Linea Guida per l esecuzione della diagnosi energetica degli impianti di trattamento rifiuti

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Linea Guida

per l’esecuzione della diagnosi energetica degli impianti di trattamento rifiuti

Roma, 24 giugno 2019

Pasquale De Stefanis Riccardo Viselli

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GRUPPO DI LAVORO

 UTILITALIA – Settore ambiente

 Pasquale De Stefanis, Riccardo Viselli, Bruno De Lorenzo

 CONSORZIO ITALIANO COMPOSTATORI

 Massimo Centemero, Alberto Confalonieri

 FISE ASSOAMBIENTE

 Elisabetta Perrotta

 OPERATORI ASSOCIATI

 A2A ambiente, ACEA ambiente, AMA Roma, Herambiente, Sogliano Ambiente, Veritas Venezia

 ENEA

 Silvia Ferrari

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INDICE

1. Generalità

2. Definizione del parametro chiave e della struttura energetica

3. Individuazione degli indicatori di prestazione energetica

4. Impiego di indicatori prestazionali da letteratura tecnica

5. Proposta di un indice per la redazione del rapporto di diagnosi energetica

6. Bibliografia Appendice A

Determinazione del PCI dei combustibili Appendice B

Programma di misure da effettuare ai fini della esecuzione della diagnosi energetica

Appendice C

Analisi e valutazione dei consumi energetici di un impianto di trattamento rifiuti

Appendice D

Unità di misura, simbologia e formulazione Allegato 1

Riepilogo dei dati principali della diagnosi energetica

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GLI IMPIANTI ESAMINATI

 Selezione post raccolta differenziata, finalizzata al riciclaggio

 Compostaggio

 Digestione anaerobica

 Trattamento meccanico – biologico

 A flusso separato

 A flusso unico

 Discarica controllata

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IMPIANTO IN ESAME VS SITO INDUSTRIALE

Nell’esecuzione di una diagnosi energetica ci si potrebbe imbattere in situazioni in cui l’impianto di

trattamento rifiuti in esame coesiste, nello stesso sito industriale, con altri impianti finalizzati o meno al

trattamento di rifiuti (ma con esso non necessariamente correlati).

Anche mantenendo il contesto della diagnosi energetica riferito all’intero sito in esame, nel caso di presenza di altre installazioni e/o impianti risulta imprescindibile disporre degli elementi necessari per l’individuazione dei consumi energetici del solo impianto di trattamento rifiuti che si intende analizzare.

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PARAMETRO CHIAVE & STRUTTURA ENERGETICA

Struttura energetica: gli impianti sono stati scomposti in tre livelli, (denominati B, C e D), secondo lo schema proposto dall’ENEA. Occorrerà costruire tanti modelli energetici quanti sono i vettori energetici presenti:

 il Livello B (impianto): prevede la suddivisione dei consumi a livello di impianto e la definizione dell’indicatore di prestazione energetica globale IPgi (totale dei consumi del vettore energetico esaminato a livello di impianto, rapportato alla «produzione»)

 il livello C (aree energetiche funzionali): prevede la suddivisione dei consumi a livello delle 3 aree energetiche funzionali (Attività Principali, Servizi Ausiliari e Servizi

Generali), nonché la definizione dell’indicatore di prestazione energetica generale delle singole aree IPgf (consumo totale del vettore energetico esaminato a livello di singola area energetica funzionale, rapportato alla «produzione»)

 il livello D (singole sezioni): prevede la suddivisione dei consumi a livello delle singole sezioni afferenti alle 3 aree energetiche, la definizione dell’indicatore di prestazione energetica generale della singola sezione IPgs (consumo totale del vettore energetico in esame a livello di singola sezione rapportato alla «produzione»), nonché dell’indicatore di prestazione energetica specifico IPss (consumo dello stesso vettore rapportato alla specifica destinazione d’uso della sezione)

Parametro «Chiave» (Produzione): Quantitativo di rifiuti trattati (t/a)

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SELEZIONE POST RD: ATTIVITA’ PRINCIPALI

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COMPOSTAGGIO: ATTIVITA’ PRINCIPALI

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DIGESTIONE ANAEROBICA: ATTIVITA’ PRINCIPALI

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TMB A FLUSSO SEPARATO: ATTIVITA’ PRINCIPALI

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TMB A FLUSSO UNICO: ATTIVITA’ PRINCIPALI

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DISCARICA CONTROLLATA: ATTIVITA’ PRINCIPALI

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SERVIZI AUSILIARI E GENERALI

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INDICATORI PRESTAZIONALI GENERALI DEI CONSUMI

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CONSUMI SELEZIONE POST RD: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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CONSUMI COMPOSTAGGIO: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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CONSUMI DIGESTIONE ANAEROBICA: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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CONSUMI TMB A FLUSSO SEPARATO: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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CONSUMI TMB A FLUSSO UNICO: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

bioessiccato trattato bioessiccato trattato

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CONSUMI DISCARICA CONTROLLATA: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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CONSUMI SERVIZI AUSILIARI: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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CONSUMI SERVIZI GENERALI: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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INDICATORI PRESTAZIONALI DELLE «PRODUZIONI»

TRATTAMENTO RIFIUTI «PRODUZIONE»

Selezione post RD Quantitativo materiali recuperati a riciclaggio Compostaggio Quantitativo compost prodotto

Digestione anaerobica

Quantitativo biogas prodotto Contenuto energetico biogas prodotto

Quantitativo compost prodotto Recupero energetico utile⁽¹⁾

TMB a flusso separato / unico Quantitativo CSS /CSS-Combustibile prodotto

Discarica controllata

Quantitativo di biogas estratto Contenuto energetico biogas estratto

Recupero energetico utile⁽¹⁾

(1) Produzione netta di energia (elettrica + termica) + contenuto energetico biometano immesso in rete

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«PRODUZIONI» DI ENERGIA DA DIGESTIONE ANAEROBICA E DISCARICA

 Contenuto energetico del biogas

: prodotto tra il quantitativo di biogas (prodotto/estratto) e PCI medio = Q_biogas(kNm³) x PCI_biogas (kWh/Nm³) x 0,086 [tep];

 Contenuto energetico del biogas a produzione energia

: prodotto tra il quantitativo di biogas inviato a motori/turbine per la produzione di energia (elettrica+termica), nonché a eventuali altre apparecchiature di produzione energia (es.: caldaie) = Qbiogas a p.e.(kNm³) x PCI_biogas(kWh/Nm³) x 0,086 [tep]

 Contenuto energetico del biogas a recupero energetico

: contenuto energetico del biogas a produzione di energia a cui va sommato il contenuto energetico del biogas eventualmente destinato alla produzione di biometano = [Qbiogas a p.e.(kNm³) x PCI_biogas (kWh/Nm³) + Qbioga a p.bm. (kNm³) x PCI_biogas (kWh/Nm³)] x 0,086 [tep]

 Contenuto energetico del biogas a torcia/perdite

: prodotto tra il quantitativo di biogas non utilizzato nel periodo di riferimento e il relativo PCI medio = Qbiogas a torcia

(kNm³) x PCI_biogas (kWh/Nm³) x 0,086 [tep]

 Recupero energetico utile

: produzione netta combinata di energia (elettrica + termica) a cui va sommato il contenuto energetico dell’eventuale biometano immesso in rete = (E.E._exp (MWh) x 0,187 + E.T._exp (MWh) x 0,095) + Q_biometano (kNm³) x PCI_biometano (kWh/Nm³) x 0,086 [tep], in cui

E.E._exp = energia elettrica netta esportata (ceduta alla rete) [MWh]

E.T._exp = energia termica utile esportata [MWh]

Q_biometano = quantitativo di biometano immesso in rete, espresso in kNm³ PCI_biometano = PCI medio del biometano, espresso in kWh/Nm³.

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INDICATORI PRESTAZIONALI RIFERITI ALLE PRODUZIONI

Nella digestione anaerobica e nella discarica controllata viene realizzato un recupero “primario” di materia costituito dal biogas, cui segue la sua trasformazione con produzione di energia (elettrica e/o termica) in forma diretta o indiretta tramite la produzione di biometano

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«PRODUZIONI» ATTIVITA’ PRINCIPALI: INDICATORI PRESTAZIONALI GENERALI

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«PRODUZIONE» SELEZIONE POST RD: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

«PRODUZIONE» COMPOSTAGGIO: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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«PRODUZIONI» DIGESTIONE ANAEROB.: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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«PRODUZIONI» TMB: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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«PRODUZIONI» DISCARICA: INDICATORI PRESTAZIONALI SPECIFICI

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CONSUMI: INDICATORI PRESTAZIONALI DA LETTERATURA TECNICA

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PROPOSTA DI INDICE DEL RAPPORTO DI DIAGNOSI ENERGETICA (1/2)

SINTESI DELLA DIAGNOSI (“Executive Summary”) 1. GENERALITÀ

1.1 Riferimenti

1.1.1 Committente e descrizione del sito produttivo

1.1.2 Responsabili ed esecutori della diagnosi energetica 1.1.3 Referenti del sito produttivo

1.2 Obiettivi e modalità della diagnosi energetica 1.2.1 Periodo di riferimento

1.2.2 Unità di misura e valori di riferimento/Fattori di aggiustamento 1.2.3 Raccolta dati

2. DIAGNOSI ENERGETICA DELL’IMPIANTO DI TRATTAMENTO RIFIUTI 2.1 Descrizione dello stabilimento

2.2 Materie prime, prodotti e servizi erogati 2.3 Processo produttivo

2.3.1 Descrizione del processo produttivo

2.3.2 Schema di flusso del processo produttivo 2.4 Dati di produzione

2.5 Individuazione e analisi dei vettori energetici 2.6 Consumi e costi dell’energia

2.7 Individuazione degli indicatori energetici prestazionali

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PROPOSTA DI INDICE DEL RAPPORTO DI DIAGNOSI ENERGETICA (2/2)

3. MODELLI ENERGETICI

Da sviluppare a livello di impianto/stabilimento (livello B), aree energetiche funzionali (Livello C: attività principali, servizi ausiliari, servizi generali) e dei relativi componenti (Livello D).

3.1 Analisi dei consumi di energia elettrica (“Modello Elettrico”) 3.2 Analisi dei consumi di combustibili (“Modello Termico”) 3.3 Analisi dei consumi di energia primaria

4. VALUTAZIONI

4.1 Definizione degli indicatori prestazionali 4.2 Confronto con indicatori di riferimento

5. INTERVENTI DI EFFICIENTAMENTO INDIVIDUATI 5.1. Intervento 1

5.2 Intervento 2 5.n Intervento n

5.n+1. Riepilogo degli interventi e analisi costi/benefici 6. CONCLUSIONI

APPENDICI ALLEGATI

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APPENDICE A – PCI DEI COMBUSTIBILI (1/2)

Fattori di conversione in tep dei principali vettori energetici

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APPENDICE A – PCI DEI COMBUSTIBILI (2/2)

PCI di alcuni combustibili derivati

I fattori di conversione riportati sono stati ricavati sulla base delle seguenti relazioni:

 Combustibili solidi/liquidi, (t): F = PCI (kcal/kg) x10^-3

 Combustibili liquidi, (litri): F = PCI (kcal/kg) x10^-3x densità (kg/dm³)

 Combustibili gassosi, (m³): F = PCI (kcal/m³) x10^-7

E’ possibile in tal modo ricavare il PCI preso a riferimento.

Ad esempio nel caso del gas naturale misurato in Sm³ il PCI di riferimento risulta pari a:

PCI = 0,836x10^-3/10^-7 = 8360 kcal/Sm³.

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APPENDICE B – PROGRAMMA DI MISURE DA EFFETTUARE

 Disponibilità di informazioni e dati da Gestori Reti/Fatturazioni (e.e. , g.n., gasolio, gpl, calore), contatermie (fluidi termovettori), misure fiscali (rifiuti)

 Utilizzo al massimo di sistemi di supervisione e controllo tipo DCS/PLC, eventualmente opportunamente modificati e integrati, per acquisire misure di intere sezioni/singole apparecchiature

 Impiego di inverter con interfaccia di supervisione e controllo, in grado di acquisire misure di potenza in tempo reale

 Misure dirette /indirette in continuo /discontinuo, con elevato grado di rappresentatività, effettuate con strumentazione fissa o portatile

 Ricorso ad adeguate stime, eseguite con l’impiego di formule basate su grandezze fisiche/dati di funzionamento, ove non disponibile la misura (es.: consumo di

riscaldamento in funzione di presenze)

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APPENDICE C – ANALISI E VALUTAZIONI DEI CONSUMI ENERGETICI (1/7)

 “Chiarimenti in materia di diagnosi energetica nelle imprese ai sensi dell’articolo 8 del decreto legislativo n. 102 del 2014” a cura del MiSE – ed. novembre 2016

All. 2: «… l’analisi di dettaglio si ferma quando la dimensione energetica dell’area funzionale in esame è inferiore al 5% dei consumi energetici totali…»

 “Linee Guida per il Monitoraggio nel settore industriale per le diagnosi energetiche ex art. 8 del d.lgs 102/2014”, pubblicazione ENEA (*)

pto 2.3: «Sono esclusi i vettori energetici il cui consumo totale incide per meno del 10% sul totale del consumo dei sito…»

Definire alcuni criteri generali in merito ai requisiti minimali da assicurare in sede di analisi energetica riguardo a:

 l’esame dei consumi relativi allo specifico vettore energetico V_j

 l’esame dei consumi relativi alle 3 aree energetiche funzionali

 i livelli minimi di copertura delle misure per ciascuna area energetica funzionale

(*) Vedi anche documento ENEA «Diagnosi Energetiche art. 8 DLgs 102/2014 - Linee Guida e Manuale Operativo: Clusterizzazione, rapporto di diagnosi e piano di monitoraggio», ediz. maggio 2019

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Incidenza percentuale dei consumi (I) I < 5% 5% < I < 10% I > 10%

Esame Riferimento Analisi di

dettaglio Misure Analisi di

dettaglio Misure Vettore

energetico Vj

% consumi totali energia

primaria (tep) NO SI NO SI

Area funzionale (AP, SA, SG)

% consumi totali vettore

Vj (tep) NO SI NO SI

Requisiti minimali per l’effettuazione dell’analisi energetica

Legenda:

Vj = generico vettore energetico (energia elettrica, gas naturale, gasolio, ecc.); AP = attività principali; SA = servizi ausiliari; SG = servizi generali.

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APPENDICE D – UNITA’ DI MISURA & SIMBOLOGIA

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 File Excel presente nel portale ENEA:

http://whttp://www.agenziaefficienzaenergetica.it/per-le-imprese/diagnosienergetiche

“personalizzato” al caso specifico del trattamento rifiuti per individuare gli effettivi consumi (es.: energia elettrica e/o termica prodotta/autoconsumata, combustibili ausiliari, biogas, ecc.)

 File excel composto da 6 fogli di calcolo (selezione post-RD, compostaggio, digestione anaerobica, TMB (2 fogli) e discarica controllata). Da compilare solo il foglio di calcolo relativo all’impianto di trattamento rifiuti in esame; altri sistemi, componenti e/o impianti presenti nel sito sono da riportare sotto la voce “Altro”

 Compilazione non formalmente obbligatoria, ma utile per a avere a disposizione un quadro di sintesi dei risultati, di supporto a iniziative da intraprendere (individuazione d’interventi di efficientamento, attività di benchmarking, ecc.)

 Dovranno essere compilate solo le celle bianche vuote, essenzialmente relative alle colonne della riga 4 (Dati aziendali/Rifiuti trattati) e la colonna I (Vettori energetici/Altri dati operativi) del riquadro LA, nonché la colonna D del riquadro LD

 Una volta compilato, in presenza di autoproduzioni consente di individuare i consumi totali del sito in esame (da utilizzare ai fini di un’eventuale clusterizzazione), nonché gli indicatori prestazionali (generali e specifici) ad eccezione di quelli relativi alla voce “Altro”

ALLEGATO 1: FILEEXCEL DI RIEPILOGO DELLA DIAGNOSI ENERGETICA

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