Il contributo di motori e azionamenti ad alta efficienza per ridurre le emissioni di industria e infrastrutture

Un utilizzo più efficiente dell’energia elettrica è uno dei passi fondamentali per raggiungere gli obiettivi di contrasto ai cambiamenti climatici e per abilitare il passaggio verso un’economia circolare. Le previsioni ci dicono, infatti, che le sole energie rinnovabili non basteranno a soddisfare il nostro fabbisogno futuro di energia.

Un fabbisogno che è rappresentato, in grande parte, dall’energia necessaria ad alimentare i motori elettrici in edifici e applicazioni industriali, che ammonta ad più del 40% del totale.

Le tecnologie necessarie all’efficientamento energetico ci sono già ed hanno raggiunto la maturità necessaria al cambiamento, ma manca la consapevolezza nelle aziende. Per questo, ABB, ha dato vita lo scorso marzo all’Energy Efficient Movement, un’iniziativa che punta a coinvolgere le aziende nella riduzione del consumo di energia, un obiettivo strategico per l’abbattimento delle emissioni di CO2 prodotte dall’industria.

Il ruolo dei motori di motori e azionamenti ad alta efficienza nell’abbattimento delle emissioni

Le stime e le previsioni su come evolveranno le nostre società nei prossimi anni rendono indispensabile un’azione concreta e imminente. Oltre la metà della popolazione mondiale vive ormai in metropoli e città e le Nazioni Unite prevedono che la popolazione delle aree urbane arriverà al 68% circa entro il 2050.

Inoltre, secondo le stime, entro il 2050 la popolazione mondiale aumenterà a 9,7 miliardi, dai 7,7 miliardi del 2019. Nello stesso periodo, si prevede che l’economia mondiale crescerà con un tasso più che raddoppiato rispetto a quello attuale.

Tutti fattori che, uniti all’automazione e al miglioramento degli standard di vita, determineranno un incremento del fabbisogno energetico a livello mondiale.

Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), l’industria rappresenta il 37% del fabbisogno energetico globale e il 24% delle emissioni totali di CO2, mentre gli edifici assorbono circa il 30% dei consumi energetici e generano il 28% di emissioni di CO2.

Una grande fetta di questa attività è associata a motori elettrici: questi ammontano, infatti, al 70% dell’energia utilizzata nell’industria e al 38% di quella utilizzata negli edifici commerciali.

I motori elettrici vengono utilizzati da 150 anni e, nel corso del tempo, la loro tecnologia è migliorata continuamente.

Nell’ultimo decennio in particolare, queste apparecchiature hanno vissuto una fase di progresso tecnologico incredibilmente rapido.

L’ultima ondata di miglioramenti ha portato con sé una drastica riduzione dell’impronta di carbonio dei motori elettrici industriali e commerciali in brevissimo tempo. Oggi è disponibile sul mercato una gamma sempre più ampia di motori elettrici ad alta efficienza (IE3 o superiore) e di azionamenti a velocità variabile (detti anche “convertitori di frequenza” o “drive AC”) per il controllo dei motori.

Spesso trascurati, i motori ad alta efficienza energetica controllati da azionamenti a velocità variabile (drive o inverter) avranno un ruolo chiave nel percorso che porta alla neutralità carbonica. Il problema è che troppi sistemi motorizzati dell’attuale parco installato mondiale sono basati su tecnologie obsolete e inefficienti, che sprecano energia.

“Investire nella tecnologia ad alta efficienza energetica più recente può portare grandi risultati. Secondo gli studi, se gli oltre 300 milioni di sistemi industriali guidati da motori elettrici attualmente in funzione in tutto il mondo venissero rimpiazzati con apparecchiature ottimizzate ad alta efficienza, il consumo mondiale di elettricità potrebbe essere ridotto del 10%. Questo valore corrisponde a oltre il 90% del consumo annuale dell’intera UE”, afferma Morten Wierod, Presidente di ABB Motion.

Per questo, l’azienda ha presentato alcuni casi in cui, grazie a queste tecnologie, aziende clienti sono riuscite ad efficientare i processi e a ridurre il loro fabbisogno energetico e l’impatto delle loro attività sull’ambiente.

Un’industria energy-efficient è già possibile: alcuni esempi nel Sud-Est Europa

L’ultimo degli incontri che ABB ha tenuto sull’argomento si è concentrato sui risultati raggiunti da alcune aziende nel Sud Europa e quindi in Grecia, Turchia, Serbia, Italia, Spagna e Francia.

In Turchia, Navtek Naval Tecnologies, azienda che opera nel settore navale, ha iniziato nel 2018 un percorso di rimodernamento della sua flotta di rimorchiatori per adattarli alle esigenze del porto di Istanbul (con spazi operativi piuttosto ridotti), ma anche per ridurre le emissioni derivati dalle sue attività.

“Grazie al nostro partner BMA, l’integrazione con le soluzioni di ABB che ottimizzano le operazioni dei rimorchiatori e riducono il consumo energetico, siamo riusciti a realizzare un progetto che ha portato a una flotta completamente elettrica, ricaricabile e ad emissioni zero”, spiega Cansu Tuncer, Business Developer Manageri di Navtek Naval Tecnologies.

ABB ha fornito 14 azionamenti mobili HES880, sei convertitori DC/DC, due inverter per ciascuno dei motori di propulsione a doppio avvolgimento, un inverter per ciascuna delle pompe dell’elica di manovra prodiera e dell’impianto antincendio e due convertitori “off-grid” da 150 kVA per il carico dei dispositivi a bordo non dedicati alla propulsione.

Un progetto che ha permesso di risparmiare, grazie ai motori e azionamenti ad alta efficienza di ABB, circa 210 tonnellate di CO2 all’anno.

Altro esempio virtuoso viene dalla Francia dove una società idrica ha completato, in una delle città più popolate del Paese, un grande progetto di ammodernamento delle stazioni di pompaggio della centrale che fornisce acqua potabile e sanitaria alla città.

Rinnovando oltre un centinaio di sistemi di pompaggio, che sono stati equipaggiati con motore IE4 ad alta efficienza di ABB, l’azienda ha migliorato le prestazioni elettriche complessive della rete del 7-10%.

In Serbia, la seconda centrale idroelettrica più grande del Paese, HPP Bajina Bašta, sta aumentando la disponibilità degli impianti e l’efficienza energetica totale. Grazie al convertitore di frequenza ABB MEGADRIVE- LCI (~21MW) e ai trasformatori per l’avviamento statico (soft starter) di 2 macchine sincrone da 315 MW nella centrale idroelettrica reversibile, ABB sta aiutano HPP a massimizzare la produzione di energia generando ulteriori 5-6 GWh all’anno, grazie a una maggiore efficienza e disponibilità delle turbine idrauliche.

In Spagna, IKEA ha migliorato l’efficienza energetica di due dei più grandi negozi del Paese, installando pannelli solari ed equipaggiando gli impianti di condizionamento dell’aria con quindici azionamenti ACH580 a basso contenuto di armoniche e azionamenti standard ACH580 e ACH550.

L’intervento sugli impianti HVAC ha portato un risparmio energetico del 25% nei punti vendita di IKEA ad Alcorcón e a San Sebastián de los Reyes. Questo risparmio corrisponde a una riduzione annuale delle emissioni di CO2 di circa 425 tonnellate, equivalenti alle emissioni annuali di 95 automobili.

In Italia, l’azienda Farina Presse ha sviluppato una nuova pressa KERS (Kinetic Energy Recovery System) per industrie pesanti come quella della lavorazione di metalli. Il sistema è dotato di un motore torque che recupera energia attraverso un drive rigenerativo di ABB, abbattendo i consumi di oltre il 40%.

L’energia dissipata da una pressa tradizionale sotto forma di calore ammonta a 388.000 kWh: la pressa KERS elimina quindi 300 tonnellate di emissioni di CO2. Per assorbire questa quantità di anidride carbonica, bisognerebbe piantare 4,500 alberi.

Altro caso italiano è quello del costruttore di macchine e impianti italiano SACMI Packaging and Chocolate. L’azienda ha analizzato un tipico ciclo di concaggio per la produzione di cioccolato fondente di alta qualità in una fabbrica ad alta intensità (circa 7.000 ore/anno).

Secondo i calcoli, sostituendo i motori IE3 con motori sincroni a riluttanza IE5 di ABB si ottiene un risparmio del 3-4% sui consumi di corrente elettrica, riducendo le emissioni di CO2 di ben 22 tonnellate all’anno.

“Questi esempi dimostrano chiaramente l’impegno di ABB per la tutela del clima, in stretta sinergia con i nostri clienti nell’industria e nelle infrastrutture,” sottolinea Alessandro Pueroni, Lead Business Area Manager Motion Southern Europe & Italy di ABB.

“Uno dei pilastri della nostra strategia di sostenibilità 2030 è l’impegno a ridurre le emissioni di gas serra delle attività dei nostri clienti di oltre 100 milioni di tonnellate, lavorando fianco a fianco con istituzioni, governi e università. A tale proposito, invitiamo tutti i soggetti coinvolti nei nostri Paesi, aziende e media inclusi, a unire le forze per combattere il cambiamento climatico e partecipare all’Energy Efficiency Movement”, conclude.

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Michelle Crisantemi

Giornalista bilingue laureata presso la Kingston University di Londra. Da sempre appassionata di politica internazionale, ho vissuto, lavorato e studiato in Spagna, Regno Unito e Belgio, dove ho avuto diverse esperienze nella gestione di redazioni multimediali e nella correzione di contenuti per il Web. Nel 2018 ho lavorato come addetta stampa presso il Parlamento europeo, occupandomi di diritti umani e affari esteri. Rientrata in Italia nel 2019, ora scrivo prevalentemente di tecnologia e innovazione.

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