Le Motivazioni
Il consumo di energia nel Servizio Idrico Integrato in Italia supera i 7.000 GWh, rappresentando circa il 2,3% del consumo complessivo nazionale con una incidenza per i gestori che si attesta tra il 10% e il 30% dei costi totali del servizio erogato: Il 30% di questi costi è attribuibile alla depurazione delle acque reflue rappresentando quindi l’energia, dopo il personale, la seconda più importante voce di costo di gestione in questi impianti.
Nonostante negli ultimi anni, sotto la spinta di una normativa sempre più rigorosa, si è registrata una certa innovazione nei processi di trattamento acque con l’introduzione di nuove tecnologie (MBR, SBR etc,) che hanno portato a migliorare la qualità del refluo in uscita, minore attenzione si è dedicata alla contrazione dei costi energetici, in particolare nelle regioni del meridione di Italia. Gli indici relativi ad impianti italiani da 2’000 a 90’000 A.E. con bassissime componenti industriali e schemi di trattamento prevalentemente convenzionali, variano da 0,2 a 1,1 kWh/m3 trattato (mediamente 0,6 kWh/m3) e da 0,2 a 5 kWh/kg COD abbattuto (mediamente 1,7 kWh/kg COD). La sola fase di ossidazione biologica arriva a consumare il 50-65% dei consumi elettrici complessivi, seguita dalla fase di sollevamento con il 15% e dalla linea di trattamento dei fanghi (fino al 20%). In generale, pur se la quantità di energia necessaria per il funzionamento dell’impianto dipende da potenzialità e tipologia dei trattamenti adottati, circa il 55% dei consumi è addebitabile all’areazione del fango attivo che risulta il comparto più energivoro di tutto l’impianto.
Nel caso poi l’impianto preveda anche un trattamento biologico per la rimozione di fosforo e azoto e la fase di filtrazione, il consumo di energia per le fasi di aerazione, di pompaggio e di trattamento fanghi risulta superiore del 30 – 50%.
Il continuo incremento del costo dell’energia ma anche la maggiore attenzione dei gestori alle problematiche ambientali (tra cui anche l’esigenza di ridurre il rilascio di emissioni di gas climalteranti, incoraggiano gli investimenti dei gestori del Servizio Idrico Integrato in soluzioni in grado di ridurre il fabbisogno di energia, specialmente nel campo della depurazione dove più immediati (perché concentrati) possono essere gli interventi e conseguentemente i benefici ottenibili per gli stessi gestori e per la comunità servita.
È quindi evidente la necessità di un nuovo paradigma nel controllo e nella gestione degli impianti esistenti atta minimizzare questa importante domanda di energia per il sistema paese.
Da qui la NECESSITÀ DI SVILUPPARE E IMPLEMENTARE APPROCCI ALLA GESTIONE OLISTICI E SEMPRE PIÙ ENERGICAMENTE PERFORMANTI, BASATI SU SISTEMI DI MISURA E CONTROLLO EVOLUTI E INTEGRATI che, oltre a fornire tempestivamente dati indispensabili per l’utilizzo di soluzioni automatizzate di processo, atte a perseguire obiettivi di SMART ENERGY, consentano di monitorare e storicizzare i consumi delle principali apparecchiature energivore ed eseguire gli assessment energetici degli impianti, per identificare i profili di consumo e la ripartizione dei costi e dei flussi energetici, integrando i dati documentali con le misure provenienti dal campo.
L’efficienza energetica, infatti, è anche correlata alla qualità e alle metodologie adottate per l’esecuzione delle attività di manutenzione ed è al riguardo cruciale, in particolare per le attrezzature che lavorano 24h al giorno, garantire al tempo stesso la continuità del servizio e il contenimento dei costi energetici. Ciò si può ottenere mediante la “manutenzione predittiva o su condizione”. Effettuando misure in continuo di specifici parametri (temperatura, vibrazioni, alimentazione elettrica, lubrificante), e utilizzando algoritmi matematici atti a prevedere variazioni parametriche che indicano la presenza di un guasto incipiente è possibile intervenire opportunamente, anche proteggendo parti e componenti costosi e non facilmente rimpiazzabili.
Descrivere il consumo atteso per ogni utenza tramite un modello di previsione energetica è il punto di partenza per valutare la qualità del consumo stesso. I dati acquisiti attraverso l’implementazione di una adeguata rete di sensori permettono la creazione di un modello statistico che, individuando la baseline dei consumi rispetto ai fattori energetici, diventa riferimento principale per azioni di efficientamento energetico o come target di controllo per l’individuazione di anomalie e deviazioni di consumo o di best-practice per il mantenimento dei consumi. Tramite la creazione di scenari di consumo è possibile creare budget dei costi energetici in modo rapido e preciso, così da garantire la pianificazione della domanda energetica e l’allocazione delle risorse, fissando un budget energetico realistico calcolato sull’EFFETTIVA BASELINE DEI CONSUMI che permette una pianificazione energetica efficiente.
Se ciò appare evidente per i grandi impianti largamente energivori è altrettanto opportuno per i PICCOLI E MEDI IMPIANTI, i più diffusi, sia perché sono generalmente poco monitorati (quando non abbandonati), sia perché, se pur in termini assoluti caratterizzati da minori consumi complessivi, sono spesso contraddistinti dai maggiori consumi specifici (per m3 trattato) e quindi suscettibili di maggiori SPAZI DI EFFICIENTAMENTO. Ciò in particolare sul territorio siciliano.
L’investimento atto a sostenere il progetto si pone quindi in PIENA COERENZA CON L’AMBITO TEMATICO “ENERGIA” tra quelli individuati quali ambiti rilevanti di intervento della Strategia regionale di innovazione per la specializzazione S3 indirizzandosi l’avanzamento tecnologico proposto alla drastica riduzione della richiesta energetica dei processi di trattamento reflui degli impianti in regione. E’ importante notare come la diffusione degli impianti sul territorio e la forte domanda energetica degli stessi, evidenziano la potenziale portata della applicazione dei risultati all’intero ambito regionale. Il SUB-AMBITO di riferimento è quindi: ENERGIA DISTRIBUITA E TECNOLOGIE ABILITANTI FINALIZZATI ALLA RIDUZIONE DEL CONSUMO ENERGETICO E DEL COSTO DELL’ENERGIA.
Non è infine marginale evidenziare come il controllo mediante la piattaforma tecnologica da implementare, se pur finalizzato prioritariamente al controllo energetico potrà contemporaneamente garantire un migliore e continuo controllo della qualità del refluo da parte del gestore e Enti preposti (ARPA) con gli immediati riflessi per la qualità ambientale dei corpi idrici ricettori comportando quindi non marginalmente i risultati del progetto, benefici anche in altri ambiti tematici rilevanti fra quelli della Strategia regionale di Specializzazione Intelligente quali l’Agroalimentare, l’Economia del Mare e soprattutto il Turismo.
Non meno importante è infine rilevare come il progetto si focalizza su tecnologie volte a realizzare uno dei principali obiettivi della priorità “Sfide per la società” prevista dal Programma Horizon 2020 ed in particolare “REALIZZARE LA TRANSIZIONE VERSO UN SISTEMA ENERGETICO AFFIDABILE, SOSTENIBILE E COMPETITIVO“.
