Efficienza energetica dei prodotti e dei processi industriali (Progetto 1.6)

Le attività di studio, preparazione, attuazione, monitoraggio e controllo della legislazione e degli standard per l’efficienza energetica per i prodotti connessi all’energia nei settori industriale, professionale e domestico hanno come obiettivi generali: (i) proteggere l'industria nazionale ed europea dalla concorrenza sleale delle importazioni di prodotti non-conformi, (ii) assicurare il consumatore, utente del sistema elettrico nazionale, sulle reali prestazioni energetiche, funzionali e dell'efficienza dei materiali per i beni acquistati, e (iii) supportare il Paese nel raggiungimento degli obiettivi di miglioramento dell'efficienza energetica pianificati in risposta agli obblighi comunitari, e ai più recenti obiettivi di sostenibilità dell’economia circolare (durabilità, riparabilità, riciclabilità, ecc). Le misure politiche di attuazione, etichettatura energetica ed ecodesign, sono intese da un lato a disciplinare le caratteristiche per l’accesso dei prodotti al mercato e dall’altro ad informare i consumatori finali mediante informazioni standardizzate. Queste misure sono aggiornate regolarmente tenendo conto dello sviluppo tecnologico di ciascun prodotto, di misure simili adottate nei mercati extra-europei e del risultato che si vuole ottenere in termini di sviluppo tecnologico, considerando che il termine “efficienza” viene sempre più inteso non solo come efficienza energetica e delle altre risorse utilizzate nella fase d’uso (acqua e materiali di consumo), ma anche come “efficienza dei materiali” dell’intero ciclo di vita di un prodotto: durata della vita utile, riparabilità, recuperabilità delle materie prime a fine vita, ecc.

L’obiettivo generale del WP è quello di realizzare studi e sviluppare soluzioni per l’efficientamento e l’ottimizzazione di processi, distretti e filiere industriali. Il WP è caratterizzato da una serie di obiettivi specifici, dettagliati nel seguito.

1. Sviluppare strumenti per la caratterizzazione termica dei processi industriali, la valorizzazione del calore di scarto e la gestione ottimale dei flussi termici ad essi associati.
2. Favorire la diffusione di tecnologie non termiche e termiche innovative che possono essere impiegate come alternativa o complemento ai processi termici tradizionali nel settore alimentare attraverso la realizzazione di specifici strumenti di supporto alle decisioni.
3. Caratterizzare e ottimizzare la filiera di produzione e fornitura delle soluzioni Off Site Construction per l’isolamento termico degli edifici. L’ obiettivo generale verrà perseguito attraverso una serie di sotto-obiettivi specifici quali la mappatura della filiera (con un focus sulle filiere del legno e dell’acciaio), l’analisi dettagliata dei processi produttivi coinvolti nella filiera, anche attraverso un approccio Resource Value Mapping, e l’identificazione dei materiali sia “tradizionali” sia “alternativi”, ovvero a ridotto impatto ambientale per la potenziale realizzazione di soluzioni OSC. Si andranno inoltre a caratterizzare i business model per le soluzioni OSC, per comprenderne le barriere e potenziarne la diffusione sul mercato.
4. Identificare e favorire l’adozione di best practices e best available technologies nel settore vitivinicolo.
5. Sviluppare un materiale composito a base di MOF e nanoparticelle magnetiche con proprietà ottimizzate per la separazione di miscele post-combustione CO2/N2 mediante tecnologia MISA

• Università degli Studi de L'Aquila
• Università degli Studi di Salerno
• Politecnico di Milano
• Università Politecnica delle Marche
• Università degli Studi di Bologna "Alma Mater Studiorum"
• Università degli Studi di Firenze
• Università degli Studi di Roma La Sapienza

Gli obiettivi principali del WP sono volti guidare le imprese nel passaggio da un approccio all’efficienza a progetto o dettato da esigenze contingenti a un approccio di miglioramento continuo, e fornire ai decisori politici/istituzionali elementi per valutare con maggiore consapevolezza politiche volte al risparmio e alla gestione energetica. Tali obiettivi vengono perseguiti attraverso una serie di prodotti e analisi sviluppati sia da ENEA che dai cobeneficiari. Viene approfondito quanto avviato nel passato PTR 19-21 nel progetto 1.6 di ENEA (WP4) relativamente all’analisi delle diagnosi energetiche e andando a ricomprendere, oltre ai settori manifatturieri, anche quelli del comparto terziario e servizi. Sono analizzati sia i consumi energetici, con l’individuazione degli indici di prestazione energetica generali e specifici, che gli interventi di efficientamento energetico individuando eventuali best practice fornendone un’analisi costo beneficio. Sono realizzate delle linee guida settoriali che vanno ad aggiungersi alla collana dei “Quaderni dell’efficienza energetica”. Viene potenziato il tool di energy management nella parte interventi andando a prevedere sottomoduli che permettano un primo dimensionamento di alcuni interventi o soluzioni impiantistiche di efficientamento energetico. L’esperienza maturata in questi anni, nonché le bozze della nuova Direttiva Europea sull’efficienza energetica, inducono a superare il limite della grande impresa o impresa energivora, rivolgendo l’attenzione anche al settore delle PMI che solo in Italia rappresenta circa il 99% delle realtà produttive. È messa a punto una metodologia replicabile che permetterà di fornire alle imprese, in base ai settori merceologici di appartenenza, informazioni sia qualitative che quantitative riguardanti i benefici multipli.

• Politecnico di Milano
• Università degli Studi di Firenze
• Università degli Studi di Bologna "Alma Mater Studiorum"
• Università degli Studi Roma Tre
• Università degli Studi di Roma Tor Vergata
• Università degli Studi di Salerno
• Università degli Studi della Tuscia
• Università degli Studi della Basilicata

Il ruolo dell’idrogeno pulito è in continua crescita soprattutto per l’efficientamento di processi industriali, specialmente nei comparti “difficili da abbattere”. L'obiettivo principale di questo WP è dimostrare, attraverso lo sviluppo di tecnologie efficienti, materiali, reattori e processi, la fattibilità di un nuovo processo di produzione ad alta pressione (10 bar) di idrogeno verde da biomasse residuali ad emissione negativa di CO2. Questa attività è, quindi, completata da studi sperimentali per la valorizzazione e lo stoccaggio non-geologico di CO2. Questo WP si concentra sui seguenti principali obiettivi intermedi:

1. Valutazione tecnico economica di processi innovativi per la decarbonizzazione di processi industriali e la rimozione di CO₂ dall’aria in modo diretto (DAC) o indiretto (BECCS).
2. Dimostrazione a scala pilota e a pressione ambiente di un processo di produzione di H2 da gassificazione di biomasse intensificata da cattura di CO₂ con sorbenti solidi.
3. Sintesi e caratterizzazione di materiali sorbenti e catalitici che saranno sviluppati a scala laboratorio ed utilizzati durante la gassificazione delle biomasse residuali.
4. Produzione di materiali sorbenti e catalitici capaci di resistere all’azione meccanica di abrasione e frammentazione durante la cattura di CO₂ in ambiente fluidizzato.
5. Progettazione di un prototipo di gassificatore di biomasse in pressione a letto fluidizzato con vapore con integrata cattura della CO₂ per mezzo di sorbenti a base di CaO per la produzione termochimica di idrogeno a CO2 negativa.
6. Progettazione di un’unità da integrare a valle del gassificatore in pressione per la rimozione di composti clorurati e solforati dal syngas prodotto.
7. Upgrading di un banco prova a plasma con scarica a barriera di dielettrico (DBD) per la valorizzazione di CO₂.
8. Studi sperimentali per lo stoccaggio non geologico di CO₂ in residui alcalini.

• Università degli Studi de L'Aquila
• Politecnico di Torino
• Università degli Studi di Roma La Sapienza

Le attività del WP5 hanno l’obiettivo di sviluppare tecnologie e metodologie per l'efficientamento energetico del settore idrico, dalle reti di raccolta fognarie agli impianti di trattamento delle acque reflue, con ulteriore estensione alle infrastrutture dedicate al riutilizzo finale dei reflui come fonti idriche non convenzionali. Le attività focalizzate sull’analisi di soluzioni tecnologiche vedono l’ulteriore sviluppo e validazione di alcuni processi già proposti e sviluppati nel WP5 del Progetto 1.6 di ENEA RdS PTR 2019-21 e lo sviluppo ex novo di tecnologie per la riduzione dei consumi energetici nel trattamento acque e per la valorizzazione energetica dei fanghi di depurazione, la riduzione dei volumi e la produzione di materie prime seconde CO2 adsorbenti. Ulteriori attività si incentrano sulla valutazione di best practices applicate in piena scala, che prevedono l’impiego di soluzioni di efficientamento energetico e trattamento fanghi, con l’obiettivo di fornire ai gestori elementi utili e affidabili per la conduzione di analisi di tipo tecnico-economico, così da promuoverne l’implementazione. Inoltre, il WP si focalizza particolarmente sull’obiettivo di definire le richieste energetiche della filiera del riutilizzo dei reflui depurati in ambito agricolo (i.e. depurazione, stoccaggio, distribuzione), tramite l’analisi di casi studio, contribuendo in tal modo all’efficientamento e diffusione di tali pratiche. Un ulteriore obiettivo collegato a questo è il riutilizzo delle acque meteoriche, sfruttando le vasche di accumulo esistenti. Il WP ha poi l’obiettivo di fornire uno strumento software per la valutazione di scenari di ottimizzazione energetica, basato su approcci efficienti e circolari, funzionale a fornire ai gestori elementi per effettuare analisi di benchmarking e definire le priorità di intervento. Il software integrerà le risultanze delle LA e sarà definito anche sulla base dei recenti orientamenti della normativa del settore.

• Università degli Studi di Bologna "Alma Mater Studiorum"
• Università degli Studi di Trento
• Università degli Studi di Napoli Federico II
• Università degli Studi di Roma La Sapienza