Autore del sito

FABIO DARDANO

 

 

 

Questo sito è nato dalla voglia di condividere la passione per il mondo delle energie rinnovabili, del risparmio energetico e dello sviluppo sostenibile. Vuole essere un punto di inizio, di approfondimento e condivisione nel mondo della sostenibilità dello sviluppo. Il  punto d’incontro di persone, nascita di collaborazioni, idee ed opinioni.

 

 

“NON ABBIAMO EREDITATO LA TERRA DAI NOSTRI PADRI, MA LA ABBIAMO AVUTA IN PRESTITO DAI NOSTRI FIGLI, A CUI UN GIORNO LA DOVREMO RESTITUIRE.”

 

 

Questo detto indiano fa capire quanto sia urgente invertire rotta, il punto è che lo sviluppo sociale e tecnologico deve servire ad aumentare il benessere, la serenità, predisporre gli animi per il raggiungimento della felicità, e non ad aumentare il PIL in modo cieco e meccanico. PIL = FELICITA’, un equazione non più vera, o meglio vera fino ad un certo livello di reddito procapite, ma che per i Paesi sviluppati non è assolutamente più conforme alla realtà. Sul “New York Times del 12 ottobre 2005” e riportato dal quotidiano nazionale La Repubblica, si legge che proprio in un  Paese indiano, il Bhutan, nel 1972, il neo-eletto sovrano Jigme Singye Wangchuck decise di sostituire il PIL (Prodotto Interno Lordo) con il FIL (Felicità Interna Lorda) dove come indice del benessere psicofisico non c’era solo la produzione interna lorda, ma anche altri parametri (welfare, protezione ambientale, rispetto di tradizioni culturali, più equa distribuzione del reddito, ecc.). Risultato: mentre il reddito procapite del Bhutan resta tra i più bassi del mondo, la durata della vita media è aumentata di 19 anni solo dal 1984 al 1988 e oggi il paese di prepara a passare ad un governo eletto e a una vera costituzione.

Su questo tema, vari studi hanno messo in luce come nella lotta alla povertà per un individuo come per un Paese reddito e felicità crescono di pari passo. Ma raggiunta una certa soglia di reddito, tra i 10.000 e i 20.000 dollari (9.000 – 18.000 euro) procapite l’anno, la felicità non aumenta più allo stesso ritmo. Inoltre dei Paesi sono molto più felici di quanto dovrebbero. Studiosi dell’Università del Michigan, hanno scoperto che i paesi latino-americani, ad esempio, registrano tassi di felicità soggettiva superiori a quanto il loro stato economico lascerebbe supporre.

 

Mi direte: “COSA C’ENTRA TUTTO QUESTO CON LE ENERGIE RINNOVABILI”?!?!

 

C’entra e come, perché da “espertoni” in materia di energia e insigni studiosi accademici vi sentirete dire che le energie alternative sono troppo costose, che come il caro e vecchio petrolio non c’è nulla e che oggi alle famiglie importa arrivare a fine mese al meglio e agli imprenditori importa spendere il meno possibile per guadagnare di più. Ma dove mettiamo il guadagno in FIL (felicità interna lorda)? Quanto vale andare in giro per le città dove si può respirare un’aria più sana e salubre? Quanto vale poter lavorare in fabbriche o industrie che non inquinano il territorio e per primo chi ci lavora? Quanto vale poter farsi un bel bagno nel proprio mare, nei propri fiumi o nei propri laghi? Quanto vale produrre meno gas ad effetto serra principale attore dell’innalzamento della temperatura media della Terra con conseguente scioglimento dei ghiacci e tutto quel che ciò comporta?

Inoltre lo sviluppo delle energie alternative, del risparmio energetico, provoca anche un indotto economico: fabbriche che producono componenti per impianti a fonte rinnovabile, installatori, progettisti, consulenti, risparmi sulla bolletta sia per famiglie che per industrie-uffici-enti pubblici, risparmi che possono essere reinvestiti e quindi entrare a far parte di un moltiplicatore economico/sociale virtuoso. Insomma credo che bisogna rompere il ghiaccio e che al VAN (Valore Attuale Netto), metodo per stabilire il vantaggio economico di un investimento, si debba sostituire il VAT *(Valore Attuale Totale) dove per Totale intendo un valore che tenga conto anche dei benefici di psicofisici e ambientali che tale investimento comporta.

 

Per spiegarmi meglio farò un esempio pratico

INVESTIRE IN UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

 

¾          Costo di un impianto fotovoltaico: circa 7.000 euro/ KWp chiavi in mano (1 KWp sono circa 8m2 di pannelli).

¾          Costo di un kWh pagato alla rete: 0,21euro/kWh (è un costo ovviamente medio, ognuno sostituisca questo valore a seconda del contratto che ha sottoscritto)

¾          Costo di un kWh prodotto dall’impianto e venduto alla Rete Elettrica: 0,445 euro/kWh

¾          Energia prodotta in una zona del Centro Italia da 8m2 di pannello esposti a Sud con inclinazione sull’orizzontale di 30°:

¾          Vita dell’impianto fotovoltaico: 20 anni (anche di più ma il finanziamento durerà per questo periodo).

¾          Tasso di interesse: 5%

 

Il VAN = Benefico economico Annuo Attualizzato – Costo dell’investimento = BA – I

B: Benefico annuo =  1.500 * 0,445 + 1.500  * 0,21= 982,50 euro/anno

BA: Benefico annuo attualizzato = B * FA = 982,5 * 12,46 = 12.242 euro

FA: Fattore di attualizzazione (reperibile in qualsiasi testo di economia) = 12,46

 

VAN = 12.242 – 7.000 = 5.242 euro

Ritorno economico semplice si ha in [7.000/982,5] anni = 7,12 anni

Ritorno economico attualizzato si ha circa in 8 anni!!!

 

Delusi?!

Vi aspettavate di meglio? Certamente si può trovare un installatore più economico (6.500 euro/kWp), ovviamente nelle regioni del Sud Italia ci sarà più produzione di energia e quindi più guadagno, ma certamente il tempo di ritorno economico (o per usare un termine comune Pay Back Time) non sarà inferiore a 6 anni e con tutti gli incentivi pubblici, inoltre possibili piccoli guasti e manutenzione incrementano il suo valore di un altro anno.

 

Ecco che ritorna tutto, ritorna il Bhutan ed il suo sovrano illuminato, ritornano gli studiosi ed economisti occidentali che stanno lentamente e faticosamente capendo che il ritorno economico non l’unico parametro del benessere: ma allo spietato VAN vogliamo aggiungerci i benefici ambientali, sociali, individuali e di sviluppo economico e trasformarlo in VAT?

 

 

VAT = (B + BNE) * FA

BNE: Beneficio Non Economico

FA: Fattore di attualizzazione

 

In Italia, per produrre un kWh elettrico, le centrali termoelettriche emettono nell'atmosfera in media 0,58 kg di anidride carbonica (CO²), uno dei principali gas responsabili dell'effetto serra [Dati ENEL 1999], quindi con un impianto fotovoltaico che produce circa 1500 kWh l’anno si darebbe un bel contributo alla battaglia contro l’effetto serra e le sue conseguenze sul clima mondiale (0,58*1.500 = 870 Kg di CO²  evitati l’anno). Se si pensa che si parla di un gas è un risultato da non sottovalutare.

Inoltre ogni m2 di pannello fotovoltaico installato incrementa la produzione di questa tecnologia con benefici nell’industria del settore e con l’incentivazione di ricerche scientifiche con conseguente abbassamento dei prezzi in futuro per in nuovi acquirenti.

Minori emissioni dalle centrali di produzione dell’energia (oggi la stramaggioranza dell’energia elettrica è prodotta dalla combustione di derivati del petrolio) e miglioramento della qualità della vita delle persone che vivono nel circondario di questi impianti.

Miglioramento del senso civico ed etico, esempio a figli e a concittadini.

 

Sapere che con quei 7.000 euro che ritorneranno economicamente dopo 7-8 anni, si sta dando una mano a delle persone che abitano dall’altra parte del globo o in un’altra regione è sicuramente edificante e si guadagna in autostima e serenità.

 

Sono allo studio indici di benessere da accoppiare ad indici economici, e una cosa simile si potrebbe sicuramente applicare anche al settore delle energie rinnovabili: anzi lancio una sfida: PROPONETE VOI DEGLI INDICI DI BENESSERE NON ECONOMICO da applicare al VAT, ovvero, quanto può valere 1 kWh prodotto da fotovoltaico che evita l’emissione di 0,4 Kg di CO2? 0,1€/kWh 0,15€/kWh? Dite voi. E così per tutto il resto. Quanto vale in termini economici evitare l’uso di combustibile necessario alla produzione di 1 kWh? Ecc. ecc. ecc…

 

Per me il Beneficio Non Economico del nostro esempio potrebbe essere valutato in 1.000 euro/anno

 

Quindi il

 

 VAT = (982,5 + 1.000) * 12,46 = 24.701 euro

Ritorno economico semplice si ha in [7.000/1.982,5] anni = 3,5 anni

Ritorno economico attualizzato si ha circa in 4 anni!!!

 

 

Come si vede il VAT rileva un investimento a medio termine (e quindi più interessante) mentre i VAN rileva un investimento a lungo termine. In fondo è un po’ come se comprassi l’energia elettrica subito per i prossimi 20 anni.

 

 

Attendo vostri commenti sull’argomento, vostre proposte (sono convinto che chi ha voglia di lavorare e far crescere questo settore debba unirsi) e collaborazione.

 

 

 

ATTENZIONE!!! Non tutte le fonti energetiche alternative sono così costose come il fotovoltaico: per l’eolico, biomasse, solare termico, geotermia, biodiesel, oltre la maturità tecnologica si è quasi arrivati (e in certi casi superata a pieni voti) anche la competitività economica.

 

Esempio economico riguardante il SOLARE TERMICO

 

La differenza tra il solare termico e il fotovoltaico è che il primo produce solamente acqua calda, il secondo produce solamente energia elettrica continua (rese corrente alternata e quindi immettibile in rete dall’inverter)

 

[Tratto dal sito del Ministero dell’Ambiente]

Possibilità di copertura del fabbisogno energetico annuo mediante collettore solare termico

Le tipologie di collettori solari termici variano molto in termini di costo e di prestazioni. Per di più, essendo l'energia solare una fonte aleatoria sulla superficie terrestre, i collettori solari termici vanno realisticamente considerati integrativi rispetto alle tecnologie tradizionali; essi vanno quindi considerati capaci di fornire direttamente solo parte dell'energia necessaria all'utenza, energia che altrimenti dovrebbe essere prodotta dalla caldaia tradizionale. La percentuale di energia termica prodotta annualmente da un collettore solare termico prende il nome di fattore di copertura del fabbisogno termico annuo.
A Roma, per un sistema che ottimizzi il rapporto costi/energia prodotta, questo fattore non supera il 65%. Questo limite è comune a moltissime tecnologie basate su fonti rinnovabili, il più delle volte caratterizzate da disponibilità aleatoria o periodica. A causa di ciò, con il crescere delle dimensioni dell'impianto, cresce il fattore di copertura del carico termico, ma la relazione tra il costo dell'energia e l'energia prodotta resta lineare fino al 55%÷60%. Superato questo valore, il costo continua ad aumentare linearmente con le dimensioni dell'impianto, mentre l'energia prodotta aumenta meno rapidamente, il che si traduce in un maggiore costo dell'unità di superficie di collettore. E' per questo motivo che un collettore solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria dimensionato correttamente viene progettato per soddisfare il 60÷65% del fabbisogno termico.

Paragone tra diverse tipologie di impianti per la produzione di acqua calda

In ambito urbano l'acqua calda sanitaria è per la maggior parte dei casi prodotta con scaldabagni elettrici o caldaie a gas. La produzione di acqua calda sanitaria, con l'uso di energia elettrica dissipata dalla resistenza presente nello scaldabagno, risulta un processo costoso dai punti di vista energetico, ambientale ed economico, se confrontato con la produzione di acqua calda con caldaie a gas. L'introduzione aggiuntiva di un collettore solare termico, che sostituisca parte della produzione di calore, comporta benefici ancora maggiori. Di seguito vengono analizzati brevemente gli effetti energetici, economici ed ambientali che l'introduzione di tre diverse tipologie di impianti per il riscaldamento per acqua sanitaria possono conseguire, in relazione all'introduzione di un sistema solare termico attivo, in particolare si analizzeranno le seguenti possibili soluzioni:

  1. sostituzione dello scaldabagno elettrico con un sistema integrato solare/gas
  2. integrazione del sistema gas preesistente con impianto solare
  3. integrazione del sistema elettrico con impianto solare (per impossibilità di sostituzione con sistema gas).

Il primo caso interessa molte utenze domestiche e pubbliche, di piccola taglia, che non hanno ancora affrontato la questione e, di conseguenza, potrebbero essere incentivate, in analogia con i provvedimenti sulle rottamazioni, ad una sostituzione dello scaldabagno elettrico. Nel secondo caso l'integrazione del sistema gas preesistente con impianto solare, prevede un costo di integrazione ridotto al minimo; si tratta di fatto di utenze che hanno già scelto il gas e potrebbero, con sistemi solari termici, risparmiare il 60 % annuo di gas combusto. Il terzo caso è relativo a realtà in cui il sistema di riscaldamento non può che essere elettrico, per ragioni urbanistiche o per la particolarità dell'utente; per esempio campi nomadi o altre strutture di accoglienza.

Per le tre soluzioni impiantistiche verrà eseguito, a scopo indicativo, un bilancio energetico ed ambientale (in termini di emissioni di CO² evitate).

 

Analisi energetica: calcolo dell'energia pro capite necessaria

In media, in Italia si consumano circa 50 litri al giorno di acqua calda sanitaria pro capite, alla temperatura di 45°C. Ipotizzando una temperatura dell'acqua proveniente dall'acquedotto pari a 15 °C si può calcolare il quantitativo pro capite Q, di energia termica necessaria:

Q = G . cs . (Tu - Ta ) = 50 l . 1 kcal/l °C . 30 °C = 1500 kcal

Avendo indicato con:

G, massa d'acqua da scaldare (l)
cs, calore specifico dell'acqua (kcal/l)
Tu, temperatura di utilizzo, pari a 45°C
Ta, temperatura acqua dell'acquedotto (°C).

 Caso di Produzione di acqua calda con scaldabagno elettrico

In questo caso, l'utilizzo di energia termica per produrre acqua sanitaria comprende una doppia trasformazione. In una prima fase occorre produrre energia elettrica (tipicamente, in centrali termoelettriche, più raramente in idroelettriche). L'energia elettrica prodotta, poi, trasportata all'utenza, dovrà a sua volta trasformarsi in energia termica per effetto Joule per essere conferita all'acqua. Per produrre con uno scaldabagno elettrico 1500 kcal (1,7 kWh termici) sono necessari circa 1,94 kWh elettrici, avendo stimato l'efficienza di conversione dello scaldabagno elettrico pari al 90%. Mediamente, una famiglia di quattro persone utilizza, quindi, 7,74 kWh elettrici al giorno per la produzione di acqua calda sanitaria. Ma è da considerare che, per la produzione di ogni kWh elettrico, vengono consumati dal parco di centrali elettriche italiane, circa 2,54 kWh, sotto forma di energia primaria.

Considerando questa doppia trasformazione da energia primaria in energia elettrica e da elettrica a termica, emerge che, per produrre l'acqua calda necessaria giornalmente per soddisfare il fabbisogno pro capite sono necessarie 2,54 . 1,94 = 4,93 kWh primari equivalenti a 4.240 kcal. In tal modo solo il 35% dell'energia primaria consumata viene effettivamente utilizzata dall'utente. Nel caso, poi, di una famiglia di quattro persone, si arriva a 16.960 kcal/giorno, pari a 17,72 kWh (termici).

 Caso di produzione di acqua calda con caldaia a gas

Una caldaia a gas ha ovviamente una resa energetica diretta più alta, perché evita la conversione più energivora (e più exergivora), che consiste nel passaggio energia termica -> energia elettrica. Per questo la resa globale si aggira sull'80÷85%. La produzione di calore e il conseguente riscaldamento dell'acqua sanitaria avviene per combustione diretta del metano. Nel caso peggiore di rendimento del 80%, per produrre 1500 kcal sono quindi necessarie in un giorno 1875 kcal (ossia 2,18 kWh). Nel caso di una famiglia di quattro persone si arriva a 7500 kcal/giorno.

 Confronto di consumi energetici tra i casi esaminati

La figura seguente mostra il risultato del confronto tra il fabbisogno energetico necessario per la produzione di acqua calda sanitaria con uno scaldabagno elettrico, con una caldaia a gas, un sistema caldaia gas/collettore solare termico ed un sistema scaldabagno elettrico/collettore solare termico, ferme restando le ipotesi sopra enunciate ed il quantitativo procapite di acqua necessaria.

 

Tabella di confronto di consumi energetici

Si osserva allora che, nel passaggio dalla soluzione con scaldabagno elettrico a quella con caldaia a gas integrata da collettori solari, il consumo energetico procapite passa da 4,93 a 0,87 kWh. E' il caso più interessante, dunque, che porta ad una riduzione dell'82% del consumo energetico, a parità di servizio reso.
Nel confronto tra il sistema basato sull'integrazione di collettore solare con una caldaia a gas e la caldaia stessa, si nota come il consumo passi da 2,18 kWh, per il caso della sola caldaia, a 0,87 kWh, per il sistema integrato. Nel passaggio dal solo scaldabagno elettrico ad uno scaldabagno integrato da collettori solari, il consumo energetico scende da 4,93 a 1,97 kWh.

 Costi

Nel caso dei collettori solari il costo al metro quadro è, in realtà poco indicativo, poiché il vero costo deve essere correlato alla quantità di acqua calda prodotta in un anno. Una famiglia di 4 persone che consuma 50÷60 litri di acqua calda a persona ogni giorno, per un totale di 80÷100 mila litri annui spende circa 1 milione per riscaldare l'acqua con energia elettrica e 750.000 £ se la scalda con caldaia a metano. Se l'impianto solare integra la caldaia per un 60÷70% il risparmio annuo oscilla tra 500 e 700 mila lire ed in 5 anni si ammortizza una spesa di 2,5 ÷ 3,5 milioni di lire. Le agevolazioni statali consentono, inoltre, di detrarre dalle tasse parte delle spese di acquisto e di installazione.(N.d.A. In realtà in molti casi si ha anche un ritorno economico in 2-3 anni).

 Vantaggi ambientali

Un primo indicatore di confronto tra le diverse tecnologie a disposizione può essere ritenuta la quantità di anidride carbonica mediamente immessa nell'ambiente per produrre, nelle stesse condizioni, acqua calda sanitaria. Nel corso dell'analisi energetica, si è stimato che il fabbisogno di energia elettrica di un'utenza monofamiliare (4 persone) per produrre acqua calda sanitaria con uno scaldabagno elettrico è pari a 7,74 kWh (elettrici) /giorno. In Italia, per produrre un kWh elettrico, le centrali termoelettriche emettono nell'atmosfera in media 0,58 kg di anidride carbonica (CO²), uno dei principali gas responsabili dell'effetto serra [Dati ENEL 1999]. Pertanto, lo scaldabagno in esame è indirettamente responsabile dell'immissione nell'atmosfera di:

0,58 kg CO² / kWh (elettrico) .7,74 kWh (elettrici) /giorno = 4,5 kg CO²/giorno,

Questo significa che, per la sola acqua calda sanitaria, utilizzando lo scaldabagno elettrico, una famiglia immette quotidianamente nell'ambiente 4,5 kg CO² (con una media procapite di 1,125 kgCO²/giorno).

Nel caso di una caldaia a metano, nella combustione si formano 0,25 kg CO² per ogni kWh termico; una famiglia di 4 persone dà quindi origine alla seguente produzione giornaliera di anidride carbonica:

0,25 kg CO² . 6.97 kWh (termici) = 1,74 kg CO² /giorno

con una media procapite di 0,435 kgCO²/ giorno.

Nel caso di impianti ibridi solare /gas, ossia impianti solari posti ad integrazione della caldaia a gas, assicurando lo stesso comfort durante tutto l'arco dell'anno, è possibile risparmiare, a Roma, il 60% del consumo di gas: la stessa famiglia produrrà, allora, giornalmente 0,69 kg CO², con una media procapite di 0,174 kgCO²/ giorno.

La figura seguente riepiloga le emissioni di anidride carbonica generate nei diversi casi analizzati. La riduzione delle emissioni di CO² ottenuta con il sistema ibrido è notevole soprattutto rispetto al primo scenario: si passa da 1,125 kg di CO² emessi a 0,22 kg di CO² , con una riduzione percentuale dell'80%. Tra il caso di impiego della caldaia a metano e quello di integrazione di questa con i collettori si verifica una riduzione, in valore assoluto, di 0,33 kg di CO² procapite, mentre lo scaldabagno elettrico, se impiegato con il solare, porta ad una riduzione di 0,675 kg di CO².

 

 

 

 

Partecipazione delle fonti primarie alla produzione di energia elettrica

mondiale nel 2001. (fonte: Renewables information. IEA 2002,grafico  tratto dalla mia tesi sugli impianti fotovoltaici)

 

 

 

Partecipazione delle fonti primarie ai consumi energetici mondiali nel

2001. (fonte: Renewables Information. IEA,2002,grafico  tratto dalla mia tesi sugli impianti fotovoltaici)