Energy efficiency opportunities

EFFICIENZA ENERGETICA: quali prospettive

e opportunità per le imprese?

Ing. PhD Fabio Fulchir

FFF – Udine – via dei Calzolai 5, angolo via Savorgnana – Udine, 31 MAGGIO 2013

PROGETTO SMART ENERGY Network of Excellence

Il progetto è realizzato nell’ambito del Programma

di cooperazione territoriale Italia-Austria 2007-2013

cofinanziato dal Fondo Europeo di Sviluppo Regionale

in collaborazione con

• E’ la maggiore risorsa energetica della UE1

• Impieghi finali di energia per settore – 2010 (ENEA)

• Usi finali settore residenziale

SMART ENERGY - Network of Excellence

Efficienza energetica

1. Commissione Europea, Comunicazione della Commissione al Parlamento Europeo al consiglio, al Comitato Economico e Sociale

Europeo e al Comitato delle Regioni., Piano di efficienza energetica 2011, Bruxelles 2011


Mercato industria edile in EU

• Stock edifici residenziali in europa

Edifici residenziali (milioni di euro)

Sud Europa Nord & Est Europa Europa centrale Italia Austria

Edifici pre 1960 37% 42% 35% 40% 33%

Edifici 1961-1990 49% 39% 48% 52% 42%

Edifici 1991-2010 14% 19% 17% 8% 23%

Fonte: BPIE. Europe's building under the microscope. A country-by-country review of the energy performance of buildings. 2011.


Mercato industria edile in EE

• Mercato edilizia in Europa

New residential construction Residential renovation

Country 2007 2009 2007-2009 % 2007 2009 2007-2009 %

Austria 8.630 8.391 -2,8 4.149 4.224 1,8

Italy 42.585 30.532 -28,3 58.902 56.782 -3,6

Western Europe (EC-15) 349.073 217.222 -37,8 346.412 336.250 -2,9

Eastern Europe (EC-4) 12.152 11.135 -8,4 5.235 5.334 1,9

Total countries 361.225 228.357 -36,8 351.647 341.584 -2,9

Source: Euroconstruct (13)

New non-residential construction Non-Residential renovation

Country 2007 2009 2007-2009 % 2007 2009 2007-2009 %

Austria 7.360 6.107 -17,0 2.526 2.443 -3,3

Italy 28.002 23.506 -16,1 33.467 30.459 -9,0

Western Europe (EC-15) 258.778 225.634 -12,8 193.320 187.186 -3,2

Eastern Europe (EC-4) 19.552 18.397 -5,9 7.561 7.986 5,6

Total countries 278.330 244.031 -12,3 200.881 195.172 -2,8

Source: Euroconstruct (13)

Edifici residenziali (milioni di euro)

Edifici non residenziali (milioni di euro)


Ricerca e sviluppo nel mondo

• Rapporto R&D/PIL nel mondo

• -20% delle emissioni di CO2 rispetto al 1990

• +20% dei consumi finali lordi da FER

• -20% di fabbisogno di energia primaria


Sfide ed obiettivi della UE per l’EE



La Direttiva 2012/27/UE 25 ottobre 2012 richiede:

• Strategia a lungo termine per la ristrutturazione di edifici

• Riqualificare ogni anno il 3% sup. riscaldata edifici Statali

– Dal 2014 edifici con sup. > 500m2

– Da luglio 2015 edifici con sup. > 250m2

• Regimi obbligatori di efficienza energetica

– 1,5% di risparmio annuale di energia venduta all’utente finale

La Direttiva richiede:

• Audit energetici e sistemi di gestione dell’energia

– Per le grandi imprese Audit obbligatori dal 5 dicembre 2015

– Incentivi per le PMI per effettuazione di audit e attuazione dei risultati

• Misurazione dell’energia

– Misurazioni e fatturazioni più accurate e frequenti



La Direttiva richiede:

• Valutazione potenziale per cogenerazione e

teleriscaldamento

• Tariffe per incoraggiare l’efficienza energetica



Conseguenze della Direttiva:

• Obiettivi climatici

• Spinta all’economia



1. Incentivi per incrementare/implementare l’efficienza

energetica

2. Incentivi per R&D in tecnologie per l’efficienza energetica


Incentivi e strumenti di finanziamento

• Incentivi per incrementare/implementare l’efficienza energetica

– Detrazioni fiscali

– Incentivi (conto energia, conto termico)

– Certificati bianchi (TEE)

– Fondi strutturali FESR

– Fondi strutturali ELENA



• Incentivi per R&D in tecnologie per l’efficienza energetica

– Horizon 2020• 80 miliardi di euro per R&D di cui 6,5 per l’efficienza energetica

– Scienza ed eccellenza: 24,6 miliardi di euro

– Leadership industriale: 17,9 miliardi di euro

– Sfide della società: 31,7 miliardi di euro




Tecnologie promettenti in EE


Tecnologie promettenti in EEn. Brevetti per EE depositati nei vari paesi europei

Regions 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

AUT: Austria 6 3 6 7 8 3 9 13 18 22 22

BEL: Belgium 2 4 2 2 3 5 3 9 8 11 6

CZE: Czech Republic 1 0 1 0 1 1 2 2 3 2 1

DNK: Denmark 1 4 4 4 4 4 4 13 2 12 2

FIN: Finland 3 5 3 3 2 0 9 1 5 7 6

FRA: France 12 11 16 8 15 13 25 15 28 24 31

DEU: Germany 58 58 107 91 120 115 123 148 112 118 137

GRC: Greece 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2 0

HUN: Hungary 4 1 0 0 1 5 0 11 10 2 15

IRL: Ireland 1 1 1 0 1 0 3 0 1 1 1

ITA: Italy 7 8 7 9 6 16 10 12 9 15 8

NLD: Netherlands 54 75 72 49 64 55 92 90 95 81 71

POL: Poland 1 1 2 0 1 0 0 0 3 3 3

PRT: Portugal 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

SVK: Slovak Republic 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0

SVN: Slovenia 1 1 0 2 1 0 1 0 0 1 1

ESP: Spain 0 0 1 0 2 1 4 5 2 6 6

SWE: Sweden 4 6 5 7 5 10 8 7 8 12 11

GBR: United Kingdom 21 41 31 22 33 26 19 27 32 44 25

Total Europe 175 219 259 205 269 254 315 355 340 365 348

TOTAL: World Total 408 516 664 758 971 721 810 976 960 1.088 1.162

Source: Elaboration CETA from WIPO data (52)



2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Isolamento termico 15 8 18 19 16 19 32 26 26 35

Aerogel 4 5 3 4 6 7 3 3 10 10

Isolanti sottovuoto 6 3 4 8 5 9 5 6 10 12

Electrochromic materials 2 1 1 0 1 1 0 1 0 0

Thermochromic materials 0 1 1 2 0 0 0 0 1 0

Photochromic materials 1 0 1 2 3 4 2 1 2 2

Isolanti termoriflettenti 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0

Rivestimenti olografici 0 0 1 0 0 0 1 3 0 0

Vetri/trattamenti basso-emissivi 0 0 1 0 0 2 1 1 1 0

Sistemi di facciata 2 6 5 2 3 5 6 9 10 9

Thermal storage 3 4 3 7 6 8 9 14 10 24

PCM materiali a cambiamento di fase 7 6 1 4 6 8 6 5 2 5

Sistemi di recupero del calore 8 10 7 16 25 22 24 27 40 47

Pompe di calore 31 19 21 36 40 64 65 73 114 142

Scambiatori di calore nel terreno 0 0 0 0 2 1 1 1 3 3

Solare termico 2 2 5 5 9 9 19 27 48 40

Riscaldamento radiante 3 4 5 4 3 3 3 5 4 1

HVAC system 2 3 3 14 6 4 4 9 6 7

Source: Elaboration CETA from European Patent Register data (53)

n. Brevetti depositati in Europa



2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Thermal insulation 1.840 2.001 2.337 2.288 2.357 2.479 2.871 2.906 3.649 4.470

LCA in buildings 125 170 190 262 237 231 345 411 567 732

Aerogel 260 274 276 366 335 388 401 417 507 603

Vacuum insulation 466 534 570 630 638 652 771 792 952 1.148

Electrochromic materials 370 451 473 598 517 586 595 608 679 713

Thermochromic materials 82 77 102 97 108 109 107 102 176 163

Photochromic materials 194 169 237 238 265 284 278 250 321 358

Reflective insulation systems 64 86 98 86 97 126 111 154 210 222

Holographic layer 255 281 275 297 306 275 328 296 342 339

Low emission glass/coatings 138 141 173 214 211 210 250 311 332 300

Façade system 310 387 430 488 465 487 530 591 800 1.038

Thermal storage 5.800 6698 7.489 8.561 8.819 9..533 10.677 11.606 13.862 16.085

PCM materials 490 623 733 894 767 917 1.001 1.142 1.318 1.580

Heat recovery systems 749 924 906 1.098 1.053 1.109 1.378 1.596 1.794 2.181

Heat pumps 4.175 4.791 5.114 5.589 5.822 6.257 6.869 7.342 8.472 9.391

Ground heat exchanger 296 400 374 474 367 461 504 2.010 733 812

Radiant heating 393 448 461 541 491 557 632 626 769 859

HVAC systems 284 404 415 397 445 401 537 583 752 839

Source: Elaboration CETA from Science Direct data (54)

n. articoli scientifici pubblicati nel mondo

.



FP5 FP6 FP7

Thermal insulation 7 8 26

Aerogel 5 9 33

Vacuum insulation - 4 10

Electrochromic materials 1 5 10

Thermochromic materials - 1 -

Photochromic materials - 3 7

Reflective insulation systems 1 - 1

Holographic layer 4 7 3

Low emission glass/coatings 2 - 8

Façade system 3 9 34

Thermal storage 2 10 19

PCM materials 12 4 29

Heat recovery systems 2 9 46

Heat pumps 2 1 23

Ground heat exchanger - - 2

Solar thermal systems 12 42 38

Source: Elaboration CETA from Science Direct data (54)

Progetti di ricerca finanziati dall’UE

• Involucro esterno

– Sistemi avanzati di isolamento termico

– Materiali trasparenti innovativi

– Materiali ecoefficienti

• RHC: Renewable Heating and Cooling

– Innovazione nelle pompe di calore

– Innovazione nei sistemi solari termici

– Innovazione in sistemi ibridi (thermal+heat pump)

– Innovazione nei sistemi di stoccaggio del calore

• Tecnologie trasversali

– R&D nuovi materiali

– R&D sistemi di stoccaggio e gestione dell’energia

termica

– R&D ICT




Tecnologie promettenti in EEInvolucro edilizio

Isolanti termici innovativi – Vacuum insulation materials (VIM);

– Gas insulation materials (GIM) improvements;

– Nano insulation materials (NIM) improvements;

– Isolanti a base di Aerogel

Isolanti «ecoefficienti» – Isolanti di origine vegetale,

– Migliorare I processi produttivi;

– Incrementare l’uso di materiali di recupero.

Materiali trasparenti innovativi – Materiali trasparenti innovativi;

– Superfici adattive e controllabili elettricamente (LCD)

Reduction of embodied energy in opaque

elements

– Use of alternative fuels instead of fossil fuels;

– Increase of recycled raw materials;

– Use and introduction of new burner technologies.

Facciate a doppia pelle – Develop advanced integrated envelope solutions;

– Develop responsive façades integrating intelligent and responsive materials;

– Develop new materials and devices bio-inspired;

– Develop new materials with lower embodied energy;

Source: Elaboration CETA


Tecnologie promettenti in EERHC technologies

Pompe di calore elettriche – Increase the efficiency of heat exchangers;

– Increase the efficiency of compressors;

– Increase the efficiency and the reliability of the components;

– Integrate the heat pumping systems with other RHC technologies;

– Integrate with smart meters, smart controls;

– Develop new refrigerants more environmental friendly;

– Develop new refrigeration cycles systems.

Pompe di calore ad

absorbimento/adsorbimento

– Development of new working fluids;

– Development of new compact heat exchangers;

– Development of heat pumps with advanced cycles;

– Application with different renewable heat source;

– Develop new adsorption heat pump systems;

– Develop new solid sorption materials;

– Develop new components for adsorption heat pumps;

Collettori solari termici – development of transparent cover materials with high optical transmission;

– switchable coatings that reduce the stagnation temperatures;

– new absorber materials with low-emission coatings;

– temperature resistant insulating materials;

– highly reflective and light materials for reflectors,

– improvement in the collector construction design and manufacturing processes.

Sistemi solari termici – development of compact solar based heating systems;

– development of hybrid systems combining solar system with a heat-pump or a pellet boiler;

– increase the overall thermal performance of the system;

– improved hydraulic design and components in order to reduce losses;

– new controller systems in order to better manage the heat fluxes;

– develop innovative storage tanks.Source: elaboration CETA


Tecnologie promettenti in EEMaterials

Advanced high performance products – Increase thermal insulation of materials;

– Increase thermal inertia of materials;

– New PCM materials;

– Transfer knowledge from aerospace to building applications;

– Develop new ceramic materials;

– Increase the thermal durability of the materials;

Use of nanotechnologies – Develop new insulation materials: (aerogel, vacuum insulation materials, nano-porous

materials,..);

– New materials with high thermal inertia;

– Develop new high selective coatings.

Reduce embodied energy – Sviluppo di processi di produzione avanzati;

– Sviluppare materiali provenienti da origine animale/vegetale;

– Sviluppo di nanotecnologie basate su biofibre;

– Sviluppo di polimeri di origine vegtetale;

– Sviluppo di materiali con elevato uso di materiali riciclati;

– LCA analysis.Source: elaboration CETA


Tecnologie promettenti in EEThermal energy storage

Accumulo sensibile – Flexible volume tank systems;

– Reduction of heat losses;

– Develop of new sensible heat storage materials;

– New methods for TES materials analysis.

– New sustainable TES materials;

– Enhanced thermal storage stratification;

– Optimisation hydraulics in advanced water stores.

Accumulo di energia latente – New heat exchangers with PCM;

– New PCM with adjusting melting temperature;

– New PCM materials with a greater number of cycles;

– New PCM materials more environmental friendly;

– Corrosion-resistant storage materials;

– Software algorithms and codes for PCM materials;

– Integration of PCM in building envelope materials;

– PCM for thermal inertia in buildings.

Accumulo termochimico – New thermochemical heat storage materials;

– New thermochemical reactancts;

– Develop seasonal thermal storage systems

– Develop new and environmental friendly materials;

– Optimisation of thermochemical heat storage processes;

– Develop numerical models;

– Develop solutions for single–family houses;

– Develop materials and systems for chemical storage cointainment.Source: elaboration CETA from RHC document (3)


Tecnologie promettenti in EEICT: Information and Communication Technologies

Integrated design and production management – Design for energy efficiency tools (LCA analysis);

– Performance estimation tools with integrated LCA;

– Production management tools;

– Modelling (BIM) instruments with integrated LCA.

Intelligent and integrated control – Controllo ed automazione ;

– Monitoraggio dei consumi;

– Sensori avanzati;

– Diagnosi automatica;

– Sensori collegati wireless.

User awareness and decision support – Visualizzazione dei consumi;

– Real-time pricing per modificare le abitudini di consumo.

Energy management & trading – Real-time response and Predictive management tools;

– Generazione distribuita e gestione dei flussi di energia.

Integration technologies – Knowledge sharing;

– Virtualization of built environment.Source: elaboration CETA from REEB data (51)


Grazie per l’attenzione

Documents

Energy efficiency opportunities