Il quadro europeo del Pacchetto Clima-Energia approvato nel 2014 prevede l’obiettivo vincolante di ridurre entro il 2030 le emissioni di gas ad effetto serra dell’Unione Europea di almeno il 40% rispetto ai livelli del 1990. Per raggiungere questo obiettivo:
• i settori interessati dal sistema di scambio di quote di emissione ETS (termoelettrico e industriale ad alto consumo energetico) dovranno ridurre le emissioni del 43% rispetto al 2005;
• i settori non interessati dall’ETS (trasporti, edifici, agricoltura, rifiuti) dovranno ridurre le emissioni del 30% rispetto al 2005 e ciò dovrà essere tradotto in singoli obiettivi nazionali vincolanti per gli Stati membri.
L’Unione Europea fissa, inoltre, l’obiettivo di portare la quota di consumo energetico finale soddisfatto da fonti rinnovabili al 27% entro il 2030. Inoltre la proposta di nuova Direttiva sull’Efficienza Energetica prevede, per il periodo 2021-2030, un risparmio minimo dell’1,5% all’anno calcolato sui volumi dei consumi finali del periodo 2016-2018. La lotta ai cambiamenti climatici e la conseguente decarbonizzazione del nostro sistema economico rendono, quindi, necessario attuare politiche strutturali sempre più ambiziose.

La sfida nel prossimo decennio è la definizione di strategie idonee a mantenere, allo stesso tempo, la competitività del nostro sistema produttivo, costruendo nuove professionalità e nuove competenze, a proteggere la salute dei cittadini e a rispondere in modo adeguato alle grandi priorità ambientali. Per fare ciò si dovranno prevedere investimenti molto elevati ed attuare dei radicali mutamenti all’interno di interi settori produttivi: nella riconversione del sistema energetico con soluzioni che promuovano l’efficienza, nella rigenerazione urbana, nella produzione di energia che sfrutti le fonti rinnovabili di energia, nonché in una totale riorganizzazione della mobilità.
A livello nazionale è necessario avviare una profonda riconsiderazione del modo di produrre e di fare impresa. La priorità è orientare e favorire in maniera sempre più decisa una crescita economica sostenibile, cioè attenta a tener conto dei costi ambientali, valorizzando le innovazioni e le soluzioni tecniche a minore impatto ambientale ed energeticamente più efficienti e rafforzare la transizione verso fonti energetiche rinnovabili. In tal senso sarà obbligatorio favorire e orientare gli investimenti verso l’adozione di tecnologie innovative e a basse emissioni anche nell’ottica di promuovere filiere produttive funzionali allo sviluppo economico del paese.

In questa prospettiva va inquadrato il lavoro coordinato dall’ENEA e dal CNR di elaborazione del “Catalogo delle Tecnologie energetiche” che ha visto la partecipazione attiva di Amministrazioni Pubbliche, Università, Centri di Ricerca, Associazioni di categoria e imprese e che ha il pregio di aver riunito competenze e professionalità diverse.
Il Catalogo raccoglie le più avanzate soluzioni per la decarbonizzazione sotto forma di un database open source suddiviso per macro-aree (fonti tradizionali, rinnovabili, efficienza energetica negli usi finali e sistemi cogenerativi e di accumulo). Fornisce informazioni puntuali sull’impatto economico e ambientale delle tecnologie (comprese quelle emergenti ma ad alta potenzialità a lungo termine), la loro applicazione per industria, trasporti e settore civile e le best practice sia a livello nazionale che internazionale.

Testo redatto su fonte ENEA del 3 ottobre 2017
Per approfondimenti: Il Catalogo delle tecnologie energetiche
Image credit: General Electric

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Un gruppo di ricerca del Politecnico di Milano ha brevettato valvole di nuova generazione che, mentre regolano il flusso, recuperano energia rendendola disponibile ad un reimpiego diretto o all’immissione in rete. Le valvole, che possono funzionare anche con liquidi diversi dall’acqua, sono del tipo a sfera, a globo e a fuso. Sono costituite da un otturatore, un corpo valvola e un deviatore. A questi elementi sono stati aggiunti: una girante, un albero e dei supporti necessari a mantenere in asse la girante. La girante, costituita da un insieme di pale di forma diversa a seconda dell’applicazione, è direttamente collegata all’albero che trasmette all’esterno l’energia meccanica estratta dal flusso. L’albero di trasmissione è poi connesso a un generatore elettrico.

L’energia recuperabile da tali flussi raggiunge livelli significativi: si consideri che l’energia che viene dissipata su una singola valvola di un impianto di distribuzione di un acquedotto, dove il fluido scorre con potenza durante l’intero corso della giornata, basti pensare che questa si aggira sui 60-100 MWh/anno, equivalente al consumo annuale di 17-28 famiglie medie in Europa.
Fino ad oggi l’Ateneo ha sperimentato le valvole negli impianti di distribuzione degli acquedotti, dove vengono utilizzate valvole per regolare la pressione di consegna alle utenze, e negli impianti di teleriscaldamento, dove la gestione della pressione del fluido utilizzato per distribuire l’energia è cruciale. Ma i campi d’impiego potenziali sono veramente ampi: questi dispositivi sono pensati infatti per sostituire le valvole tradizionali ed essere inseriti in impianti esistenti senza modificarne funzionamento e struttura delle linee idrauliche.

Al Politecnico di Milano è in corso la messa a punto anche di una valvola per applicazioni off-grid, da utilizzare in zone dove non è disponibile una connessione alla rete elettrica. Tale valvola è in grado non solo di autoalimentarsi per le manovre di apertura e chiusura, ma anche di recuperare energia per il funzionamento di sistemi di monitoraggio.

Testo redatto su fonte Politecnico di Milano del 28 luglio 2015
Image credit: Politecnico di Milano

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Grazie al “dispositivo interattivo per il controllo selettivo e dinamico della radiazione elettromagnetica” (brevettato al Politecnico di Milano), le superfici trasparenti degli edifici saranno in grado di autoregolare la luce, valorizzando sia il daylight che l’illuminazione artificiale interna.
Questo consentirà una visione nitida e continua in ogni periodo dell’anno, insieme ad una riduzione sensibile del fabbisogno energetico per la climatizzazione estiva-invernale.

Per ottenere tale risultato è stata progettata una coppia di filtri traslabili linearmente da abbinare alle superfici trasparenti, in grado di schermare in modo passivo e selettivo la porzione di spettro solare desiderata, lasciandosi invece attraversare dalle lunghezze d’onda che non vengono polarizzate. Il tutto grazie ad una speciale nano-struttura, realizzata con procedimenti nano-litografici, il cui intervallo di interazione è scelto in funzione della zona climatica di installazione e della dimensione delle superfici finestrate di cui si dispone. Il dispositivo è in grado di variare in modo graduale e dinamico le proprietà di trasmissione e riflessione delle superfici trasparenti, mantenendo al contempo ridotti coefficienti di assorbimento che escludono il rischio di shock termico nei vetri.

La capacità passiva di trasmettere selettivamente la luce, per esempio riflettendo interamente o parzialmente la sola porzione termica (NIR) dello spettro solare, rende questo dispositivo unico tra le soluzioni dinamiche esistenti, poiché ne consente l’utilizzo anche su superfici di piccole e medie dimensioni. Con questa soluzione si risponde alla necessità di passare da una “luce calda” in inverno, ad una “luce fredda” in estate ottimizzando così gli apporti solari gratuiti e ottenendo elevati livelli di protezione solare senza dover sacrificare la connessione visiva tra interno ed esterno. Ne traggono ulteriori benefici anche le superfici colorate, le persone e più in generale gli ambienti indoor, poiché risultano protetti dalle radiazioni ultraviolette.

Testo redatto su fonte Politecnico di Milano del 4 febbraio 2015

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Presto potremo essere in grado di conoscere e regolare la temperatura dei termosifoni di casa dal nostro smartphone. E non solo: in tempo reale avremo anche una misura affidabile e certificata del nostro consumo di energia termica. Tutto questo sta per accadere grazie al Progetto EcoThermo, iniziato nel 2012 e finanziato dall’Unione Europea, con il quale 5 nazioni – Italia, Regno Unito, Germania, Olanda e Repubblica Ceca – hanno collaborato alla realizzazione di un sistema innovativo per misurare l’energia termica ed effettuare un controllo a distanza sugli impianti di riscaldamento.

Il progetto, realizzato in collaborazione con l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) e il Politecnico di Torino, risponde a molteplici esigenze: fornire misure affidabili, rilevare i consumi di energia termica in maniera autonoma, riscaldare in modo efficiente e senza sprechi – risparmiando denaro – rispondere alle normative europee in tema di taratura periodica dei contatori di calore. La direttiva europea MID 22/2004 (Measuring Instruments Directive), recepita in Italia dal decreto legislativo n. 22 del 2 febbraio 2007, impone infatti verifiche ogni 5 anni.

Il sistema messo a punto dal progetto EcoThermo è basato su sensori compatti di ultima generazione (soft sensor), che si applicano sui termosifoni trasformando ogni corpo scaldante in una stazione di misura. La regolazione che si ottiene è più affidabile di quella attuata con i sistemi oggi in uso nelle nostre case, perché si basa sulla misura diretta delle grandezze coinvolte nel calcolo dell’energia termica. “I soft sensor, già oggetto di brevetto internazionale, permettono inoltre di far lavorare i generatori termici – ovvero le caldaie – in maniera più efficiente”, spiega Federico Bari di Ingenia, ideatore di EcoThermo.
Il “pacchetto” comprende anche un sistema hardware e software per il controllo remoto attraverso un’apposita rete wireless (wiNET) che, per prestazioni, non ha per ora eguali sul mercato, predisposta per accogliere la miriade di dati generati dai sensori.

Il progetto EcoThermo realizza quindi un sistema domotico avanzato in grado di soddisfare attori diversi – dal privato cittadino all’amministratore di condominio, all’azienda che distribuisce energia – con esigenze differenti – ridurre i costi della bolletta del gas o dell’energia elettrica, ottenere una misura certificata e affidabile, migliorare le prestazioni di un impianto di riscaldamento centralizzato… Per tarare e validare il sistema l’INRIM si è dovuto dotare di un impianto di simulazione termofluidodinamica (mock-up) e di un campione di energia termica. Quest’ultimo, il primo realizzato in Italia, ha permesso di fornire la riferibilità alla catena nazionale dell’energia termica. Il mock-up, da parte sua, rappresenta in Europa un unicum: simula qualsiasi tipo d’impianto termoidraulico, utilizzando diversi tipi di terminale, ed è in grado di validare sia i soft sensor sia ogni altro misuratore di calore, compresi quelli tradizionali. “Concluso il progetto– fa rilevare Carlo Marinari dell’INRIM, responsabile della parte legata al mock-up – il simulatore sarà dunque una facility per la taratura di qualunque genere di sensore”.

L’originalità di EcoThermo – commenta Massimo Inguscio, Presidente dell’INRiM – consiste nell’aver creato un sistema adatto anche agli impianti termoidraulici realizzati negli anni passati (una quota pari all’80% degli impianti oggi in esercizio in Europa) con tecniche e materiali non vantaggiosi dal punto di vista energetico.

Testo redatto su fonte Politecnico di Torino del 9 luglio 2014
Image credit: INRiM

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É stato presentato oggi presso la Confindustria il terzo “Rapporto Annuale sull’Efficienza Energetica” predisposto dall’ENEA, che analizza i risparmi energetici conseguiti in seguito all’applicazione del Piano di Azione Nazionale per l’Efficienza Energetica (PAEE) e della Strategia Energetica Nazionale (SEN), passando in rassegna le misure di miglioramento dell’Efficienza Energetica. L’ENEA, che svolge questo compito nell’ambito del suo ruolo di Agenzia Nazionale per l’Efficienza Energetica (Decreto Legislativo n.115/2008) per fornire uno strumento di monitoraggio e valutazione a supporto delle politiche energetiche nazionali, ha coordinato un gruppo di lavoro di oltre 80 esperti.

L’applicazione delle misure previste dal PAEE ha consentito nel 2012 un risparmio energetico complessivo di circa 75.000 GWh/anno, 30% in più rispetto al 2011, raggiungendo il 60% dell’obiettivo fissato dal PAEE per il 2016. I settori che hanno maggiormente contribuito a questo risultato, soprattutto negli ultimi anni, sono l’industria e il residenziale. Questi due settori insieme rappresentano l’80% del risparmio totale conseguito.

L’industria ha raggiunto questi ottimi risultati grazie all’adozione di tecnologie più innovative riguardanti l’impiantistica di supporto ed i processi produttivi, la cogenerazione ad alto rendimento, i motori elettrici ad alta efficienza e il recupero di calore dai processi produttivi e l’efficientamento energetico.
Nel residenziale è stato raggiunto il 75% degli obiettivi del PAEE, grazie alla proroga delle detrazioni fiscali del 55%, che hanno dato luogo soprattutto ad interventi di recupero e riqualificazione degli edifici, che hanno riguardato oltre il 65% degli investimenti, per un risparmio di circa 9.000 GWh/anno. L’ENEA, che è l’organismo deputato a ricevere le richieste di detrazione fiscale (ex 55%, ora 65%), dal 2007 al 2012 ha ricevuto complessivamente 1.500.000 pratiche. Il settore dell’edilizia ha subito una radicale trasformazione grazie alle nuove tecnologie per l’efficienza energetica, quali caldaie a condensazione, ed ai nuovi materiali ad alte prestazioni, come quelli per l’involucro edilizio. Questo settore sta diventando per il nostro Paese un volano per l’economia e per l’occupazione, con la creazione di nuove professionalità opportunamente formate e dei “green jobs”.

Il settore dei trasporti, grazie ad un miglioramento delle tecnologie che consentono una maggiore efficienza energetica, concorre al risparmio complessivo con circa 6.500 GWh/anno, nonostante lo scarso rinnovo del parco automobilistico dovuto alla crisi economica.
Il settore terziario per il momento non mostra progressi di rilievo, ma potrebbe migliorare grazie alle disposizioni contenute nel Decreto Certificati Bianchi e al nuovo Conto Termico. Anche per la Pubblica Amministrazione l’efficienza energetica costituisce un impegno rilevante per razionalizzare i consumi e ridurre gli sprechi. Tra i settori d’intervento che offrono maggiori potenzialità figurano l’illuminazione pubblica e l’efficientamento energetico del patrimonio edilizio storico.

Giovanni LELLI, Commissario dell’ENEA, ha dichiarato: “Il contributo dell’edilizia al raggiungimento degli obiettivi di efficienza energetica e di riduzione delle emissioni posti dall’Unione Europea sarà sempre più determinante, e il nostro Paese deve puntare sull’efficientamento energetico dando continuità a politiche di incentivazione delle ristrutturazioni edilizie, di nuove costruzioni energeticamente più performanti e per la pianificazione energetica delle città. L’ENEA, come coordinatore nazionale del Patto dei Sindaci, è impegnata ad aiutare i Comuni italiani a migliorare l’efficienza energetica, soprattutto nel settore dell’illuminazione pubblica, fonte di grande dispendio energetico, dalla quale è attesa una riduzione dei consumi stimata intorno al 30%. Nell’ambito della programmazione del territorio e nel percorso verso le smart cities giocano un ruolo centrale lo sviluppo di reti energetiche locali, elettriche e termiche, come il teleriscaldamento, combinate con sistemi ICT. Con queste innovazioni tecnologiche, che rappresentano il fiore all’occhiello dell’industria italiana, si potranno raggiungere significativi vantaggi energetici e gestionali, e anche di sicurezza, ottenendo allo stesso tempo un vantaggio competitivo sui mercati internazionali.” “Una maggiore razionalizzazione dei consumi e la riduzione degli sprechi, a partire dalla Pubblica Amministrazione, offrono enormi potenzialità di risparmio”.

Testo redatto su fonte ENEA del 6 febbraio 2014

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Il settore dell’edilizia rappresenta il 40% del consumo totale di energia nell’Unione europea (UE) e costituisce la più grande fonte di emissioni d’Europa. La riduzione del consumo di energia in questo settore è quindi una priorità nell’ambito degli obiettivi “20-20-20” in materia di efficienza energetica. Migliorando le prestazioni energetiche degli edifici si riuscirebbe a raggiungere gli obiettivi di riduzione sulle emissioni di CO2. Per fare questo gli Stati membri dell’UE dovranno adeguare le norme di costruzione in modo che tutti gli edifici realizzati dalla fine del 2020 potranno essere conformi ai più elevati standard di risparmio energetico. Le direttive comunitarie sull’efficienza energetica rientrano in questa volontà, proponendo degli orientamenti per gli Stati membri in merito alla prestazione energetica degli edifici, e stabilendo i requisiti minimi per gli immobili di nuova costruzione e per gli edifici esistenti. In questo modo tutti gli edifici costruiti a partire dalla fine del 2020 dovranno possedere elevati standard di risparmio energetico e saranno alimentati in larga misura con energie rinnovabili. I progetti di costruzione degli edifici pubblici dovranno dare l’esempio partendo due anni prima, nel 2018.

Un edificio a bilancio energetico quasi nullo, o NZEB (Nearly Zero Energy Building) si realizza grazie a un’elevata efficienza energetica e all’uso di fonti di energia rinnovabili. Per favorirne l’ingresso nel mercato e diffonderne il criterio in tutta Europa è però fondamentale sensibilizzare la cittadinanza, le autorità locali e la comunità dei progettisti. Con questo scopo è nato “AIDA – Affirmative Integrated Energy Design Action”, un progetto finanziato dall’ “Intelligent Energy Europe Programme” della Commissione Europea.

L’obiettivo primario di AIDA è quello di accelerare l’ingresso sul mercato di edifici pubblici a bilancio energetico nullo, ridurre i consumi energetici e le emissioni di carbonio, e raggiungere gli obiettivi fissati per il 2020, implementando nelle pratiche costruttive il requisito di NZEB tramite la realizzazione di edifici caratterizzati da un’elevata efficienza energetica, anche mediante l’utilizzo di fonti di energia rinnovabile. AIDA si propone di incrementare il numero di edifici ad energia quasi zero, il numero di professionisti che utilizzino il concetto di progettazione energetica integrata e il numero di comuni che adottino il concetto di NZEB per le nuove costruzioni e per le ristrutturazioni.

Con questo obiettivo il progetto si prefigge di coinvolgere in un programma comune rappresentanti pubblici dei comuni europei, architetti e costruttori e punta a rendere gli NZEB, entro il 2020, il criterio di costruzione più diffuso in Europa. Comuni, architetti e costruttori edili svolgono infatti un ruolo importante durante le fasi di progetto e realizzazione per il raggiungimento degli obiettivi 20-20-20 dell’UE: possono favorire il risparmio energetico, l’uso razionale dell’energia e facilitare l’utilizzo di fonti di energia rinnovabile. Questi esempi saranno per la popolazione locale e le comunità limitrofe modelli e moltiplicatori del mercato, con l’obiettivo ultimo di realizzare edifici a energia quasi zero in tutti i comuni europei.

Per approfondimenti: www.aidaproject.eu
Image credit: Benson Industries, Inc.

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A poco più di due anni dalla posa della prima pietra del cantiere, ENI inaugura oggi a Ferrera Erbognone (Pavia) il Green Data Center, realizzato per ospitare i sistemi informatici centrali di elaborazione di ENI, sia di informatica gestionale, sia di elaborazione di simulazione sismica (High Performance Computing). “Diamo all’energia un’energia nuova” è il significato della decisione di mettere il progetto a disposizione delle università e dei centri di ricerca – un modello aperto per far si che l’investimento di ENI possa essere prototipo d’eccellenza, innovativo e sostenibile. Il nuovo centro sarà tra i primi in Europa per tipologia e dimensione (5.200 mq utili, fino a 30 MW di potenza IT, concentrazione di potenza elettrica fino a 50 kW/mq) e primo al mondo per efficienza energetica.

Sono impiegate le più innovative infrastrutture per il risparmio energetico, abbattendo l’emissione di CO2 di 335 mila tonnellate annue (circa l’1% dell’obiettivo italiano di Kyoto per l’energia), e riducendo notevolmente i costi operativi. É stato raggiunto il record mondiale in termini di efficienza energetica per i mega-center, misurato come il rapporto tra l’energia totale utilizzata e l’energia dedicata all’informatica: per il Green Data Center questo rapporto sarà al di sotto del valore di 1,2, miglior risultato a livello mondiale. La media italiana presenta ancora valori tra 2 e 3.

L’efficienza del Green Data Center deriva soprattutto dal particolare sistema di raffreddamento che, con i suoi 6 camini, caratterizza anche la skyline dell’impianto. Per raffreddare gli apparati informatici, i Data Center tradizionali utilizzano ininterrottamente sistemi di condizionamento e ventilazione forzata. Il Green Data Center ENI, invece, ha un sistema che regola la temperatura usufruendo, per almeno il 75% del tempo, direttamente dell’aria esterna. Questa tecnica limita quindi l’utilizzo di condizionatori a meno del 25% del tempo.
Un risultato ancor più d’eccellenza se si considera che l’impianto è collocato a livello del 45° parallelo, mentre i Data Center con caratteristiche simili sorgono generalmente a nord e in ambienti più freddi (come per esempio le Montagne Rocciose negli Stati Uniti). Il sistema di “free-cooling” restituisce anche aria più pulita agli ambienti esterni. Infatti, prima di arrivare ai computer, l’aria viene filtrata dalle polveri, eliminando circa 3.000 chilogrammi all’anno.

L’impianto è costruito nell’immediata prossimità della centrale Enipower di Ferrera Erbognone, che meglio risponde ai requisiti per l’alimentazione elettrica del Data Center: la potenza richiesta è già disponibile e la produzione di energia avviene mediante turbogas a metano, utilizzando la più pulita tra le fonti fossili.
Grazie allo stimolo innovativo derivante dal progetto Green Data Center, i partner tecnologici hanno messo a punto soluzioni totalmente innovative: ad esempio sul fronte elettrico, sono stati sviluppati e certificati gruppi di continuità (UPS) capaci di intervenire quando necessario con la massima efficienza.

Testo redatto su fonte ENI del 29 ottobre 2013
Image credit: ENI

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