Il presente rapporto documenta le attività eseguite nell’ambito del sotto-progetto EDEN della Ricerca di Sistema. Il sottoprogetto “EDEN – Evoluzione della Domanda di Energia Elettrica” ha lo scopo di studiare lo sviluppo a lungo termine dei consumi ed i relativi impatti sul sistema elettrico nazionale per gli effetti: �ƒ della modifica della pratica tecnologica corrente conseguente all’evoluzione della tecnica e all’utilizzo delle tecnologie ritenute più efficienti dal punto di vista energetico ambientale, �ƒ della variazione della localizzazione geografica dei consumi a livello territoriale per individuare i siti di produzione elettrica ed i conseguenti adeguamenti delle reti di trasmissione e distribuzione, �ƒ delle politiche di intervento nella promozione delle tecnologie innovative e dell’uso efficiente dell’energia, mediante un modello per la previsione di medio-lungo periodo della domanda di energia in generale ed elettrica in particolare, disaggregata per ambiti territoriali, capace di tenere in conto gli obiettivi generali di sviluppo del Paese con un grado di dettaglio settoriale sufficiente a consentire analisi sulle tecnologie di uso finale sostitutive e la conseguente variazione di consumo. Per gli scopi del sottoprogetto EDEN si è giudicato MARKAL – TIMES, un generatore di modelli tecnologici del tipo “bottom up” che consente di costruire modelli tecnico-economici di minimo costo dipendenti dal tempo, adatto a simulare la complessa rete di relazioni che caratterizza il sistema economico energetico. MARKAL-TIMES consente di determinare la domanda generale di energia, ed in particolare di quella elettrica, utilizzando dati previsionali di lungo periodo (al 2030) e tenendo conto di ipotesi di evoluzione nel tempo di misure legislative o di vincoli di mercato. Il sistema energetico è rappresentato da tecnologie e vettori energetici. Le tecnologie che consumano o trasformano le fonti energetiche sono rappresentate attraverso i loro dati tecnici, i costi e le emissioni. I vettori energetici, elettricità, ma anche combustibili, calore, ecc. sono rappresentati attraverso costi e quantità. Input al modello sono le previsioni dell’andamento del prodotto interno lordo, dei parametri che influenzano l’evoluzione dei settori di maggior interesse (residenziale, terziario, industria, trasporti, agricoltura e pesca) e dei prezzi dei combustibili (petrolio, gas naturale, carbone, ecc.).

L’industria è rappresentata tramite i sottosettori considerati nel Bilancio Energetico Nazionale: siderurgia, metalli non ferrosi, meccanica, agroalimentare, tessile e abbigliamento, materiali da costruzione, vetro e ceramica, chimica e petrolchimica, cartaria e grafica, altre manifatture. La domanda di energia elettrica tiene conto della variabilità stagionale e giornaliera dei diagrammi di carico e dei relativi fattori di picco. Con l’obiettivo di fornire i dati necessari alla costruzione del modello sopra ricordato, questo rapporto riporta un’analisi del settore agroalimentare italiano riferita sia alla situazione attuale che alle prospettive future, fino al 2030, riguardo all’evoluzione tecnologica e dei consumi sia termici, che, soprattutto, elettrici al fine di valutare le necessità di evoluzione e adattamento della rete elettrica nazionale e locale, come previsto nell’ambito del progetto EDEN all’interno dell’attività Scenari. Secondo la classificazione ISTAT-ATECO 91 il settore è costituito da un’unica classe merceologica, la n° 15: – il settore alimentare e delle bevande (vedere anche Confindustria [1]). Il settore include tanti tipi di prodotti con caratteristiche molto differenti e che richiedono processi di trattamento molto differenti. Per questo è molto difficile definire dei consumi medi di processo (di energia, d’acqua e di sostanze): fatto confermato dalle difficoltà incontrate nella redazione del documento [5] di settore del gruppo europeo dell’IPPC, di prossima pubblicazione, che ha richiesto competenze molto differenti per ogni tipo di sottosettore. Il settore rappresenta una voce importante della produzione italiana con un fatturato di quasi 89 miliardi di Euro nel 2003 (meno del 9 % del PIL) ed una bilancia dei pagamenti in negativo di poco più di un miliardo di Euro, con un incremento della capacità produttiva negli ultimi 10 anni ed un numero di addetti in lieve crescita e pari a circa il 10 % dell’intera industria manifatturiera. Dal punto di vista energetico il settore non risulta tra quelli a maggiore intensità energetica rappresentando circa il 4.2 % dei consumi elettrici nazionali nel 2003 (pari a circa l’8.2 % dei consumi dell’industria, [2]), mentre solo poco più del 2.2 % dei consumi termici nazionali ([3] nel 2001, il 9.6 % del settore industriale). Le regioni che consumano più energia elettrica sono nell’ordine: Emilia Romagna, Lombardia, Veneto, Piemonte e Campania, che insieme coprono circa i 2/3 dei consumi nazionali del settore alimentare e delle bevande. I consumi elettrici continuano a crescere, di più di quelli dell’intero settore industriale anche perché il settore ha risentito meno della sfavorevole congiuntura nazionale, grazie anche all’aumento dell’utilizzo di prodotti conservati rispetto a quelli freschi. Domina anche in questo settore la piccola/media impresa ed è, quindi, attendibile che in futuro i consumi elettrici possano continuare a crescere dato l’aumento delle dimensioni delle industrie per poter competere con le nuove forme internazionali d’impresa e della relativa meccanizzazione/automazione dei processi. I

consumi elettrici dovrebbero crescere anche per un maggior ricorso al trattamento/riciclo delle acque di processo, imposto sempre più dalle normative europee e dal diffondersi dell’utilizzo della Compressione Meccanica del Vapore (CMV), dove con un elettrocompressore si comprime il vapore di processo per riutilizzarlo come sorgente di calore nei processi evaporativi e di essiccazione dei prodotti: facendo riferimento alla produzione attuale, nell’ipotesi di applicare tale tecnologia in tutti i casi possibili, si otterrebbe un incremento nei consumi elettrici di circa 0.25 TWh/a, con la sostanziale scomparsa dei consumi termici corrispondenti. L’aumento dei consumi elettrici dovrebbe essere contrastato da interventi di risparmio energetico nella gestione d’impianto, nell’ottimizzazione del processo, nella razionalizzazione della catena del freddo, nell’uso di motori ad alta efficienza e di inverter, ecc. Per quanto riguarda gli ultimi due punti si può ipotizzare per motori di potenza medio/bassa, i più diffusi, un risparmio dell’ordine del 10 %, mentre per la catena del freddo i risparmi conseguibili si aggirerebbero attorno a valori del 5-10 %. Dall’esame della serie storica dei dati si ricava che finora la crescita dei consumi elettrici è risultata sostanzialmente lineare, per cui dall’estrapolazione di tali dati si otterrebbe un consumo di 21.16 TWh/a nel 2030 contro i 12.54 TWh/a del 2003, con un incremento dei consumi di quasi il 70 %: la quota riferita al settore industriale nel complesso salirebbe dall’8.2 % attuale al 9.8 %. Considerando consistenti interventi di risparmio energetico, ottimizzazione e miglioramento dell’efficienza, con, però, l’introduzione della CMV nei processi evaporativi e di essiccazione i consumi dovrebbero crescere a 19-20 TWh/a. Dovrebbe, invece, subire un rallentamento l’aumento dei consumi termici per interventi di recupero del calore. Infatti nella sola evaporazione/essiccazione dei prodotti, che rappresenta attualmente circa il 20 % dei consumi termici del settore, l’applicazione di tecnologie multieffetto (4 o più effetti) o l’adozione della Compressione Meccanica del Vapore (CMV) dovrebbero rispettivamente circa dimezzare o annullare i consumi termici corrispondenti (convertiti con la CMV in consumi elettrici: circa 0.25 TWh/a in più, il 2% dei consumi elettrici attuali del settore). L’adozione di maggiori complessità d’impianto per poter recuperare il calore di processo attualmente scaricato nell’ambiente dovrebbero contribuire alla riduzione ulteriore dei consumi termici (dell’ordine del 10 %). Risparmi di energia primaria, dell’ordine del 10 % dei consumi attuali, potranno essere ottenuti diffondendo l’uso di impianti di cogenerazione, cioè di produzione contemporanea di energia elettrica e calore: il diffondersi di tali impianti potrà creare qualche problema per il controllo della rete elettrica.