Mantenere l’efficienza energetica industriale

Le emissioni di anidride carbonica (CO2) rappresentano una delle principali cause del riscaldamento globale. La CO2 è generata soprattutto dalla combustione di combustibili fossili (carbone, petrolio, gas) per:

• Produzione di energia elettrica
• Processi industriali
• Trasporti
• Riscaldamento civile e industriale

Il settore manifatturiero contribuisce da solo a circa un quarto delle emissioni globali. Migliorare l’efficienza energetica è quindi uno dei modi più rapidi ed efficaci per ridurre emissioni e consumi, con benefici climatici ed economici immediati.

I Paesi più industrializzati come Cina, Stati Uniti, Regno Unito ed Europa, sono responsabili della maggior parte delle emissioni globali. I comparti più inquinanti includono:

• Chimica e petrolchimica
• Produzione di ferro e acciaio
• Cemento
• Carta e cellulosa
• Alimentare e tabacco
• Metalli non ferrosi (es. alluminio)
• Macchinari e settori estrattivi

Anche se alcune nazioni stanno già riducendo significativamente la propria impronta (es. –40% nel manifatturiero UK rispetto al 1990), l’obiettivo globale è la neutralità carbonica entro il 2050.

L'efficienza energetica industriale si basa sull’adozione di tecnologie in grado di ridurre i consumi, migliorare il rendimento e diminuire la CO2 emessa.

Queste includono:

• Efficienza energetica per il riscaldamento e il raffreddamento,
• Elettricità rinnovabile
• Combustibili rinnovabili, come la biomassa o l'idrogeno
• Elettrificazione di processi che in precedenza si basavano sul petrolio o sul gas naturale

Non dimentichiamo, inoltre, altre tecnologie che si trovano ancora in una fase iniziale di diffusione, come la cattura e lo stoccaggio del carbonio.

I professionisti della manutenzione e gli ingegneri possono migliorare l'efficienza energetica dei loro impianti adottando una serie di tecnologie.

Ora, vediamo alcuni dei sistemi ad alta efficienza energetica più comuni.

Secondo il gigante dell'industria ABB, i motori elettrici assorbono circa il 45% dell’elettricità mondiale.

La Commissione Elettrotecnica Internazionale ha semplificato il processo creando quattro classi di efficienza per i motori elettrici a velocità singola da 120 W a 1.000 kW: IE1, che rappresenta l'efficienza standard, IE2 per l'efficienza elevata, IE3 per l'efficienza premium e IE4 per l'efficienza super-premium. Uno dei modi in cui i tecnici della manutenzione possono contribuire a combattere il cambiamento climatico è l'adozione di motori ad alta efficienza energetica, che producono una maggiore potenza meccanica rispetto all'energia elettrica consumata.

L’adozione di motori IE3 o IE4 consente di:

• Ridurre il consumo di energia fino al 10% globale
• Ottenere rendimenti del 96–97%
• Abbattere costi operativi e emissioni nel ciclo vita

Scegliendo i motori ad alta efficienza energetica IE4, i progettisti possono ridurre il consumo di energia per ottenere la stessa quantità di lavoro di un motore meno efficiente e, di conseguenza, ridurre l'impatto ambientale del proprio stabilimento di produzione.

I sistemi HVAC rappresentano fino al 10% del consumo elettrico globale e il 4% delle emissioni. I professionisti della manutenzione e gli ingegneri possono adottare diverse misure per migliorare l'efficienza energetica dei sistemi HVAC:

• Manutenzione periodica
• Eliminazione perdite e fuoriuscite di refrigeranti
• Ventilatori e motori a velocità variabile
• Dimensionamento corretto degli impianti
• Miglioramento dell’isolamento termico
• Corretto funzionamento dei filtri dell'aria delle unità HVAC

Le turbine a gas sono ampiamente impiegate nei settori industriali della chimica, della produzione di cemento, del petrolio e del gas, dei metalli e dell'industria mineraria. Il rapporto tra il lavoro prodotto dalla turbina e l'energia netta in entrata sotto forma di combustibile misura la sua efficienza.

Le turbine a gas efficienti producono più energia con meno combustibile. I principali produttori di turbine a gas stanno riducendo le emissioni di una serie di gas nocivi nelle loro tecnologie più recenti, tra cui:

• CO2
• Monossido di carbonio
• Ossidi di azoto

La tecnologia digitale consuma grandi quantità di energia, ma può anche contribuire a ridurre le emissioni.

Sistemi digitali basati su AI e sensori ottimizzano ulteriormente i consumi controllando HVAC, illuminazione e processi produttivi.

Un esempio è l'efficienza energetica nella gestione degli edifici, dove reti di sensori e software sono in grado di controllare i sistemi HVAC in modo che consumino meno energia nelle aree non occupate. Un altro esempio è l'illuminazione intelligente che, grazie ai sensori, ottimizza il livello di luce in determinate ore del giorno o in base alle condizioni atmosferiche. Inoltre, l'intelligenza artificiale possiede un potenziale considerevole come strumento per l'ottimizzazione dei processi industriali e la riduzione del consumo energetico.

Le principali leve per la riduzione dell’emissione di CO2 nelle industrie sono:

• Elettrificazione dei processi
• Uso di energia rinnovabile (eolico, solare, biomassa, idrogeno)
• Gestione energetica intelligente basata su standard come ISO 50001
• Comportamenti aziendali consapevoli (formazione, monitoraggio, spegnimento apparecchiature)

Una strategia efficace parte da tre fasi:

1. Raccolta e monitoraggio dei dati energetici

• Installazione di contatori intelligenti
• Audit energetici
• Analisi consumi per linea di produzione

2. Calcolo ROI e risparmi stimati

Il costo di una nuova tecnologia (motori, HVAC, automazione) è spesso inferiore ai risparmi generati nel suo ciclo di vita. Per calcolare il ROI, occorre dividere i risparmi previsti per i costi di investimento ed esprimere il risultato in percentuale.

3. Applicazione nelle PMI e nelle grandi aziende

Secondo Energy Saving Trust, le PMI possono ridurre i costi energetici fino al 25% con misure semplici come LED, isolamento e manutenzione programmata. In un grande stabilimento di produzione, le attrezzature e il mantenimento delle condizioni ambientali adeguate spesso rappresentano grandi fattori di consumo di energia. Lo vediamo nel dettaglio nel paragrafo che segue.

L'Energy Saving Trust dichiara che le piccole e medie imprese manifatturiere possono partecipare all'iniziativa e risparmiare fino a un quarto delle loro bollette, implementando alcune semplici misure di efficienza energetica. La Federation of Small Businesses raccomanda di iniziare con la raccolta dei dati sull'utilizzo dell'energia e introducendo una serie di misure, tra cui azioni rapide e a basso costo:

• Sostituire lampade tradizionali con LED
• Usare sensori di presenza e temporizzatori
• Regolare temperature e orari dei sistemi HVAC
• Migliorare l’isolamento di tubazioni e reti di vapore
• Spegnere le apparecchiature non necessarie
• Eseguire manutenzione regolare per ridurre perdite e sprechi
• Ottimizzare la pressione nei sistemi ad aria compressa
• Installare motori e inverter ad alta efficienza

Inoltre, le aziende manifatturiere possono anche pensare di modificare il comportamento dei dipendenti per ridurre la domanda di energia. Questi tipi di progetti riducono le emissioni, ed offrono anche un buon risultato in termini di ritorno sull'investimento, perché schemi come quello di incoraggiare i lavoratori a spegnere le luci o i computer hanno costi di implementazione molto bassi.

L'adozione di misure pratiche come queste contribuirà a ottimizzare il consumo energetico degli impianti, farà risparmiare denaro e, cosa più importante, migliorerà il mondo. È fondamentale agire ora. Nonostante i progressi compiuti nel Regno Unito nella riduzione della CO2 dal 1990, nel 2020 le emissioni del settore manifatturiero britannico sono ancora pari a 48.350.000 tonnellate, secondo l'Energy Research Centre del Regno Unito.

L’efficienza energetica industriale rappresenta una delle leve più concrete per arrivare a un futuro a zero emissioni, ridurre i costi di produzione e migliorare la resilienza delle aziende.

Grazie a tecnologie avanzate, fonti rinnovabili e monitoraggio intelligente, le imprese possono ottenere:

• consumi ridotti
• minore impatto ambientale
• maggiore competitività
• processi più efficienti e moderni

C'è ancora molto lavoro da fare mentre ci dirigiamo a grandi passi verso l'obiettivo delle zero emissioni entro il 2050. RS mette a disposizione soluzioni, prodotti energeticamente efficienti e componenti per migliorare l’impianto industriale. Scopri qui le nostre strisce LED per illuminazione.