Le aziende industriali subiscono forti pressioni per la riduzione dei consumi e delle emissioni, ma in proporzione investono ancora poco, anche a causa della complessità tecnica dei progetti di efficientamento sui processi produttivi.
L’elettrificazione è un tassello chiave ma non è l’unica soluzione. Importanti opportunità derivano anche dall’efficientamento dei consumi termici e da iniziative di recupero calore.
Il gap di investimenti in efficienza energetica industriale
Le aziende industriali oggi sono sottoposte a forti pressioni per aumentare l’efficienza energetica a causa dell’impennata dei costi dell’energia, degli impegni net-zero e dei meccanismi di carbon pricing.
Eppure, investono meno in efficienza rispetto ad altri settori. A livello globale, la gran parte della spesa per l’efficienza energetica è concentrata nel residenziale e negli edifici commerciali.
In Italia questo divario è particolarmente evidente. Il grafico, prodotto grazie ai dati dell’Energy & Strategy del Politecnico di Milano (pdf) e del Mase (pdf) mostra che in Italia nel 2023 gli investimenti in efficienza energetica del comparto industriale (2,8 mld €) risultano trascurabili rispetto agli altri settori, e anche trascurabili rispetto alla spesa annua energetica del comparto (24 Mtep, pari a circa 30 mld €/anno).
Una delle ragioni di questo divario è la complessità tecnica degli interventi, che porta le aziende a muoversi con maggiore cautela prima di approvare investimenti sui processi produttivi.
La maggior parte degli interventi di efficienza oggi resta infatti limitata a soluzioni di produzione rinnovabile e sistemi ausiliari (fotovoltaico, sistemi HVAC, co-trigenerazione), mentre solo una frazione ridotta (circa l’11%) ha riguardato il miglioramento dei processi produttivi.
Il potenziale inespresso di investimenti per la decarbonizzazione industriale è però notevole: secondo l’IEA, l’industria potrebbe ridurre i consumi energetici di un 25% (pari a 6 Mtep per l’Italia) utilizzando tecnologie già oggi consolidate in modo economicamente vantaggioso, con progetti dai tempi di ritorno compresi tra 0,5 e 5 anni.
Di questo potenziale, ENEA stima che indicativamente 2,2 Mtep (26 TWh) siano disponibili sotto forma di calore di scarto.
Per cogliere tale potenziale l’Italia dovrà incrementare gli investimenti industriali a 10-12 mld €/anno, pari quindi a 5-6 volte rispetto agli attuali.
Proporzione molto simile si riscontra in Europa, dove a fronte di circa 200 Mtep di consumi energetici industriali (circa 170-190 mld €/anno), gli investimenti in efficienza energetica dovranno crescere dagli attuali 8 mld €/anno a circa 40-60 mld €, come anche confermato dalle proiezioni IEA (pdf)
Le opportunità per l’efficienza dei consumi termici e nel recupero calore
Se guardiamo dove si trova l’energia consumata nell’industria, il calore è la voce dominante. Come riportato da EHPA in Europa oltre il 60% dei consumi industriali serve a produrre calore, per lo più da fonti fossili.
L’elettrificazione è un tassello essenziale per la decarbonizzazione industriale e QualEnergia.it ne ha descritto i vantaggi (si vedano gli articoli: La strada virtuosa dell’elettrificazione dei processi industriali e Elettrificazione dell’industria europea: una sfida cruciale anche per le nostre economie).
Non è però sempre la soluzione ideale o l’unica possibile: in parallelo esiste la possibilità di ridurre i consumi energetici grazie all’incremento dell’efficienza dei consumi termici e al recupero calore: scambiatori ben progettati, recuperatori su forni/essiccatoi e pompe di calore ad assorbimento (AHP) sono oggi soluzioni replicabili che riducono consumi di metano, costi e CO₂ in modo misurabile.
Di seguito riporto 3 (+1) casi reali a mio avviso significativi per efficacia e replicabilità dell’intervento.
Ceramica: dal forno agli essiccatoi con stoccaggio termico
Il primo esempio viene dalla Francia, e più precisamente dallo stabilimento di produzione di tegole ceramiche Wienerberger di Pontigny. In questo stabilimento il calore dei fumi dei 6 forni è stato recuperato e utilizzato per alimentare i 6 essiccatoi.
Due sono i punti di interesse di questo intervento:
- Le modifiche minimali alla rete d’aria dell’essiccatore: ingresso aria calda di recupero a valle del bruciatore esistente e a monte dell’iniezione nella camera. Bruciatori e ventilatori sono rimasti in posizione e vengono avviati solo in caso di non funzionamento della sezione di recupero termico.
- L’utilizzo di specifiche unità di accumulo termico (2,3 MWh a 600 °C per singola unità) per gestire le fluttuazioni di carico tra le due sezioni produttive (forni ed essiccatoi).
In questo caso il progetto, grazie all’accoppiamento delle due sezioni di impianto, ha consentito la riduzione del 15% dei consumi energetici, un incremento del 5% nella produttività e il risparmio di emissioni pari a circa 500 tonCO2 per anno.
Conceria: caldaia a vapore ad alta efficienza + economizzatore + condensatore fumi
Il secondo caso riguarda la sostituzione del generatore di vapore in una conceria del distretto di Vicenza. Nel dettaglio l’intervento ha riguardato:
- l’installazione di una nuova caldaia ad alta efficienza (Viessmann) da 2,4 MW con economizzatore per preriscaldare l’acqua di alimento;
- l’installazione di un condensatore sui fumi con una potenza termica di circa 80 kW in grado di preriscaldare 600 litri/min di acqua di processo destinata ai bottali da 13 °C a 40-45 °C, riducendo il fabbisogno di metano.
Il nuovo impianto ha permesso un risparmio di circa 200 MWh/anno e ha beneficiato dei Titoli di Efficienza Energetica, garantendo un ritorno dell’investimento in circa 5 anni.
L’esempio è particolarmente significativo per due ragioni:
- ridotta invasività dell’intervento: poco spazio occupato, semplicità di uso e manutenzione e intervento effettuato senza fermare la produzione;
- incremento resilienza e competitività del business a fronte di fluttuazioni dei prezzi gas; ad esempio, nel 2022 con il gas a 1,5 €/mc, il risparmio economico è stato di 35.000 € in un solo anno.
Osmosi inversa come leva di efficienza termica
Il terzo esempio riguarda un progetto di ottimizzazione dei consumi termici di uno stabilimento alimentare, basato sull’integrazione di un impianto di osmosi inversa a monte di un ciclo di evaporazione.
Il processo di evaporazione, tradizionalmente alimentato a vapore, rappresentava il principale punto di consumo energetico.
L’idea è stata quella di pre-concentrare la soluzione in ingresso tramite osmosi inversa, utilizzando una membrana semipermeabile che separa l’acqua dal soluto sfruttando la pressione elettrica di pompaggio. In questo modo, il fluido entra nell’evaporatore già parzialmente concentrato, riducendo il tempo e l’energia necessaria per completare la fase di essiccazione.
Il risultato è stato significativo: una riduzione del 15% dei consumi di vapore, pari a circa 900.000 Sm³/anno di metano risparmiati, e un tempo di ritorno dell’investimento inferiore ai 3 anni, su un costo complessivo di circa 1,2 milioni di euro. Il vapore residuo viene recuperato e reimmesso nel ciclo produttivo, mentre l’acqua separata viene riutilizzata nei processi di lavaggio.
Dal punto di vista tecnico, l’osmosi inversa ha permesso di ridurre drasticamente il carico termico dell’evaporatore, aumentandone l’efficienza e prolungandone la vita utile.
Dal punto di vista operativo, l’intervento ha richiesto una forte collaborazione tra manutenzione, produzione e ingegneria di processo, e la disponibilità di un fornitore capace di garantire l’integrazione tra le sezioni impiantistiche. Maggiori dettagli sono riportati da ALENS, società di consulenza che ha seguito questo intervento.
Recupero calore da essiccatori a spruzzo
L’ultimo esempio è un progetto sviluppato di recente da FrieslandCampina Ingredients, affermata multinazionale di origine olandese che opera nel settore delle proteine e dei prebiotici, in collaborazione con Atlas Copco.
Pur essendo un’applicazione fortemente specifica e maggiormente complessa, è utile citarla poiché il risultato ottenuto è così notevole da renderla di interesse per una potenziale replicabilità in altri progetti.
Per produrre gli ingredienti in polvere FrieslandCampina utilizza un processo di essiccazione a spruzzo (spray drying), che asciuga i liquidi mediante aria calda, uno dei processi più energivori delle loro facilities.
Nel 2024 hanno presentato un progetto che, integrando recupero calore e pompa di calore consente una riduzione dell’energia del ciclo superiore al 60% rispetto allo schema tradizionale. Nel dettaglio:
- Il calore sensibile viene recuperato dall’aria esausta e utilizzato per preriscaldare l’aria primaria.
- Ulteriore energia viene ottenuta nello scambiatore di calore a contatto diretto, dove sia il calore sensibile sia quello latente vengono recuperati e trasferiti all’acqua.
- L’acqua riscaldata viene inviata ad una pompa di calore, che utilizza questa energia per produrre vapore a bassa pressione.
- Il vapore a bassa pressione viene poi portato a livelli di temperatura più elevati, fino a 190 °C, attraverso una serie di compressori a vite.
- L’aria primaria preriscaldata viene quindi ulteriormente riscaldata in più stadi tramite scambiatori di calore a condensazione, ottenendo così un sistema di recupero termico ad altissima efficienza.
Cinque fattori per abilitare investimenti in efficienza energetica industriale
Nonostante le difficoltà che ancora frenano molti interventi, alcune imprese industriali stanno trovando modi concreti per accelerare la propria transizione energetica anche agendo sui processi produttivi.
Nella mia esperienza i progetti che arrivano a realizzazione in questo ambito sono favoriti da cinque fattori abilitanti di natura progettuale, tecnica e strategica:
- Capacità di identificare le soluzioni tecniche più appropriate
Il primo fattore è evidentemente la capacità di selezionare soluzioni tecnologiche mirate al bisogno specifico dell’azienda.
Ogni sito industriale ha caratteristiche impiantistiche e termiche uniche, e l’efficienza nasce dalla capacità di disegnare interventi concreti e mirati, tecnicamente solidi e con ritorni economici chiari.
Per farlo servono conoscenza estesa dei fornitori e delle tecnologie disponibili, capacità di valutare le alternative e di costruire architetture su misura integrabili con gli impianti esistenti.
- Coordinamento “end-to-end” e cross-funzionalità
Il second fattore è la capacità di gestire progetti complessi, dall’ideazione all’esecuzione.
Il progetto di efficienza energetica non è solo un challenge tecnico, ma richiede una gestione complessa economico-organizzativa e deve prevedere un coinvolgimento e una validazione cross-funzionale da parte di tutte le figure necessarie al fine di ridurre i rischi percepiti e accrescere la fiducia interna sui risultati economici e di performance attesi.
- Leadership e commitment aziendale
Il terzo elemento consiste nella sponsorship forte e consapevole da parte della direzione aziendale.
È necessario che si veda il collegamento esplicito tra l’efficienza energetica e gli obiettivi economici e industriali: margini, competitività, affidabilità degli impianti.
Toccare gli impianti di produzione è sempre un tema delicato e per questo l’efficienza deve essere percepita come un investimento strategico finalizzato ad aumentare la competitività aziendale.
- Accesso efficace alla finanza e agli incentivi
La capacità di sfruttare la finanza agevolata e gli strumenti di incentivo pubblico è un forte acceleratore.
Saper identificare i migliori modelli di finanziamento e avere dimestichezza con meccanismi di ottenimento dell’incentivo consente in molti casi di dimezzare i tempi di ritorno dell’investimento, sbloccando progetti che altrimenti resterebbero nel cassetto.
- Visione di lungo periodo e pianificazione modulare
I grandi investimenti di riduzione del fabbisogno energetico sono sempre inseriti in un piano coordinato di interventi di efficientamento, dove iniziative a ritorni rapidi (i “quick win”) finanziano iniziative strutturali più complesse.
Risulta quindi necessaria una visione sistemica in grado di valorizzare tutte le leve a disposizione: dai miglioramenti operativi e di processo (inclusa la pianificazione della produzione), alle manutenzioni, al procurement, fino ad arrivare alla pianificazione degli investimenti a maggiore impatto. Solo in questo modo è possibile coniugare flessibilità operativa ed economica e coerenza strategica.
Conclusioni
Il segmento industriale dispone oggi di un discreto margine di riduzione dei consumi energetici, e la sfida è trasformare questo potenziale in progetti concreti.
Le soluzioni tecnologiche esistono già, dall’elettrificazione dei processi alle applicazioni di recupero e riutilizzo del calore, ma richiedono competenze ingegneristiche solide e una gestione progettuale evoluta, capace di ridurre i rischi e garantire ritorni misurabili.
L’efficienza energetica industriale è una leva diretta di competitività, che riduce l’esposizione ai costi energetici e contribuisce in modo tangibile agli obiettivi di decarbonizzazione.
Investire in questa direzione significa, per le imprese, cogliere un vantaggio strategico reale in un contesto che premia l’innovazione e la capacità di esecuzione.
