Motori ad alta efficienza ed azionamenti a velocità variabile nellindustria e nel terziario Scenari...

Motori ad alta efficienza ed Motori ad alta efficienza ed azionamenti a velocità variabile azionamenti a velocità variabile nell’industria e nel terziarionell’industria e nel terziario

Scenari energetici ed analisi del potenziale di Scenari energetici ed analisi del potenziale di efficienza energeticaefficienza energetica

Antonio Capozza

CESI RICERCA

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USO DI MOTORI ELETTRICI AD ALTA EFFICIENZA (MAE)

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Potenziale attuale: scenario “a saturazione”

• Sottoinsieme di riferimento al 2005:

Asincroni, trifase, BT

Taglie tra 0,75 e 90 kW

Principalmente, settori terziario e industriale

Taglie2014 Nuovi 2014 Nuovi 2014 Nuovi

da 0,75 a 3 kW 5.564.665 312.278 11.221 1.034 19,8 3,0da 3,01 a 7,5 kW 3.443.405 207.676 17.089 1.374 33,1 5,1da 7,51 a 22 kW 1.958.061 131.132 23.467 2.083 40,9 6,4da 22,01 a 90 kW 1.684.480 107.900 36.560 2.099 44,5 4,4TOTALE 12.650.612 758.986 88.336 6.589 138,1 19,0

Numero motori Potenza (MW) Consumi (TWh/anno)

Numero motori Potenza (MW) Consumi (TWh/anno) 11.891.000 81.747 119

• Nuovo installato BAU al 2014:

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IPOTESI

• Tutti i motori al 2005 sono di classe EFF3

• Tutti questi motori sono sostituiti istantaneamente e integralmente con motori EFF1

• Tutti i nuovi motori sono in classe EFF1

• Massimo risparmio teorico complessivo:

7,665 (lordo) – 0,834 (taglia 0,75 kW) =

= 6,831 TWh/anno

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• Stesso sottoinsieme di riferimento dello scenario “a saturazione”

• Sostituzione graduale di motori guasti con motori EFF1 (svolta sul 100 % dei rinnovati e sul 50% di quelli altrimenti riavvolti)

• Nuovi motori tutti in classe EFF1

• Sostituzione forzata di una quota di motori ancora funzionanti

• Ricambio annuale considerato ed addizionalità dell’intervento:

Potenziale attuale: scenario realistico

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• Nuovi motori e revamping di motori guasti

• Motori sostituiti invece che riavvolti

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• Sostituzioni forzate in EFF1

• TOTALE

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• Risparmio energetico incrementale: ogni anno,

0,544 TWh/anno in più

• Raggiungimento dello scenario “a saturazione” in circa 12 anni


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• I costi di investimento in EFF1 sono più alti ….

• Ma ci sono notevoli risparmi sul costo della bolletta

• Necessità di analizzare costi e benefici sull’intera vita del componente

• Valutazione del PBP (Pay Back Period) semplice

• Es. per scenario realistico:

0,9 < PBP < 12 anni

PBP medio= 3,9 anni

Valutazione costi/benefici

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Valutazione costi/benefici

eff2--->eff1 motori sostituiti + motori addizionali)

Taglia Numero motoriRisparmibolletta

PBP semplice

(€/motore) (M€) (M€/anno) (anni)TOTALE 720.000 94,0 33,2 2,8

eff3--->eff1motori non riavvolti + sostituzioni forzate)

Taglia Numero motoriRisparmibolletta

PBP semplice

(€/motore) (M€) (M€/anno) (anni)TOTALE 227.500 120,2 21,1 5,7

TOTALE 214,1 54,4 3,9

Costo addizionale(eff1 -eff2 )

Costo addizionale(eff1 -riavv. )

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USO DI AZIONAMENTI VARIABILI (VSD)

IN IMPIANTI DI POMPAGGIO

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• Stesso sottoinsieme di riferimento motori al 2005:

– Azionanti pompe e ventilatori (P&V)

– Azionanti compressori (C)

– Altro (A)

• Non si considerano nuove installazioni per i motori

• Utilizzo dati di progetti EU SAVE:

– “VSD for Electric Motor Systems” (2001)

– “Improving the penetration of energy-efficient motors and drives” (2000)

relativi a: Ripartizione motori per applicazione Percentuale ancora inverterizzabile Margini di risparmio energetico

P&V C A17% 2% 81%52% 25% 48%35% 15% 15%

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numero consumi numero consumi risparmio

migliaia GWh/anno migliaia GWh/anno GWh/anno

11.891 119.119

pompe e ventilatori 2.021 45.265 1.051 23.538 8.238

compressori 238 21.441 59 5.360 804

altri 9.632 52.412 4.623 25.158 3.774

totale potenziale 5.734 54.056 12.816

motori installati motori potenzialmente inverterizzabili

totale motori

azio

nant

i

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• Intervento immediato su tutti i motori ancora ancora inverterizzabili

• Massimo risparmio teorico complessivo:

12,8 TWh/anno

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• Parziale inverterizzazione dell’intero potenziale “a saturazione”

Scenario A: 1% del totale: 128 GWh/anno

Scenario B: 2% del totale: 256 GWh/anno

Scenario C: 5% del totale: 641 GWh/anno

Scenario D: 10% del totale: 1282 GWh/anno


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Potenziale attuale: sintesi

Situazione Italia consumo motori fino a 90 kW BT ID TWh/anno Risparmio%

Consumo motori anno 2005 2005 119,1 0,0%Consumo motori - anno 2014 Business as usual 2014-BAU 138,1 0,0%Consumo motori - anno 2014 Max Risparmi 2014 - MAX 117,6 14,8%Consumo motori - anno 2014 Reale + Scenario A 2014 -Reale+A 132 4,4%Consumo motori - anno 2014 Reale + Scenario B 2014 -Reale+B 130,9 5,2%Consumo motori - anno 2014 Reale + Scenario C 2014 -Reale+C 127,5 7,7%Consumo motori - anno 2014 Reale + Scenario D 2014 -Reale+D 121,7 11,9%

• Combinando i dati di risparmio per motori e VDS Max per motori e VSD “a saturazione” (inclusi motori 0,75 kW)

Realistico motori cumulato su 9 anni: 4,896 TWh/anno

Scenario A inverter cumulato su 9 anni: 1,152 TWh/anno

Scenario B inverter cumulato su 9 anni : 2,304 TWh/anno

Scenario C inverter cumulato su 9 anni: 5,769 TWh/anno

Scenario D inverter cumulato su 9 anni: 11,538 TWh/anno

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Potenziale attuale: sintesi

Andamento Consumi e scenari 2005-2014

119,1

138,1

117,6

132 130,9127,5

121,7

105

110

115

120

125

130

135

140

2005 2014-BAU 2014 - MAX 2014 -Reale+A

2014 -Reale+B

2014 -Reale+C

2014 -Reale+D

Scenari

TW

h/a

nn

o

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Riferimenti bibliografici

A. Capozza, U. Ciarniello, F. Groppi, M. De Nigris:

Studio sul risparmio energetico possibile con tecnologie efficienti: indagine sul potenziale teorico, barriere che ostano al suo spiegamento, azioni per una migliore diffusione

CESI RICERCA – Rapp. 06005955

su http://www.ricercadisistema.it/

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GRAZIE

Antonio Capozza

CESI RICERCAEconomia dei Sistemi Elettrici

Via Rubattino, 54

20134 Milano

ph. +39 02 3992 5016

fax +39 02 3992 5597

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