Industrial heat weighs heavily on the world's total energy consumption. Most of the energy used in industry is produced by fossil fuels, which has a strong impact on the environment due to greenhouse gas emissions. It is therefore necessary to start a process of decarbonisation of industrial heat as soon as possible, finding cleaner and more sustainable alternative solutions for heat production. This thesis work aims at providing the necessary tools able to help the planning of future decarbonisation strategies, giving a complete overview of the industrial sector as complete as possible. Starting from a review of the existing literature, a categorisation of all industries that consume heat based on different temperature ranges has been created, including all the technical information that characterizes each industry and specifying the possible decarbonised solutions applicable to each specific sector. Thanks to the comparison of the available databases, containing information on the consumption and the distribution of industrial heat, the Italian demand for industry has been calculated in detail and localised on the territory, depending on the end uses, the temperature levels and the various sectors. Finally, by processing generic datasets about the hourly demand profiles proposed by existing projects, a more accurate and detailed database containing the hourly profile of the industrial heat demand, divided by temperature levels and by Italian region, has been generated. This database and all the information collected will be released publicly in order to be available for all those who want to study the sector.

Il calore industriale ha un peso molto rilevante rispetto al totale dei consumi energetici finali mondiali. La maggior parte dell’energia impiegata nell’industria è prodotta dall’uso di combustibili fossili, che provoca un forte impatto sull’ambiente a causa delle emissioni di gas serra. È necessario dunque portare avanti al più presto un processo di decarbonizzazione del calore industriale, trovando soluzioni alternative più pulite e sostenibili per la produzione di calore. Questo lavoro di tesi si pone l’obiettivo di fornire gli strumenti necessari per poter pianificare future strategie di decarbonizzazione, facendo una panoramica il più completa possibile del settore industriale. Partendo da una review della letteratura esistente, è stata creata una categorizzazione di tutti i settori industriali che consumano calore in base a diversi range di temperatura, inserendo tutte le informazioni tecniche che caratterizzano ciascuna industria e specificando le possibili soluzioni decarbonizzate applicabili per ogni specifico settore. Grazie al confronto tra i database disponibili, contenenti informazioni sui consumi e sulla distribuzione del calore industriale, è stata calcolata in modo dettagliato e localizzata sul territorio la domanda per l’industria italiana, a seconda degli usi finali, dei livelli di temperatura e dei singoli settori. Infine, elaborando generici dataset sui profili orari della domanda proposti da progetti esistenti, è stato generato un database più preciso e dettagliato contenente il profilo orario della domanda di calore industriale, diviso per livelli di temperatura e per regione italiana. Tale database e tutte le informazioni raccolte, saranno rilasciati pubblicamente in modo da essere fruibili da tutti coloro che vogliono studiare il settore.

Assessing the potential for decarbonisation of industrial heat. Literary review and load assessment

Guazzoni, Matteo
2019/2020

Abstract

Industrial heat weighs heavily on the world's total energy consumption. Most of the energy used in industry is produced by fossil fuels, which has a strong impact on the environment due to greenhouse gas emissions. It is therefore necessary to start a process of decarbonisation of industrial heat as soon as possible, finding cleaner and more sustainable alternative solutions for heat production. This thesis work aims at providing the necessary tools able to help the planning of future decarbonisation strategies, giving a complete overview of the industrial sector as complete as possible. Starting from a review of the existing literature, a categorisation of all industries that consume heat based on different temperature ranges has been created, including all the technical information that characterizes each industry and specifying the possible decarbonised solutions applicable to each specific sector. Thanks to the comparison of the available databases, containing information on the consumption and the distribution of industrial heat, the Italian demand for industry has been calculated in detail and localised on the territory, depending on the end uses, the temperature levels and the various sectors. Finally, by processing generic datasets about the hourly demand profiles proposed by existing projects, a more accurate and detailed database containing the hourly profile of the industrial heat demand, divided by temperature levels and by Italian region, has been generated. This database and all the information collected will be released publicly in order to be available for all those who want to study the sector.
LOMBARDI, FRANCESCO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
2-ott-2020
2019/2020
Il calore industriale ha un peso molto rilevante rispetto al totale dei consumi energetici finali mondiali. La maggior parte dell’energia impiegata nell’industria è prodotta dall’uso di combustibili fossili, che provoca un forte impatto sull’ambiente a causa delle emissioni di gas serra. È necessario dunque portare avanti al più presto un processo di decarbonizzazione del calore industriale, trovando soluzioni alternative più pulite e sostenibili per la produzione di calore. Questo lavoro di tesi si pone l’obiettivo di fornire gli strumenti necessari per poter pianificare future strategie di decarbonizzazione, facendo una panoramica il più completa possibile del settore industriale. Partendo da una review della letteratura esistente, è stata creata una categorizzazione di tutti i settori industriali che consumano calore in base a diversi range di temperatura, inserendo tutte le informazioni tecniche che caratterizzano ciascuna industria e specificando le possibili soluzioni decarbonizzate applicabili per ogni specifico settore. Grazie al confronto tra i database disponibili, contenenti informazioni sui consumi e sulla distribuzione del calore industriale, è stata calcolata in modo dettagliato e localizzata sul territorio la domanda per l’industria italiana, a seconda degli usi finali, dei livelli di temperatura e dei singoli settori. Infine, elaborando generici dataset sui profili orari della domanda proposti da progetti esistenti, è stato generato un database più preciso e dettagliato contenente il profilo orario della domanda di calore industriale, diviso per livelli di temperatura e per regione italiana. Tale database e tutte le informazioni raccolte, saranno rilasciati pubblicamente in modo da essere fruibili da tutti coloro che vogliono studiare il settore.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/167289