`` Riduzione del fabbisogno energetico per il riscaldamento del fabbricato
`` Ottimizzazione termica del fabbricato
`` Installazione di impianti solari termici
`` Installazione di impianti fotovoltaici
`` Sostituzione di caldaie
Ulteriori informazioni sono disponibili all’indirizzo /www.provincia.bz.it/agenzia-ambiente/energia.asp
INCENTIVI STATALI
Lo Stato italiano prevede incentivi per le seguenti
misure:
`` Produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili
di energia, ad eccezione del fotovoltaico (FER
elettriche); certificati verdi (fino a fine 2015)
`` Produzione di energia termica da fonti rinnovabili
di energia ("conto termico")
`` Risparmio energetico attraverso l’incremento
dell’efficienza energetica ("certificati bianchi")
Inoltre, l’energia elettrica ottenuta dalle fonti energetiche rinnovabili può essere utilizzata attraverso lo
"scambio sul posto" o "ritiro dedicato".
Un sistema di incentivazione per il biometano è in
fase di elaborazione.
Ulteriori informazioni sono disponibili all’indirizzo
www.agenziaentrate.gov.it e www.acs.enea.it
Ulteriori informazioni sono disponibili sul sito
www.gse.it.
29
INDIRIZZI E CONTATTI
Informazioni di base sui temi energetici
e consulenza energetica
Unione Agricoltori e Coltivatori Diretti Sudtirolesi
Ripartizione Innovazione & Energia
tel. 0471 999 317 / 363
[email protected]
www.sbb.it/it/servizi/energie-rinnovabili
Servizi nel settore della produzione energetica
SEV - Unione Energia Alto Adige
tel. 0471 064 400
[email protected]
www.sev.bz.it
Studi di fattibilità sui temi energetici e visite guidate “enertour”
TIS innovation park
Settore energia e ambiente
tel. 0471 068 046
[email protected]
tis.bz.it/it/aree/energia-ambiente
Ricerca applicata nel settore dell’energia solare ed
efficienza energetica
EURAC research
Istituto per le energie rinnovabili
tel. 0471 055 600
[email protected]
www.eurac.edu/it/research/technologies/renewableenergy/Pages/default.aspx
30
Via C. M. Gamper 5, 39100 Bolzano
tel. 0471 999 333, fax 0471 081 171
[email protected], www.sbb.it
Ripartizione Innovazione & Energia
tel. 0471 999 317, fax 0471 999 329
[email protected]