Production processes improvement within an energy efficiency perspective

From 2010, attention to energy efficiency was able to evolve, progressing from its identification as the hidden fuel, valued as the negative quantity of energy not used and not included in the priorities of national policies, to first fuel, considered a resource of energy against coal, oil and natural gas even in planning activities. Then, in a national and international context of increasing attention to environmental and energy issues, the development of energy efficiency in the industrial sector appears as a strategic tool for achieving European environmental objectives, reducing dependence on imports and improving the competitiveness of Italian companies. Despite the progress at the regulatory framework level, barriers limiting the spread of energy efficiency interventions in the industrial field are still present, essentially of cultural and economic nature. In such a context, a crucial role is played by ESCOs which make it possible to carry out efficiency measures even in situations where it lacks skills or resources. This work, carried out in collaboration with AERE S.r.l., is very oriented towards the so depicted Italian SMEs reality that, in particular, involved the practical case of B&P Recycling S.r.l., developing of a complete in-depth energy efficiency project mixing the approach proper of ESCOs with an advanced engineering one. The objective is maximizing the added value to the company, exploring both consolidated and impacting process improvements and undercovering the whole potential a complete energy efficiency project could meet. The whole project is designed as a gradually refined path toward specific improvement interventions, following the Collect - Analyze - Deepen – Improve logic in a concrete way and by well-defined methodical tools. Through the analysis of solutions proposed, the methodology and the consequent results, the same path aimed at responding in the most satisfactory way to the initial inputs, to the requests by the Customer and to the opportunities emerged over time. These include the often overlooked knowledge of energy flows linked to dissipation and inefficiency; the same analysis also allowed to identify the real needs in the realization of the process improvements. At the end of the path, the Client is given a pool of solutions to be evaluated by the criteria considered most appropriate. The solution involving an ORC module can be indicated as the best to realize processes improvements, from economical and energetical point of view. The adoption of an ORC module is ideal for heat recovery in a bottoming configuration, despite the fact that the available thermal power is not optimal in quality: flexibility of ORC technology is expanding its field of applicability even in sectors characterized by high electrical demand profile but low presence of energy vectors at medium-high temperatures.

Dal 2010 l'attenzione all'efficienza energetica è stata in grado di evolvere, passando da essere identificata come combustibile nascosto, valutata come la quantità negativa di energia non utilizzata e non inclusa nelle priorità delle politiche nazionali, a combustibile primario, considerato una risorsa di energia al pari di carbone, petrolio e gas naturale anche nelle attività di pianificazione. Per questo, in un contesto nazionale e internazionale di crescente attenzione alle questioni ambientali ed energetiche, lo sviluppo dell'efficienza energetica nel settore industriale appare come uno strumento strategico per raggiungere gli obiettivi ambientali europei, riducendo la dipendenza dalle importazioni e migliorando la competitività delle imprese italiane. Nonostante i progressi a livello normativo, sono tuttavia ancora presenti ostacoli, essenzialmente di natura culturale ed economica, che limitano la diffusione degli interventi di efficienza energetica nel settore industriale. All’interno di una dinamica del genere un ruolo cruciale è svolto dalle ESCo, le quali consentono di attuare misure di efficienza anche in situazioni in cui c’è mancanza di conoscenze o risorse. Questa Tesi, svolta in collaborazione con AERE S.r.l., è molto orientata verso la realtà delle PMI italiane che, in particolare, ha coinvolto il caso pratico del suo Cliente B&P Recycling S.r.l., sviluppando un progetto completo di efficienza energetica che mescola l'approccio proprio delle ESCo con uno di ingegneria più avanzata e meno comune. L'obiettivo è di massimizzare il valore aggiunto per l'azienda, indagando sia interventi di comprovata efficacia che miglioramenti dei processi produttivi a favore dell'intero potenziale raggiungibile da un progetto completo di efficienza energetica. Tale progetto è concepito come un percorso di graduale perfezionamento verso specifici interventi di miglioramento, seguendo la logica Collect - Analyze - Deepen – Improve, votata all’approccio concreto dell’indagine e con strumenti metodici ben definiti. Attraverso l'analisi delle soluzioni proposte, della metodologia e dei risultati conseguiti, lo stesso percorso è volto a rispondere nel modo più soddisfacente agli input iniziali, alle richieste del Cliente e alle opportunità emerse nel tempo dal confronto. Queste includono la conoscenza spesso trascurata dei flussi energetici caratterizzati da inefficienze; la stessa analisi ha anche permesso di identificare i reali fabbisogni per la realizzazione dei miglioramenti di processo. Al termine del percorso, al Cliente viene fornito un ventaglio di soluzioni da valutare sulla base dei criteri ritenuti più appropriati. La soluzione che prevede un modulo ORC può essere indicata come la migliore per realizzare i detti miglioramenti di processo sia dal punto di vista economico che energetico. L'adozione di un modulo ORC è ideale per il recupero di calore, nonostante la potenza termica disponibile non sia ottimale in termini di qualità: la flessibilità della tecnologia ORC sta espandendo il suo campo di applicazione anche in settori caratterizzati da un consistente profilo di domanda elettrica ma scarsa disponibilità di vettori energetici a temperature medio-alte.