Politecnico di Torino – L.S in Ingegneria Meccanica

Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Sostenibilità energetica in ambito urbano:
Metodologie di analisi
Ing. Novella TALA’,
Responsabile Scientifico Prof. Massimo SANTARELLI
Dipartimento di Energetica, Politecnico di Torino
Fondazione TELIOS
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Fasi di sviluppo dell’assegno
1. Ricerca bibliografica sui modelli di analisi
ambientale di sistemi urbani di grandi dimensioni
energetica e
2. Classificazione dei modelli di analisi ed eventuali software
applicativi
3. Studio
domanda
energetica
per
settori
(Trasporti,
Residenziale,Commerciale, …) e relativi aspetti ambientali
4. Metodi di analisi di sistemi energetici territoriali
5. Caso studio preliminare
•CASE STUDY: Quartiere di Torino
•Raccolta dati
•Analisi dello stato attuale
•Proposta e analisi scenari alternativi
•Conclusioni
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Obiettivi dell’assegno
Lo studio si propone di confrontare metodologie di offerta e
gestione di energia in tutti i settori che caratterizzano l’ambito
urbano
Perché ambiti urbani?
Perché sono tra i principali consumatori di energia responsabili
di impatti sulla biosfera e pertanto possibili laboratori di
applicazione dei processi di produzione e gestione sostenibile
dell’energia.
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Il sistema energetico di riferimento (1)
Gli ambiti urbani rappresentano dei sistemi energetici complessi in cui
i flussi di energia e di materiale sono collegati da reti di tecnologie
articolate, con singole componenti ugualmente complesse
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Il sistema energetico di riferimento (2)
L'approccio modellistico permette di rappresentare le realtà urbane
traducendo in termini matematici i flussi energetici ed i costi
economici e ambientali del sistema
Rappresentazione aggregata di un sistema energetico di riferimento
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Il sistema energetico di riferimento (3)
Diagramma energetico
Fonti
primarie
Fonti
secondarie
Vettori
energetici
Dispositivi
Residenziale
Servizi
Processi
Conversione
Terziario
Trasporti
Industria
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Metodi di analisi
Sono state esplorate metodologie utili alla comprensione delle
trasformazioni dei flussi energetici;
Metodi di analisi adottati:
•Analisi ENergetica (Analisi WTW)
•Analisi Ambientale
•Analisi EXergetica
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi di un sistema energetico territoriale
Fasi principali dell’analisi:
Descrizione del sistema e dei suoi confini
Acquisizione, elaborazione e controllo dei dati
Costruzione del diagramma energetico
Analisi
Calcolo indicatori (ENergetici, EXergetici, Ambientali)
Interpretazione dei valori
Rappresentazione dei risultati
Valutazione finale
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi ENergetica-Ambientale
L’analisi WTW rappresenta una metodologia di valutazione
ENergetico-Ambientale specifica per autotrazione e costituisce un
caso particolare della metodologia Life Cycle Assessment (LCA)
•L’indice WTT (Well-to-Tank) tiene conto dell’energia utilizzata per
estrarre, lavorare e trasportare la fonte primaria sino al parco combustibili.
•L’indicatore TTW (Tank-to-Wheel) caratterizza le modalità con cui il
combustibile è impiegato in una specifica tecnologia.
•L’indicatore composto WTW (Well-to-Wheel) permette di paragonare le
diverse combinazioni di fonte primaria e tecnologia che la utilizza.
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi ENergetica
Schematicamente le fasi della sequenza WTW sono
Fase 1
Produzione, trasporto e distribuzione
materie prime
WTTEN
WTWEN
Fase 2
Fase d’uso
(utilizzo vettore energetico da parte della tecnologia)
TTWEN
L’indicatore WTWENERGETICO valuta i costi energetici di un
servizio energetico espressi in MJ/MJ
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi Ambientale
Schematicamente le fasi della sequenza WTW sono
Fase 1
Produzione, trasporto e distribuzione
materie prime
WTTAMB
WTWAMB
Fase 2
Fase d’uso
(utilizzo vettore energetico da parte della tecnologia)
TTWAMB
L’indicatore WTWAMBIENTALE valuta i costi ambientali di un
servizio energetico espressi in t(CO2)/MJ
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi ENergetica-Ambientale
Indicatori:
•Efficienza energetica
•Fabbisogno di energia primaria
•CO2(emessa)/y
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi EXergetica (1)
La conservazione dell’energia nel suo complesso enunciata dal
Primo Principio della Termodinamica fornisce informazioni
quantitative, ma non rende conto delle qualità intrinseche di una
forma di energia rispetto ad un’altra.
Il Secondo Principio della Termodinamica permette di conoscere in
termini anche qualitativi le energie in gioco.
Perdita di qualità energetica in un
processo reale
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi EXergetica (2)
L’Exergia di un flusso energetico (termico, elettrico, associato a
una massa) è la massima quantità di lavoro ottenibile da una
trasformazione reversibile del flusso energetico fino a portarlo
in equilibrio con l’ambiente
L’ EXergia posseduta da un certo sistema è definita “come il
massimo lavoro estraibile dai flussi di energia che il sistema
scambia con l’ambiente circostante sino a portarsi in equilibrio
con esso”.
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi EXergetica (3)
L’ENergia si conserva sempre, non si può né distruggere, né
creare.
L’EXergia si conserva solamente in un processo reversibile;
tutti i processi reali però sono di tipo irreversibile, per cui alla
fine di ogni processo è destinata a degradarsi.
In un sistema antropico l’ENergia in ingresso fluisce ed esce
quantitativamente invariata, mentre l’EXergia si consuma
all’interno del sistema arrivando, in alcuni sistemi, anche ad
annullarsi.
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi EXergetica (4)
L’Analisi EXergetica permette di analizzare le prestazioni di un
sistema dal punto di vista di un utilizzo razionale delle risorse
consumate.
L’Analisi EXergetica viene utilizzata per identificare i componenti in
cui si sprecano le risorse energetiche del sistema, il tipo e l’entità di
questo spreco, ed è quindi utile per sviluppare strategie per un miglior
utilizzo delle risorse.
In sintesi serve a:
-quantificare come l’ENergia si degrada attraverso la evoluzione della
distruzione della grandezza EXergia ;
-confrontare diversi processi attraverso un ulteriore indice chiamato
efficienza EXergetica.
Questa analisi è applicabile sia per i singoli componenti che per il sistema
globale
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi EXergetica (5)
Il diagramma di flusso dell’EXergia nella trasformazione in esame
identifica un generico processo come “black-box” nel quale
confluiscono e si diramano i vari flussi EXergetici.
In ingresso abbiamo i flussi:
•Risorsa (F)
Mentre in uscita:
•Prodotto utile (P)
•Flusso EXergetico non utilizzato (L)
•Irreversibilità (D).
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Analisi EXergetica (6)
Indicatore caratteristico:
•Efficienza EXergetica
ηex 
exergia dei prodotti utili
P
I

 1
exergia risorsa
F
F
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Principali novità significative alla
metodologia
A. Uso della struttura di calcolo propria della Teoria del Costo
EXergetico per eseguire l’analisi ENergetica TTW
B. Uso della grandezza EXergia per la ripartizione dei carichi
ambientali.
Per i componenti che riversano verso l’esterno due o più prodotti
ENergetici
come
per
esempio
il
caso
di
un
sistema
di
cogenerazione, lo studio ha proposto il calcolo del costo ambientale
dei prodotti ENergetici attraverso degli indici di attribuzione della
CO2 in base ad un fattore peso che tiene conto dell’EXergia
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Fonti WTWEN
WTTEN : I parametri adottati fanno riferimento al lavoro di:
EUCAR/JRC/CONCAWE (European Council for Automotive R&D/
Joint Research Center-European Commission/ Conservation of Clean
Air and Water in Europe)
Attraverso un certo numero di percorsi il combustibile in esame può essere
prodotto a partire da diverse fonti energetiche primarie.
Ciascun percorso è composto da una serie di processi utili alla produzione
del combustibile finito, reso disponibile alla tecnologia.
Un percorso completo è perciò una combinazione e una successione di
processi.
TTWEN : Calcolati attraverso la Teoria del Costo EXergetico
modificata
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Note sulla Teoria del Costo EXergetico
Allo scopo di formalizzare una procedura rigorosa per l’assegnazione
di un indice TTWEN ai flussi in uscita di un componente a più prodotti
è stata applicata con le opportune modificazioni La Teoria del Costo
EXergetico
La Teoria del Costo EXergetico rappresenta una procedura di
assegnazione dei costi dei flussi energetici del sistema nell’ambito
dell’Analisi Termoeconomica. L’Analisi Termoeconomica è una
disciplina che ha l’obiettivo di attribuire un costo ad ogni flusso di
sistema per valutare le prestazioni del sistema stesso
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Note sulla Teoria del Costo EXergetico
La Teoria del Costo Exergetico sviluppa il concetto di costo
exergetico di un flusso di exergia:
è la quantità di exergia che deve essere spesa nel sistema per
ottenere il determinato flusso di exergia considerato
Il costo exergetico unitario del flusso considerato rappresenta
il costo exergetico del flusso per unità di exergia del flusso
stesso
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
EQUAZIONI DI BILANCIO
A    I 
A * 0
  *  
 A *  0 
      
L’equazione di bilancio del flusso exergetico applicata ad un sistema con m
componenti collegati tra di loro e con l’ambiente esterno da n flussi
L’equazione di bilancio del costo exergetico per il sistema assume la forma
Le equazioni ausiliarie di tipo lineare
L’insieme delle equazioni fondamentali e di quelle ausiliarie
porta al sistema
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
DETERMINAZIONE TTWENERGETICO CON
SISTEMI MULTI-PRODOTTO
Ragionando in termini di costo energetico la procedura di
assegnazione dei costi exergetici è stata applicata sostituendo al
concetto di costo exergetico il concetto di costo energetico per
passare al costo energetico unitario che è stato interpretato come il
parametro TTWEN
*

*
u 

costo energetico unitario
u*  TTWEN
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Fonti WTWAMB
WTTAMB : I parametri adottati fanno riferimento al lavoro di:
EUCAR/JRC/CONCAWE (European Council for Automotive R&D/
Joint Research Center-European Commission/ Conservation of Clean
Air and Water in Europe)
TTWAMB : fattori di emissione caratteristici degli impianti
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio
Il Quartiere:
Superficie: 100.000 m2
Popolazione: 2.500 abitanti
Fabbisogni termici: 7000 MWh/y
Fabbisogni elettrici: 2000 MWh/y
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (1)
Il modello ed i suoi componenti
caldaia
Componente 1:
una caldaia a condensazione e due caldaie a gas;
chiller
Componente 2:
chiller a compressione
Componente 3:
co-generatore accoppiato ad un chiller ad assorbimento;
cogeneratore
chiller
Componente 4:
Moduli fotovoltaici
fotovoltaico
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (2)
Descrizione dei flussi
Flussi in entrata:
ENNG
Gas Naturale:
ENCAL
Componente
ENELE
La conversione in flusso exergetico avviene utilizzando il
suo potere calorifico inferiore (PCI)
Flussi in uscita:
Flusso di Calore:
L’exergia termica associata ad un flusso di calore è
proporzionale al flusso secondo un fattore funzione della
temperatura
EXNG
Energia Elettrica:
Il flusso di exergia è coincidente con il flusso di energia
trattandosi di una energia di tipo elettrico-meccanico
Torino, 25 Settembre 2009
EXCAL
Componente
EXELE
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (3)
Flussi energetici ed exergetici in entrata e in uscita per tutti i
componenti
Flussi eNergetici entrata/uscita (kW)
7722
caldaia
100
Flussi eXergetici entrata/uscita (kW)
6178
7722
476
100
caldaia
chiller
2517
375
40
chiller
970
1168
234
cogeneratore
chiller
fotovoltaico
900
60
Torino, 25 Settembre 2009
2517
375
970
217
27
cogeneratore
chiller
fotovoltaico
60
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (4)
Rendimenti energetici ed exergetici
energia in uscita con il prodotto
energia risorsa

Efficienza energetica
ηen 

Efficienze exergetiche
ηex 
exergia dei prodotti utili
exergia risorsa
Componente
ηen
ηex
caldaia
0.80
0.12
chiller
4.76
0.37
cogeneratore
chiller
0.85
0.48
Fotovoltaico
0.16
0.17
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (5)
Flussi energetici ed exergetici in entrata e in uscita per tutti i
componenti
Flussi eNergetici entrata/uscita (kW)
7722
100
2517
375
caldaia
 EN  0.80
chiller
 EN  4.76
caldaia
900
EX  0.12
476
100
970
1168
234
 EN  0.85
 EN  0.16
7722
6178
cogeneratore
chiller
fotovoltaico
Flussi eXergetici entrata/uscita (kW)
60
Torino, 25 Settembre 2009
2517
chiller
EX  0.37
40
cogeneratore
chiller
970
217
27
EX  0.48
375
fotovoltaico
EX  0.17
60
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (6)
Efficienze energetiche ed exergetiche dei componenti
caldaia
chiller
cogeneratore fotovoltaico
chiller
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (7)
Analisi WTWENERGETICA
BILANCIO ENERGETICO
Componenti
MWh
Energia elettrica
importata
Energia elettrica
importata
1051.00
TTW
-
1.00
WTT
MWhx/MWhf
WTT
MWhx
WTW
MWhPR
1051.00
1.87
1965.37
3016.37
2683.75
0.0567
152.17
2835.92
4374.80
0.0567
248.05
4622.85
2147.00
1.25
4122.50
1.0612
Natural Gas
importato
(boiler)
Natural Gas
importato
(CHP)
1.0612
Natural Gas
importato
(CHP)
6323.16
0.0567
358.52
6681.68
1.00
Energia
elettrica
esportata
-3275.50
1.87
-6125.19
-9400.69
Boiler
Energia termica
prodotta (boiler)
Energia elettrica
autoprodotta
(CHP)
Energia
elettrica
importata
TTW
MWhf
Cogeneratore
Energia termica
prodotta (CHP)
Energia elettrica
esportata
PV Systems
5958.50
Energia elettrica
esportata
-3275.50
Energia elettrica
autoprodotta (ATC
PV Systems)
54.00
Energia elettrica
autoprodotta
(District PV
Systems)
104.00
7756.13
Torino, 25 Settembre 2009
Fabbisogno
finale di
energia
primaria
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (8)
Analisi WTWENERGETICA
MWh
WTW (MWhPR)
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (9)
Analisi WTWENERGETICA
MWh
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (10)
Analisi WTWAMBIENTALE
BILANCIO AMBIENTALE
MWhf
WTT
tCO2/MWhf
WTT
tCO2
TTW
tCO2/MWh
TTW
tCO2
WTW
tCO2
1051.00
0.435
457.06
0.00
0.00
457.06
Componenti
Energia
elettrica
importata
Elettricità
importata
Natural Gas
(boiler)
Boiler
2683.75
0.010
27.34
0.202
542.12
569.46
4374.80
0.010
44.57
0.202
883.71
928.28
Natural Gas
(CHP,ELE)
Cogeneratore
Natural Gas
(CHP,TH)
Energia
elettrica
esportata
6323.16
0.010
64.42
0.202
1277.28
1341.70
-3275.50
0.435
-1424.45
0.000
0.00
-1424.45
2703.10
1872.05
Totale CO2
emessa
PV Systems
-831.06
Torino, 25 Settembre 2009
Elettricità
esportata
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (11)
Analisi WTWAMBIENTALE
t(CO2)/y
WTW [t(CO2)]
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario base (12)
Considerazioni scenario base:
L’analisi dello scenario di riferimento (indicatore scelto,
rendimento exergetico) mette in evidenza le criticità del caso
base in termini di efficiente sfruttamento delle risorse primarie:
la maggiore criticità (maggiori irreversibilità) sono associate al
componente
caldaia;
si
suggerisce
la
sostituzione
del
componente costituito dalla caldaia con un nuovo componente
integrato costituito da cogeneratore + pompe di calore.
Si propone uno scenario alternativo
Torino, 25 Settembre 2009
Dipartimento di Energetica (Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario alternativo (1)
Il modello ed i componenti
cogeneratore
Elettricità
pompe di
calore
Componente 1:
Co-generatore;
Componente 2:
Pompe di calore
chiller
Componente 3:
chiller a compressione
Componente 4:
co-generatore accoppiato ad un chiller ad assorbimento;
Componente 5:
cogeneratore
chiller
Moduli fotovoltaici
fotovoltaico
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario alternativo (2)
Flussi energetici ed exergetici in entrata e in uscita per
tutti i componenti
Componente
ΦF(kW)
ΦP(kW)
ψF(kW)
ψP(kW)
cogeneratore
2517
1168
970
2517
970
217.2
pompe di
calore
1138
5014
1.1380
356.9
chiller
100
476
100
367
cogeneratore
chiller
2517
970
1168
234
2517
970
217.2
27.4
fotovoltaico
375.5
59.6
356.5
59.6
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario alternativo (3)
Efficienze energetiche ed exergetiche
Componente
ηen
ηex
cogeneratore
0.85
0.47
pompe di
calore
0.87
0.31
chiller
4.76
0.37
cogeneratore
chiller
0.85
0.48
fotovoltaico
0.16
0.17
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario alternativo (4)
Efficienze energetiche ed exergetiche dei componenti
cogeneratore pompe di
calore
chiller
cogeneratore fotovoltaico
chiller
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario alternativo (5)
Analisi WTWENERGETICA
MWh
WTW (MWhPR)
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario alternativo (6)
Analisi WTWENERGETICA
MWh
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Caso studio: Scenario alternativo (7)
Analisi WTWAMBIENTALE
t(CO2)/y
WTW [t(CO2)]
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Confronto scenari
Fabbisogno finale
energia primaria
Totale CO2 emessa
Rendimento
eXergetico totale
Cavour, 6 Marzo 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Conclusioni e obiettivi dello studio (1)
•Il lavoro mira a fornire indicazioni di tutela ambientale e indirizzi per il
governo del territorio tramite suggerimento di interventi nei processi di
produzione e gestione sostenibile dell’energia
•La scelta del sistema oggetto di studio, la città, appare la più
appropriata in quanto centro utile alla ricerca e alla applicazione di
soluzioni atte a ridurre il nostro impatto ambientale e diminuire le
emissioni da gas serra
•Lo studio si propone di evidenziare i punti di forza e di debolezza di
sistemi energetici urbani di grandi dimensioni al fine di identificare le
necessità, i rischi e le opportunità per il futuro degli stessi
Torino, 25 Settembre 2009
ΨF,TOT=10696 kW
ΨP,TOT=2212 kW
ΨI,TOT=8484,2 kW
ηex,tot=1-ΨI,tot/ΨF,tot=0,2068
Tabella 1: Scenario base
Dipartimento di Energetica
(Politecnico di Torino) – Fondazione TELIOS
Conclusioni e obiettivi dello studio (2)
In conclusione questo lavoro ha raggiunto gli obiettivi prefissati :
•Sono state analizzate le principali caratteristiche dei sistemi energetici
urbani
•E’ stata approfondita una metodologia per lo studio dei suddetti sistemi
•E’ stato sviluppato un caso studio che ha una caratteristica di
replicabilità fondamentale per applicazioni reali dei metodi a realtà
metropolitane più o meno estese e complesse; tale lavoro richiede una
fase necessaria di acquisizione dei dati energetici e tecnologici, e una
fase di elaborazione dei dati e di analisi dei risultati
Torino, 25 Settembre 2009