N° 67 giugno 2009 - Giornale di Brescia

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BRESCIA
ICERCHE
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Rivista trimestrale edita a cura
del consorzio Inn.Tec. Srl
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SOMMARIO
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Momenti Inn.Tec.
Romano Miglietti
Editoriale
Alberto Albertini
Borgy Corner
Angelo Borgese
Brescia-Milano: 52 minuti
Alessandro Marini
ASM, strumento di sviluppo
Silvano Danesi
• Gli anni del teleriscaldamento:
intuito e innovazione
a servizio del territorio
• Renzo Capra,
una vita per l’energia
Federica Zaccaria
Oltre l’Entropia:
quando l’energia diventa forma
Stefano Rabolli Pansera
Recupero energetico e biogas:
Progeco, ovvero il valore
della filiera per l’efficienza
delle rinnovabili
Fabio Pelizzari
Audit energetico: il primo passo
verso l’efficienza energetica
Vittorio Bellicini, Simone Zanoni,
Lucio Zavanella
La terza generazione
del fotovoltaico
Angelo Borgese
La pollina: da costo aziendale
a risorsa economica
Maria Chiesa e Giovanna Gagliotti
Idrogeno, “fuel cell”
e utilizzi in ambito automotive
Lorenzo Sbaraini
Fonti rinnovabili:
incentivi al futuro
Marco Tabladini
ASAP SMF: il prodotto
come servizio “vitamina”
delle nuove sfide competitive
Associati sostenitori
di Brescia Ricerche
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MERAS
VALENTI
Soci sostenitori

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BRESCIA
ICERCHE
R
Gentile lettore,
Momenti Inn.Tec.
prosegue in questo numero la pubblicazione di contributi che hanno nel tema
‘Energia’ l’elemento di comune interesse, sia pur con angolazioni e approcci molto
diversi.
E’ superfluo sottolineare la valenza strategica di questa tematica e degli impatti
che sempre più prepotentemente continua ad avere sulla nostra vita. Impatti che
potrebbero costituire lo spunto per dare corpo alle iniziative di divulgazione e diffusione
dell’innovazione e della ricerca sul territorio che oggi rappresentano la
mission del Consorzio INN.TEC., in linea con gli obiettivi della sua compagine sociale
formata da più di 130 imprese che rappresentano la Comunità bresciana degli
Innovatori.
La strutturazione di queste iniziative di promozione dell’innovazione - che vedono
poi nel CSMT il soggetto deputato a coagulare anche gli interessi degli attori istituzionali
sensibili allo sviluppo tecnologico della nostra provincia - è certamente
un’operazione impegnativa, perché richiede un investimento in termini di sostegno
e in termini di apporto di idee; ma è l’unica che attribuisce valore e senso di
appartenenza ai nostri Consorziati.
Su questo filone di maggior sensibilizzazione relativamente a tematiche che potranno
offrire opportunità competitive per le nostre imprese, si articola lo sviluppo
futuro delle attività di INN.TEC., assegnando a Brescia Ricerche l’importante
ruolo di strumento di divulgazione tecnico-scientifica dell’innovazione.
Romano Miglietti

EDITORIALE 5
Editoriale
di Alberto Albertini
Leggo i titoli dell’agenda di un convegno in America: “Environment,
Safety, Energy, Cost Saving”, cioè “Ambiente, Sicurezza,
Energia, Riduzione dei costi”. Poi però basta visitare le loro
aziende manifatturiere e si scopre una notevole incuria, i macchinari
sono obsoleti e inadeguati. Le conseguenze di questo anomalo
“State of the industry” (altro titolo ricorrente per capire l’effettivo
stato di crisi più che del settore), sono gli sprechi economici ed
energetici, nonché il pericolo per gli operatori.
“Energia” è una parola magica che ricorre sulla bocca di tutti: pare addirittura
terapeutica quando si crede che basti nominarla per risolvere
tutti i problemi. Rimbalza ovunque, indifferentemente dalla
geografia e dal settore, indipendentemente dal fatto che sia seguita
da misure concrete. In Italia è spesso declinata in inglese per renderla
più incisiva. Non vorrei sostituirmi all’impertinente, ma spero
non si verifichi anche da noi la stessa situazione contraddittoria
americana: molta conversazione, ma minima azione. Mi ha stupito
leggere che in Italia c’è stata un’accelerazione improvvisa nell’impiego
delle energie alternative. Ad esempio nel fotovoltaico siamo
secondi solo alla Spagna. Come al solito ci adeguiamo per ultimi alle
norme europee, siamo restii ad accogliere una nuova regola o una
tecnologia innovativa, ma poi per fortuna acceleriamo come nessun
altro sa fare, recuperando in breve tempo le differenze e i ritardi. Lo
facciamo spesso senza un aiuto governativo, senza un vero incentivo,
appesantiti dalla burocrazia. Quando mi trovo in Germania - forse
la nazione con il maggiore sviluppo nelle tecnologie collegate alla
produzione o al risparmio di energia - mi rendo conto della nostra
reale arretratezza. Ma non parlo solo di tecnologia. Parlo anche di
come quel Paese ha saputo mutare le abitudini, i metodi costruttivi,
l’organizzazione generale, affinché tutto e tutti si muovano e lavorino
con un medesimo obiettivo. Serve dunque anche un cambio culturale,
soprattutto nel nostro Paese dove la parola energia per ora è
molto impiegata negli spot delle tariffe, o come sinonimo di vitalità,
il sintomo di una giovinezza eterna che inseguono tutti a qualsiasi
età. Si parla ancora poco di attenzione alla natura, di tutela del territorio.
Non c’è un’analisi complessiva, una strategia più ampia, un
“padre di famiglia” che risolva i contrasti e stabilisca alcune regole,
anche se non potranno soddisfare tutti. Prevale l’euforia e il delirio
del fare, del produrre e del costruire. “Stiamo costruendo il futuro” è
il motto contemporaneo più diffuso. Sì, ma quale? Non a caso la parola
“cultura” viene dal verbo latino “colere”, coltivare. Nel film Matrix
gli umani sono fonte di energia elettrica per le macchine, ogni corpo
è una piccola pila mantenuta in vita artificialmente per dare energia
alle macchine che hanno preso il controllo di un mondo apocalittico,
perennemente oscurato e inquinato. Oggi la Terra è Terra di nessuno,
➙

6 Brescia ricerche 67/09
Ho letto che energia è sinonimo di libertà e che la liberalizzazione dell'energia mi avrebbe
concesso una maggiore libertà di scelta, ma non sono riuscito a scegliere liberamente un
nuovo fornitore che mi mettesse in condizione di risparmiare sul costo dell'energia;
l'economia del Paese è ancora poco competitiva, perché il costo dell'energia è
quattro/cinque volte superiore a quello di altre nazioni europee ed anche dieci/venti volte
più alto di quello di altri "competitor", ma il Governo ha detto che sta provvedendo e, con
l'avvento del nucleare, dal 2014 potremo cominciare a risparmiare.
Nel frattempo, visto che il prezzo di un barile di petrolio è meno della metà di quanto
fosse l'anno scorso, portiamo pazienza e teniamo duro; siamo davvero fortunati a vivere
in Italia ed i nostri partner in questo settore ci daranno sicuramente una mano.
L' Enel ci dice che sostiene i campionati mondiali di nuoto ed il concerto allo Stadio Olimpico
di Tiziano Ferro ed ho saputo che riesce finalmente a ricavare energia elettrica
dall'idrogeno; d'altro canto l'Eni, che non è da meno in tema di sponsorizzazioni di grandi
eventi come la mostra di Tiziano e del Tintoretto a Venezia, ci fa sapere che il suo
amministratore sta firmando importanti accordi che permettono al nostro sistema Paese di
avere scorte di gas e metano per molti anni. Edison, intanto, prepara una tessera
personalizzata con la quale possiamo comperare gasolio, energia elettrica, metano e tante
altre belle cose con uno sconto del 20% e prezzi bloccati per i prossimi ventiquattro mesi.
Quasi quasi penso che essere amico di queste grandi aziende ci farà risparmiare anche
sui costi del pieno di benzina e sulla ricarica del telefonino; poi mi accorgo che, sebbene il
momento economico non sia tra i più rosei, le performance in borsa di Enel, Eni ed Edison
hanno degli aumenti che vanno dal +8,44% nell'ultimo mese al +65,89% dell'ultimo
semestre. Nel frattempo, la nostre bollette sono un onere sempre più insostenibile….
Che faccio? Glielo dico ad Enel, Eni ed Edison che non mi sento né libero né tutelato?
L’Impertinente
è la grande pila dalla quale succhiare energia senza sosta, incuranti
degli effetti nel breve e soprattutto nel lungo termine. Consiglio una
lettura terapeutica a tutti gli operatori del settore energia: “Giardini”
di Robert Pogue Harrison (Fazi Editore). Una lezione filosofica
perché “nessuna rivoluzione potrà accelerare i tempi della germinazione
o far fiorire il lillà prima di maggio”: alla fine il giardiniere è
un saggio che dà più di quanto prenda (la medesima lezione dovrebbe
valere in amicizia, nel matrimonio, nell’educazione…), che si sottomette
alle leggi della natura, come raccomandavano gli antichi
Greci abitanti del Cosmo. Non pecca di hybris, non distrugge il giardino
terreno e mortale che abita, perché così facendo distruggerebbe
anche se stesso.

BORGY CORNER 7
Borgy Corner
di Angelo Borgese
Micro e nanoclusters
29 novembre 1991 la prestigiosa rivista scientifica internazionale
“Science” titolava un suo importante fascicolo: “Engineering a small
“Il
world”, riferendosi al settore delle nanoscienze e delle nanotecnologie.
Molto prima, nel 1959, il grande fisico e Premio Nobel Richard Feynmann, riferendosi
alle potenzialità della materia a dimensioni nanometriche, affermava:
“There is plenty of room at the bottom”, che tradotto in modo non letterale
vuol dire: “C’è un sacco di spazio là sotto”.
Con questa frase Feymann intendeva affermare, “mettere l’accento sulle
enormi potenzialità associate all’evoluzione verso sistemi e dispositivi di dimensioni
sempre più piccole”.
In quegli anni si era solo agli inizi degli studi e delle applicazioni di dispositivi
con dimensioni dell’ordine del “micron” ( 10-6 m) , nasceva la “microelettronica”,
mentre ora è in atto il “salto” successivo di ricerca e di applicazioni verso
il “nanometro” ( 10-9 m).
Oggi i termini “micro e nanoclusters” sono generalmente utilizzati per descrivere
aggregati di atomi che sono considerati troppo grandi per essere
definiti delle “molecole”, ma troppo piccoli per essere assimilati a porzioni
di cristalli; infatti, questi aggregati (“clusters”) non hanno la struttura tipica
della materia allo stato massivo (“bulk”), con dimensioni cioè dalla
decina di micron in su.
In effetti, si cominciò ad occuparsi di particelle con dimensioni dell’ordine delle
decine di nanometri piuttosto presto, attorno al 1860, periodo in cui nasceva
la chimica dei colloidi; tuttavia, come abbiamo detto, solo recentemente è
stato possibile compiere studi e ricerche su sistemi di tali dimensioni.
Il risultato di ciò è stata la scoperta di proprietà particolari che non sono riscontrabili
né in aggregati molecolari né in strutture ben più estese come
quelle in bulk.
Proprio per questo tali aggregati si sono imposti all’attenzione di diverse
discipline quali la fisica, l’ingegneria, la chimica, la biologia e altre ancora.
Parte della motivazione che conduce a studiare il “cluster” è l’esigenza di
comprendere come le proprietà fisiche evolvono passando da un atomo ad
una molecola ad un cluster ed, infine, alla materia allo stato massivo.
Oggi si possono evidenziare due tipi di effetti legati alle dimensioni di questi
aggregati: effetti intrinseci, dipendenti da specifici cambiamenti delle
proprietà legate alla dimensione dell’aggregato e alla sua geometria ed effetti
estrinseci, che riguardano le proprietà di superficie dovute al non più
trascurabile rapporto superficie/volume.
sintesi e caratterizzazione di cluster e nanostrutture con processi
assistiti da plasma
La sintesi di materiali e dispositivi basati su strutture nanometriche rappresenta
un obiettivo strategico di primario interesse per la scienza e la tecnologia
dei materiali. Se da un lato la realizzazione di dispositivi di dimensioni
nanoscopiche costituisce la naturale e necessaria evoluzione nel campo
della microelettronica, della sensoristica e della registrazione magnetica,
dall’altro la creazione di nuovi materiali a partire da precursori su scala
➙

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nanometrica sta aprendo nuove prospettive per applicazioni industriali,
biomediche ed ambientali.
Di particolare interesse per la microelettronica, l’ottica e la micromeccanica è
quella classe di oggetti denominata cluster, costituita da aggregati atomici
con un numero di componenti che va da qualche decina di atomi fino a qualche
migliaio. Oggetti di queste dimensioni presentano proprietà fisico-chimiche
del tutto peculiari dovute alla coesistenza di effetti classici e quantistici.
Un elenco delle applicazioni e degli sviluppi insiti nei nanomateriali richiederebbe
uno spazio molto ampio; in questa sede ci limiteremo ad elencare alcuni
degli esempi più significativi.
Proprietà elettroniche
Gli effetti di confinamento degli elettroni di valenza conferiscono ai nano aggregati
inusuali caratteristiche ottiche lineari e non lineari che li rendono
candidati ideali per lo sviluppo di componenti opto elettronici, emettitori di
luce, materiali fotosensibili non-lineari, interruttori ottici, fibre ottiche.
Proprietà magnetiche
Sistemi metallici con granulometria iperfine esibiscono una elevatissima magnetoresistenza;
ciò li rende interessanti per l’industria della registrazione
magnetica.
Catalisi
Nano particelle di semiconduttori, metalli ed ossidi possono essere utilizzati
per la realizzazione di catalizzatori, ceramiche e materiali compositi.
Nano aggregati di carbonio
Vastissimo interesse hanno suscitato i cluster di carbonio basati su strutture
chiuse tridimensionali indicati come fullereni (il capostipite di questa classe
di aggregati è l’ormai famoso C60). Essi costituiscono una forma allotropica
del carbonio diversa da grafite e diamante con proprietà elettroniche e strutturali
che li rendono particolarmente interessanti per una vastissima gamma
di applicazioni. I fullereni sono i prototipi di una classe di nano strutture basate
su singoli fogli grafitici dette “nano tubi” o “tubuleni”. Tali strutture sono
l’equivalente su scala nanoscopica delle fibre di carbonio. Tra le applicazioni
citeremo solo l’uso dei fullereni per la fabbricazione di batterie a stato solido
e superconduttori ad alta temperatura, e dei nano tubi come elementi per la
realizzazione di conduttori uni dimensionali, punte per microscopi a effetto
tunnel, nano antenne.
Un altro elemento di interesse è l’uso dei fullereni come precursori di nuovi
materiali a base di carbonio e di film “diamond-like”. Recentemente è stato
inoltre dimostrato come fullereni possano essere usati per la carburizzazione
di nano strutture e la creazione di micro componenti di Carburo di Silicio
(SiC) integrati su chip preesistenti.
Le tematiche di ricerca dipendono dal fatto che i meccanismi responsabili
della formazione di nano aggregati sono tuttora poco compresi. Ciò rappresenta
una severa limitazione allo sviluppo di tecnologie e materiali basati su
tali sistemi. La maggior parte delle tecniche usate per la produzione di cluster
fa ricorso alla produzione di un plasma dai materiali di cui si vogliono produrre
gli aggregati; la termalizzazione e la condensazione delle particelle viene
poi indotta con diversi sistemi (espansione adiabatica, mescolamento con
un gas di buffer, etc.). Diventa quindi di primaria importanza essere in grado
di controllare le condizioni del plasma di partenza, caratterizzarne le condi-
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zioni e mettere in relazione tali condizioni con i prodotti finali. Le tecniche
più utilizzate per la produzione di plasmi precursori di cluster sono la vaporizzazione
laser, in cui il materiale di interesse viene irraggiato con impulsi
laser di alta potenza, o la creazione di un arco tra due elettrodi del materiale
di cui si vogliono produrre gli aggregati. Nelle moderne tecnologie di fabbricazione
di film inorganici sottili e nano strutture, l’attivazione delle molecole,
oltre che per via termica, può anche essere effettuata mediante plasmi debolmente
ionizzati; tale procedimento prende il nome di deposizione chimica in
fase di vapore assistita dal plasma (PACVD). Usualmente la scarica viene
prodotta utilizzando linee di trasmissione a radiofrequenza o microonde terminate
con opportuni sistemi di antenne. La PACVD costituisce una metodologia
per la produzione di un elevato numero di materiali, quali il nitruro e
l’ossido di silicio, che vengono usati come indurenti o isolanti. Tali materiali
possono essere prodotti sia come film sottili che come aggregati.
Materiali a base di carbonio di grande interesse industriale possono essere
sintetizzati a partire da un plasma di tipo “glow dicharge” attraverso la frammentazione
di idrocarburi a basso peso molecolare come il metano e l’acetilene.
Anche la produzione di dimeri C2 dalla frammentazione di C50 con la
formazione di film di diamanti può essere condotta e controllata in un plasma
di Ar/H2/C60.
Processi metallurgici
Nel campo dei materiali metallici sono stati prodotti materiali finalizzati ad usi
precisi e specifici che per le loro caratteristiche (ad es. di resistenza meccanica
ad elevata temperatura, di resistenza alla corrosione, del loro comportamento
funzionale in determinati campi
ben definiti) hanno raggiunto
prestazioni di tutto rispetto. Peraltro,
molto spesso si verifica il
fatto che ad un alto valore tecnologico
del bulk dei materiali
non corrisponda un analogo favorevole
comportamento rispetto
all’interfaccia con l’esterno,
come ad esempio:
• la resistenza meccanica dei
materiali per applicazioni ad
elevata temperatura non può
essere sfruttata appieno a mo-
tivo della scarsa compatibilità
con le condizioni esterne;
Nanocluster di oro
• alcune applicazioni biomediche non possono essere fatte in quanto il contenuto
di certi elementi presenti nei materiali non è tollerabile per particolari
tipi di protesi;
• la resistenza meccanica di molti materiali, necessaria per applicazioni in
ambiente fortemente aggressivo, non permette il loro impiego a causa del
comportamento chimico nei confronti dell’ambiente circostante.
Anche in questo caso va evidenziato il nuovissimo campo delle nanoparticelle
e delle nanofasi prodotte con tecnologia al plasma; materiali prodotti da queste
basi avrebbero uno sviluppo incredibile se fosse possibile una loro produzione
economicamente valida. Di seguito alcuni esempi esplicativi.
- Realizzazione di “coating” antiusura
Le possibili applicazioni spaziano dai componenti meccanici alle protesi biomedicali.
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La deposizione di strati ad elevata durezza, e in alcuni casi con basso attrito, è
ideale per particolari applicazioni in cui l’usura di parti meccaniche è critica.
- Realizzazione di coating compatibili con l’ambiente esterno
Deposizioni di materiali refrattari su metalli possono far crescere la vita dei
componenti metallici a valori impensabili per i componenti in se stessi. Alcuni
tipi di rivestimenti conferiscono al materiale la proprietà di renderlo compatibile
con determinati ambienti. A titolo di esempio: certe protesi in leghe
NiTi a memoria di forma non possono essere applicate in quanto il contenuto
di nichel viene giudicato pericoloso per la salute; un rivestimento opportunamente
studiato potrebbe ovviare a tale inconveniente.
- Realizzazione di componenti meccanici
Il plasma può essere impiegato per la produzione di nanoparticelle dedicate
alla produzione industriale di strutture meccaniche mediante il semplice processo
di formatura di polveri nanometriche senza dover ricorrere al doppio
processo di sinterizzazione e coniatura. Anche nel caso di materiali ceramici
o refrattari la loro sintesi, condotta in plasmi termici, è una tecnologia emergente
per la produzione di polveri ultra fini e ultra pure per i processi di sinterizzazione
in assenza di pressione. In particolare, le tecniche di produzione
di polveri fini e di sinterizzazione senza pressione di ceramiche iperpure potranno
generare rilevanti progressi nella produzione dei nuovi materiali superconduttori
ad alta temperatura.
Le necessità più urgenti risiedono nello sviluppo, nell’analisi, negli apparati
diagnostici e nella progettazione di un semplice reattore adatto per la sintesi
di polveri fini refrattarie di carburi, nitruri e ossidi metallici. La novità dei
metodi, in parecchi casi, non ha ancora permesso di conoscere i limiti di tali
tecnologie, ma si può affermare che ci si aspetta una nuova classe di materiali
con caratteristiche eccezionali, impossibili da produrre attualmente.
Materiali organici
Il plasma offre anche nuove opportunità per la sintesi di materiali impossibili
da produrre in reattori chimici convenzionali e che possono, invece, essere
sintetizzati in un unico passaggio e deposti già nella forma di utilizzo finale,
eliminando in tal modo diversi passaggi successivi di trattamento.
Un esempio di quanto esposto è rappresentato dalla polimerizzazione in ambiente
di plasma. Infatti, in particolari condizioni, molecole monomeriche introdotte
in un plasma possono polimerizzare con la produzione di polimeri
che hanno caratteristiche non producibili nei convenzionali processi di polimerizzazione.
Tale tipo di polimerizzazione può produrre sostanze in forma di
film sottili molto utili in applicazioni quali il coating di altri materiali, la costruzione
di multistrati per i nastri da registrazione, etc. Nell’area biomedica
tale tecnica permetterà un ulteriore progresso nella ricopertura, con polimeri
biocompatibili, di protesi, di parti impiantabili, di diagnostiche medicali.
Le diagnostiche per tali tipi di plasma consistono nella spettroscopia di emissione,
nell’anemometria laser-Doppler, nella spettroscopia di fluorescenza indotta
da laser e nella fotografia ad alta velocità. Le polveri refrattarie possono
essere analizzate usando microscopia elettronica, diffrazione a raggi X, BET e
spettroscopia Auger.
Dovrebbe essere inoltre sviluppata una modellistica per l’arco plasma, per il
plasma-jet così come per i reattori a plasma a radiofrequenza; un’altra parte
di modelli andrebbe sviluppata relativamente all’iniezione di particelle, al loro
moto, riscaldamento, fusione e alle loro evaporazione nel plasma tenendo
conto delle possibili reazioni chimiche, del brusco raffreddamento (quenching)
e della formazione di prodotti finali”.

BRESCIA-MILANO: 52 MINUTI 11
Brescia-Milano:
52 minuti
di Alessandro Marini
Ho lavorato tutta la vita nei servizi, ma ho sempre amato il truciolo.
Un’affermazione un pò sibillina, dite voi? Me ne rendo conto e voglio
spiegarmi…
Da ingegnere meccanico quale sono provo nostalgia per il progetto e la costruzione
di qualcosa di fisico. Una nostalgia dovuta al mio DNA bresciano,
basata sul “fare” e sul “costruire” qualcosa che si possa guardare, toccare,
annusare; un’attitudine radicata, che fa parte del nostro patrimonio
genetico.
Da qui nasce la voglia di fare impresa della gente bresciana, che in questo
momento di riflessione sull’economia mondiale rappresenta il punto di appoggio
del nostro sviluppo territoriale. Come ha scritto di recente Marco
Fortis*, l’Italia, nonostante sia bistrattata in tutte le classifiche economiche,
è sempre al secondo posto in Europa per tutto quanto riguarda l’economia
reale, quella dell’agricoltura e dell’impresa. Quella cioè che produce veramente
la ricchezza di un Paese, creandola dalle materie prime e con il lavoro
e non solo trasformandola da una natura all’altra. Ed ecco che automaticamente
torniamo al concetto che ha fatto da tema al precedente numero della
rivista e che in questa seconda puntata verrà ulteriormente approfondito: il
legame fra lavoro ed energia. Abbiamo presentato casi aziendali importanti,
all’avanguardia, sintomatici dell’alleanza tra energia e impresa sul territorio
bresciano. Ma parlando di energia e territorio locale ci è sembrato doveroso
rendere in qualche modo omaggio ad ASM, un’impresa che ha occupato un
ruolo importante nella crescita della nostra economia territoriale e di cui ripercorriamo
la storia, raccontando al contempo anche la storia degli uomini
che attraverso geniali intuizioni, tenacia e soprattutto lavoro durissimo,
hanno contribuito a costruirla: Alfredo Giarratana, Bruno Boni, Gianfranco
Rossi e soprattutto Renzo Capra.
Un innovatore prodigioso, quest’ultimo, che ha saputo trasformare le idee
visionarie di Gianfranco Rossi in realtà, prendendo il coraggio a due mani e
portando avanti una sfida meravigliosa a costo di scavare per decenni nella
città, affrontando il malumore dei cittadini, pur di realizzarla. Ha poi consolidato
il successo in un’impresa che ha creato ricchezza vera nella città, sublimando
quell’associazione con l’impresa energivora dei materiali che è la
più diffusa sul nostro territorio.
Nel momento in cui Brescia perde la sua figlia più bella dandola in sposa ad
un principe straniero è importante mettere un punto fermo sulla storia di
ASM e soprattutto su quella di questi ultimi formidabili 30 anni. Gli errori
che ci sono stati – e che probabilmente hanno creato le basi per lo spostamento
dei centri decisionali nel capoluogo lombardo – sono anche figli di
un modo di operare risoluto che ha permesso la creazione del valore e che
ha fatto di ASM l’impresa che tutto il mondo ci ha invidiato.
Valore oggi in mano, di fatto, ai cugini milanesi. Poco male. Perché nella sfida
globale dei territori la partita la giochiamo nella stessa squadra.
➙

12 Brescia ricerche 67/09
Brescia-Milano:
52 minuti
Tuttavia un po’ duole non poter più contare tra le “nostre” un modello eccellente
d’impresa vissuto come servizio al territorio. Il passaggio “ad maiora”
della nostra ASM lascia sicuramente uno spazio, direi un buco, un vuoto
nell’alleanza per lo sviluppo economico sul territorio, che dovrà essere colmato
da chi saprà raccogliere le istanze delle imprese e capire a fondo i loro
bisogni.
Noi come Brescia Ricerche cercheremo di fare la nostra parte: dal prossimo
numero avremo una nuova rubrica fissa dedicata ad energia e territorio che
ci permetterà di continuare il dialogo iniziato con questi due numeri speciali
per divulgare e diffondere temi scientifici, tecnologici ed economici inerenti
il mondo dell’energia, per creare una finestra su un settore in tumultuosa
evoluzione.
Chiudo segnalando un altro “figlio” della nostra Brescia che sta lanciando
un’iniziativa di ampio respiro su scala internazionale. Stefano Rabolli Pansera,
giovane architetto bresciano ormai di casa a Londra, docente presso la
prestigiosa scuola della Architectural Association, si è trovato a ragionare
sul tema della forma e dell’energia: secondo lui gli architetti hanno per troppo
tempo lasciato agli ingegneri il dominio della tematica energetica nell’ambito
delle costruzioni e delle opere civili. Il risultato è che il tema energetico
gestito dagli ingegneri ha dato origine a realizzazione estremamente
funzionali, ma sicuramente non belle.
Muovendo da questi pensieri Rabolli Pansera ha ideato un progetto affascinante
che, con il patrocinio della Architectural Association e della Biennale
di Venezia, vuole riannodare i fili tra forma ed energia, nella ricerca di un
nuovo paradigma tra energia, arte e architettura.
Nell’articolo all’interno della rivista abbiamo voluto dare spazio a questo
nuovo modo di vedere il tema energetico, che sviluppa una innovativa interazione
tra scienza, forma e funzione.
Terremo d’occhio questo esercizio e daremo ancora spazio all’architetto Rabolli
Pansera nei prossimi numeri, per i futuri aggiornamenti del caso. Anche per
non dimenticare che non c’è limite agli orizzonti che si vogliono scoprire.
* (Sole 24 ore, 11 giugno 2009)

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14 Brescia ricerche 67/09
La storia dell’Azienda Servizi Municipalizzati di Brescia, attualmente
confluita in A2A, è intimamente connessa a quella
della capacità progettuale e realizzativa delle classi dirigenti
locali, che oggi appare, a dire il vero, appannata. Capacità progettuale
e realizzativa delle quali l’ASM è stata, spesso, elemento
di eccellenza. Ci sono, in particolare, due periodi nei
quali questa attitudine si è esplicata: la fine dell’Ottocento e
quella della ricostruzione e poi del boom economico successivo
alla seconda guerra mondiale. Si tratta di due momenti storici
nei quali gli uomini che hanno governato Brescia hanno
espresso la capacità di accettare le sfide del futuro.
L’era del liberale e massone Zanardelli:
nasce l’ASM
Il primo riferimento è agli anni del primo periodo unitario,
quando a Brescia governava Giuseppe Zanardelli. Nel primo
decennio unitario il Comune fu retto dai liberali moderati e
successivamente, dal 1870 e per circa 25 anni, dagli zanardelliani,
che seppero governare alleandosi con garibaldini e radicali.
In quegli anni Brescia si allargò, inglobando Mompiano,
San Bartolomeo, Sant’Alessandro, San Nazaro. Venne approvato
un nuovo piano regolatore per l’esterno della città, che
diede luogo a una ridefinizione del territorio. In quegli anni si
assistette ad un grande sforzo per l’istruzione: nel 1888, a soli
11 anni dall’introduzione della scuola elementare obbligatoria
e gratuita per tre anni, in città e in provincia erano attive 1.183
scuole con 48 mila allievi, pari all’85% dei fanciulli in età dell’obbligo.
Brescia passava dall’essere una realtà agricola all’industria.
Nell’ultimo ventennio del secolo l’industria bresciana
decollò e qui si vede la capacità progettuale e di governo delle
classi dirigenti, accompagnata da grandi opere infrastrutturali.
Siamo negli anni in cui si elettrifica la città e si costruiscono le
tramvie tra Brescia, Orzinuovi, Gargnano, Tavernole, Idro. Nel
1883 viene costruita la linea ferroviaria Brescia-Parma e nel
frattempo, con il completamento del tratto tra Rovato e Treviglio,
Brescia viene collegata a Milano senza passare per Bergamo.
Nel 1885 parte la linea ferroviaria Brescia-Iseo, costruita
in soli due anni e poi, subito dopo, viene realizzata la Iseo-Ro-
ASM,
strumento di sviluppo
Silvano Danesi
vato. In provincia, in pochi anni, si contano 179 chilometri di
ferrovia in attività. Nel 1890 l’industria bresciana conta 23 mila
occupati. Nel 1907, sul finire dell’era zanardelliana (Giuseppe
Zanardelli muore nel 1903), Brescia sceglie, con referendum
popolari, di municipalizzare le tramvie e l’energia elettrica.
Nel 1908 nasce l’Azienda Servizi Municipalizzati.
L’era Boni: l’ASM accompagna
ricostruzione e crescita
Veniamo al secondo dei periodi citati: il dopoguerra. E’
qui che nasce la Brescia del ferro e dell’acciaio. La tradizione
della meccanica ha radici più antiche, come quella
del tessile.
Alla fine del conflitto bellico Brescia dovette fare i conti con
una distruzione consistente del suo patrimonio abitativo. Nel
solo capoluogo mancavano all’appello 600 fabbricati, mentre
1.500 erano gravemente danneggiati e 4 mila erano intaccati
in forma lieve dai bombardamenti. Le famiglie che chiedevano
assistenza erano 7 mila, per un totale di 28 mila persone. A
questo quadro desolante deve aggiungersi quello della disoccupazione,
che nell’immediato dopoguerra crebbe in modo
esponenziale. I disoccupati risultavano 35.100 nel 1945, dei
quali ben 30 mila dell’industria; nel 1946 erano saliti a 36.189,
nel 1947 a 41.345 e nel 1948 raggiungevano la cifra di 63.009.
La disoccupazione raggiunse la sua punta massima nel 1949,
quando i senza lavoro iscritti all’ufficio di collocamento raggiunsero
quota 71.489 unità. Gran parte dei disoccupati dell’industria
veniva dal settore metalmeccanico, che sentiva i
contraccolpi della fine della guerra, dopo aver subito un’espansione
forzata dal 1938 in avanti. Un dato dà il senso di
quanto grande fosse stato il boom dovuto agli eventi bellici: il
numero degli addetti delle dodici maggiori aziende per la lavorazione
delle armi era passato, dal 1938 al 1945, da 8.258 a
28.350 unità, mentre gli addetti complessivi all’industria erano
arrivati nel 1945 a 130 mila. La riduzione degli occupati fu
altrettanto consistente del rapido aumento degli stessi, con la
perdita di circa 40-50 mila posti di lavoro. Si poneva, allora,
un immenso problema di riconversione. Gli anni Cinquanta
➙

ASM, STRUMENTO DI SVILUPPO 15
furono, pertanto, un decennio volto alla ricostruzione e un periodo
di grandi trasformazioni. Nell’edilizia prevalse la ricostruzione,
nelle aziende la riconversione e l’ammodernamento,
nelle campagne una razionalizzazione che indusse migliaia di
braccianti ad inurbarsi e a diventare, da villici e contadini, cittadini
e operai. Nel corso del decennio la città e la provincia
mutarono profondamente. Nell’immediata periferia cittadina,
per accogliere i molti immigrati dalla campagna, sorsero i
quartieri nuovi, che si chiamarono Lamarmora, Primo Maggio.
Padre Marcolini edificò i suoi “villaggi”. A S. Bartolomeo
sorsero le case per i profughi dalmati. La rete filoviaria si estese,
collegando i nuovi agglomerati urbani. La città sanò le sue
ferite e aprì il dibattito sul nuovo piano regolatore. Questo il
quadro. Qui c’è Bruno Boni. Qui c’è una stagione politica singolare.
Lo sviluppo del secondo dopoguerra fu, come nel periodo
zanardelliano, accompagnato da grandi intuizioni, progettazioni,
realizzazioni e tra queste, in primo luogo, la creazione,
si può dire la rifondazione, dell’ASM, per dare l’energia
sufficiente alle piccole e medie aziende che avevano ripreso a
marciare e alla città che si espandeva. L’Azienda decise di costruire,
alla fine del 1957, la centrale elettrica di Cassano d’Adda,
ma a pensare un’azienda autoproduttrice furono Bruno
Boni, Libero Dordoni e l’ingegner Giovanni Rosani, direttore
generale dal 1951. L’iniziativa non fu di facile avvio, in considerazione
della presenza della Società Elettrica Bresciana, che
gestiva gran parte delle utenze sul territorio e con la quale i
rapporti erano da qualche tempo tesi. Nel 1950 le utenze risultavano
essere aumentate, rispetto a cinque anni prima, del
78% e i rapporti tra le due società furono regolamentati, dal
1946 al 1951, da convenzioni provvisorie. Nel 1955, dopo anni
di braccio di ferro sui carichi di fornitura, la SEB aveva chiamato
in giudizio l’ASM, chiedendo il risarcimento dei danni
subiti a causa dell’eccesso di prelievi. La comunità bresciana, e
in particolare la Municipalizzata, non poterono più eludere il
problema di garantire alla città ed al suo sviluppo l’autosufficienza
e nel 1957 si cominciò a discutere con l’AEM, l’Azienda
Elettrica Milanese, la costruzione di Cassano D’Adda. Va notato
in proposito, senza entrare nei particolari della lunga
vertenza con la SEB, che quando si costruì nel 1961 la centrale
di Cassano D’Adda, in Italia si stava discutendo di nazionalizzazione,
secondo un’impostazione che il 6 dicembre del
1962 portò all’istituzione dell’ENEL. Brescia, con la sua strategia
di alleanze, remava controcorrente, ma l’impostazione di
Boni, Dordoni e Rosani si mostrò alla lunga vincente. Progettualità,
dunque, ma anche coraggio di essere una voce fuori
dal coro.
La capacità di non essere autarchici
e di attrarre intelligenze
Bruno Boni, che spesso la cronaca ha dipinto come uomo della
brescianità, sindaco autarchico, governatore delle Gallie, alieno
ai richiami della Capitale, mostrò, al contrario, la sua capacità
di grande apertura chiedendo a Libero Dordoni, presidente della
Municipalizzata, di trovare sul mercato delle competenze un
uomo capace di fare dell’azienda lo strumento adatto allo sviluppo
della città e della provincia. Dordoni trovò Gianfranco
Rossi, che arrivò a Brescia nel giugno del 1960, in un quadro
economico e sociale in rapida evoluzione. La fase della ricostruzione
era finita. I bollettini della Camera di Commercio scrivevano
di un afflusso abbondante e regolare delle materie prime e
semilavorate e di normale disponibilità di forze energetiche a
prezzi generalmente invariati, nonché di un vivace ritmo lavorativo
delle aziende trasformatrici e in particolare nell’edilizia.
Brescia aveva dovuto affrontare problemi di riconversione industriale
di dimensioni maggiori di ogni altra zona simile, ma
lo sviluppo industriale bresciano si era dimostrato assai vivace.
Il processo di diffusione dell’industria nella Bassa Bresciana,
zona fino ad allora prevalentemente agricola, fu notevole, con
l’effetto, non secondario, di un riequilibrio del territorio e di un
freno all’esodo della manodopera che, per le sue proporzioni
(10 mila persone in 10 anni) stava mettendo a rischio l’assetto
di intere aree della provincia. Bruno Boni, in un intervento sul
Giornale di Brescia datato 21 aprile 1963, dipingeva l’andamento
economico della provincia, come un “meraviglioso sforzo
produttivo”. Il quadro che veniva presentato era dunque di
grande dinamicità, ma aveva modificato radicalmente gli assetti
socio-economici della realtà provinciale ed aveva causato
sconvolgimenti di grande portata nella vita di migliaia di persone.
Per dare una risposta all’inurbamento di una massa consistente
di lavoratori, l’attività edilizia assunse caratteri di particolare
dinamicità. Dal 1956 all’agosto del 1960 privati, cooperative
ed enti pubblici costruirono in città complessivamente
44.482 vani utili di abitazione. Un contributo essenziale al raggiungimento
di uno standard abitativo che desse soddisfazione
alla fame di case indotta dai danni della guerra, dallo sviluppo
economico e dallo spostamento di masse ingenti di lavoratori
dalle campagne verso i centri urbani, lo diede l’iniziativa di padre
Ottorino Marcolini, che con la sua cooperativa “La Famiglia”,
nata nel 1954, in pochi anni costruì villaggi attorno alla
città e in alcuni centri della provincia. Se l’edilizia rappresenta
negli anni Cinquanta e nei primi anni Sessanta uno dei settori
più dinamici, non di meno si può dire di gran parte dei comparti
dell’economia provinciale. La gamma delle produzioni offerte
era ampia. Si andava dalle industrie estrattive (minerali di
ferro, fluorina, marmo) alle industrie alimentari (casearia, molitoria,
enologica). Uno dei comparti storici era rappresentato
dalle industrie tessili (filati di lana, di cotone e di seta, tessuti di
lana e di cotone, calze, coperte, feltri per cartiere). Le cartiere
nel 1957 producevano 640 mila quintali di carta e cartone. Una
presenza considerevole facevano registrare anche l’industria
della trasformazione dei minerali non metallici (cemento, calce,
laterizi) e l’industria elettrica, che nel 1957 produsse 1.123 milioni
di Kwh. La colonna portante dell’industria locale era rappresentata
dall’industria metallurgica e meccanica. Un dato
tuttavia, ben più degli altri, dà l’idea della profondissima trasformazione
avvenuta in quegli anni: tra il 1951 e il 1961 il reddito
pro capite ebbe un incremento del 91%.
Lo sviluppo affiancato dalle grandi opere
Anche in questo caso, come alla fine dell’Ottocento, lo sviluppo
fu accompagnato da grandi opere. I collegamenti diventarono
più efficienti. Venne raddoppiata l’autostrada Brescia-
➙

16 Brescia ricerche 67/09
Bergamo, entrò in funzione la Serenissima, che collegò la realtà
bresciana con il Veneto, e fu finanziata dall’Anas la tangenziale
a sud della città. In un quadro di grande espansione produttiva
e di travolgente dinamismo sociale, alla compagine
amministrativa che guidava la città si pose il problema di adeguare
gli strumenti a disposizione. I Servizi Municipalizzati
erano un’azienda artigianale, a misura della città anteguerra:
un’azienda sempre gestita al meglio, cresciuta di pari passo
con le esigenze, con uno staff manageriale familiare. I rapporti
con la città erano di vicinato. Le filovie che avevano soppiantato
i vecchi tram non avevano ancora da fare i conti con il boom
dell’automobile, sopravvenuto in parallelo allo sviluppo economico.
Il gas aveva già rubato terreno alle forme tradizionali di
riscaldamento, ma i metodi di produzione erano antiquati.
Dopo la guerra il gasometro era stato ricostruito e rimodernato
e dal 1952 il consiglio comunale aveva deciso la metanizzazione
della città: Brescia fu tra le prime, insieme a Cremona,
Piacenza e Lodi, ad utilizzarlo. Il metano mise in pensione il
gas, ma l’espansione della città, la costruzione dei villaggi
Marcolini, l’inurbamento di migliaia di operai provenienti dalle
campagne avevano costretto i Servizi Municipalizzati ad
estendere la rete. La metanizzazione, in ogni caso, aveva marciato
a ritmi serrati, pulendo i cieli della città. La centrale di
Cassano D’Adda era ormai una decisione presa, così come
l’autoproduzione. Ora si trattava di prendere una società che
aveva fatto il suo dovere e di metterla al passo dei tempi: un
passo di corsa, a tratti un galoppo.
Gianfranco Rossi, un manager per la città
La vecchia impostazione artigianale non bastava più. Bruno
Boni e Libero Dordoni giunsero pertanto alla decisione di
andare a cercare, come si direbbe oggi “sul mercato”, un ma-
nager che avesse esperienza, cultura, apertura al nuovo, visione
internazionale; ovvero, doti capaci di immettere nuova
linfa nell’azienda comunale. Gianfranco Rossi, nato a Bologna
il 15 giugno 1916, laureato in ingegneria, libero docente
di costruzioni idrauliche all’Università di Bologna, funzionario
al Comune di Bologna dal 1947 al 1949 e dirigente tecnico
dell’Azienda municipalizzata del gas e dell’acqua di Bologna
dal 1948 al 1959, aveva tutte le caratteristiche per rivestire il
ruolo che i due amministratori bresciani gli volevano assegnare.
In più, e non è poco, Rossi era un uomo dalla spiccata
intelligenza, dotato di una cultura eclettica, pignolo al punto
giusto e, soprattutto, capace di senso della misura. Cocciuto
nel perseguire gli obiettivi, preciso fino allo sfinimento nel
cercare le soluzioni migliori, aveva la capacità di mettere in
campo tutte le forze necessarie per vincere, ma non per stravincere
o per farsi indebolire in estenuanti guerre di posizione.
Al suo arrivo chi lo ebbe al fianco si rese subito conto che
era uomo puntiglioso nel difendere le sue posizioni, ma anche
capace di mediazioni, incline a ricercare sempre un punto
di accordo. Con i sindacati conduceva lunghe ed estenuanti
trattative, facendo le ore piccole a cui era abituato, essendo
un animale notturno. Alla fine, però, prevaleva sempre l’intesa.
Così fu anche per i contenziosi che l’azienda aveva
aperti con altre società e con il fisco. In poco tempo Rossi riportò
tutto in ordine, eliminando le croste del passato e lucidando
la macchina aziendale. Nell’azienda immise uno stile
nuovo, trasformando lo staff dirigente, “procedurizzando” le
operazioni, mutando l’approccio con i problemi e con la città
da artigianale e familiare, in manageriale ed aziendale. In
pochi anni anche l’operatività cambiò decisamente marcia.
Nel 1961 era entrata in funzione la centrale termoelettrica di
Cassano D’Adda e nel 1962 venne inaugurata una nuova sottostazione
a Est, in via Lucio Fiorentini, che completava l’anello
intorno alla città per la fornitura di energia elettrica. La
➙

ASM, STRUMENTO DI SVILUPPO 17
città andava, nel frattempo, illuminandosi “a giorno”, con
nuovi metodi che rendevano più sicura la percorrenza notturna.
Nel 1962, per evitare di essere soggetti alle multe che
l’ENI imponeva alle aziende distributrici del gas quando superavano
i quantitativi concordati, Rossi fece realizzare un
impianto di aria propanata, che consentiva, come si dice in
gergo, di “tagliare le punte”, ossia di inserire gas in rete in
aggiunta al metano quando i consumi erano eccessivi rispetto
alle normali forniture. Per la città e per i Servizi Municipalizzati
questo impianto significò maggiore autonomia, un
accresciuto potere contrattuale e un indubbio risparmio.
Sempre nel 1962, sulla via maestra tracciata dall’alleanza con
l’AEM, Brescia registrò l’accoglimento dei suoi progetti in
campo energetico con l’autorizzazione, firmata dal ministro
Colombo, a costruire in collaborazione con Verona e Vicenza
(poi ritiratasi) una nuova centrale elettrica a Salionze. La
nuova pelle dell’azienda, ormai definita in termini manageriali,
acquistò visibilità anche fisica con l’inaugurazione, il 7
aprile 1963, della nuova sede dei reparti tecnici ed operativi.
Nello stesso anno vennero sperimentati nuovi tubi in plastica
per la rete del metano e si diede inizio ai lavori di costruzione,
in via San Donino, a nord della città, di un nuovo deposito
per le filovie e i bus. Il vecchio deposito di via Donegani
era ormai insufficiente e si apprestava ad andare in pensione,
come molti dei suoi ospiti. In poco tempo, infatti, i
vecchi filobus vennero soppiantati. Il deposito di via San Donino
venne completato in un anno e solo tre anni dopo, nel
1967, l’ultimo filobus in servizio, dopo trentacinque anni di
attività filoviaria, si avviava all’ultimo viaggio. Dal 1960 al
1964 la rete del gas acquisì 11 mila nuove utenze e nello stesso
periodo vennero posati 80 chilometri di nuove tubature.
Gli acquedotti servirono, nello stesso periodo, 3 mila utenti
in più, con la posa di 65 chilometri di rete. Le autofilovie
avevano raggiunto 20 linee, con 87 vetture in servizio giornaliero.
L’opera di Rossi appariva ormai come uno sforzo costante
di innovazione e di adeguamento, che dava i suoi frutti
in modo visibile. L’Azienda gestiva il servizio dell’acqua,
quello del gas, quello dell’energia elettrica e i trasporti. Nel
1966 entrò in funzione la nuova centrale di Salionze, che sarebbe
stata inaugurata ufficialmente nel luglio del 1968 dal
ministro Giulio Andreotti, che ne aveva appoggiato la costruzione,
in sintonia con le linee d’azione di Boni, di Dordoni e
di Rossi. L’elettrodotto Salionze-Brescia fu messo sotto tensione
a 130 mila volt nel 1966. L’Azienda, nel frattempo, si
era andata informatizzando e la sua acclarata strutturazione
manageriale venne premiata per la migliore relazione al bilancio.
Una nuova filosofia organizzativa
per i servizi pubblici
Rossi rappresentò un’immissione benefica di capacità dirigenziale,
tecnica, progettuale.
In quegli anni c’era anche la voglia di guardare lontano, di capire
il nuovo che maturava altrove. Rossi, negli anni della sua
permanenza a Brescia, non aveva mai smesso di progettare, di
studiare, di avviare nuove idee sui binari della sperimentazio-
ne. Uomo di ampie vedute, dalle frequentazioni internazionali
intense, il direttore dell’Azienda aveva messo nel cassetto una
notevole quantità di progetti, ma soprattutto aveva elaborato
l’idea di fondo, il filo conduttore sul quale si sarebbe mossa l’azienda
negli anni a venire. Meglio di lui stesso nessuno può
rendere l’idea di questa impostazione di fondo. A Mosca, dove
tenne la relazione alla VII Conferenza mondiale dell’energia
nell’agosto 1968, Rossi disse: “Necessita concepire in forma
decisamente diversa la strutturazione tecnico-funzionale dei
servizi pubblici, facendo largo impiego dei moderni concetti di
produttività, di dimensione ottimale, d’organizzazione orizzontale,
che hanno recentemente dato, e stanno dando, tanti
copiosi frutti nel mondo dell’industria moderna. Soprattutto
l’organizzazione orizzontale rappresenta un elemento nuovo
nel settore dei pubblici servizi e costituisce una grande promessa
per il contenimento dei costi. La produzione, il trasporto
e la distribuzione dell’energia elettrica, del gas combustibile
e dell’acqua potabile, la raccolta e l’incenerimento dei rifiuti
solidi urbani, la distribuzione del calore in interi quartieri cittadini
per uso riscaldamento civile o a zone industriali, se esaminati
nelle diverse fasi operative, presentano funzioni tra loro
simili o complementari che consentono, in un esercizio congiunto,
la possibilità di elevare notevolmente i rendimenti
energetici, di sfruttare più razionalmente gli eventuali sottoprodotti,
di elevare l’indice di utilizzazione della mano d’opera,
sempre più costosa per l’evolversi del progresso sociale, e di
eliminare infine i doppioni con i conseguenti sprechi di mano
d’opera, di mezzi tecnici e di denaro. Il principio dell’organizzazione
orizzontale, in rapporto alla natura delle funzioni e dei
momenti operativi effettivamente necessari sull’intiero quadro
dell’attività aziendale, e non ripartitamente per i diversi settori
interessati, trova una proficua applicazione negli impianti a
scopo multiplo per la produzione di energia elettrica, gas, acqua
e calore, quivi inclusi i processi per l’incenerimento dei rifiuti
soldi urbani”. L’ASM, che deve le sue fortune anche ad un
altro amministratore eccellente come Cesare Trebeschi e a un
tecnico “d’importazione” altrettanto buono come Renzo Capra,
ha una storia continua di iniezioni di know-how esterno, unito
a virtù locali.
La capacità di fare sistema
Abbiamo preso in considerazione due esperienze, quella della
fine dell’Ottocento e quella del dopoguerra. Due mondi tra loro
diversi, ma accomunati da una classe dirigente capace e da
uomini che hanno saputo dare a Brescia il meglio di sé. C’è un
ulteriore elemento di riflessione sul quale vale la pena soffermarsi:
la capacità di fare sistema anche dal punto di vista sociale.
Nell’un caso e nell’altro la politica seppe assumersi l’onere
della dialettica sociale. Nella stagione di Zanardelli nacquero,
numerose, le società di mutuo soccorso, promosse dai socialisti,
successivamente dai cattolici, ma anche, ed è significativo,
dagli stessi zanardelliani. Nella stagione di Boni la Loggia
fu il centro della mediazione politica dei conflitti sociali: prima
quelli esplosi nelle campagne, poi quelli relativi al mondo produttivo
industriale. La classe dirigente, insomma, seppe accompagnare
lo sviluppo anche mediandone i conflitti.

18 Brescia ricerche 67/09
Fino alla fine degli anni ’60 ASM ha rincorso lo sviluppo
della città e della provincia. L’opera del Prof.
Rossi ha permesso di mettere l’Azienda al passo con la
città e soprattutto ha posto le basi per il salto in avanti
che l’ha portata a diventare il valore principale della
città. Teleriscaldamento e termoutilizzatore sono state
intuizioni immaginate in quegli anni, ma che hanno
richiesto trent’anni per essere completamente realizzate.
A partire dagli anni ‘60 si assiste poi a una forte riorganizzazione
dei servizi pubblici bresciani, caratterizzata in
particolare da una decisa - e decisiva - spinta alla scelta
energetica. L’avvio della centrale termoelettrica di Salionze
garantisce una maggiore indipendenza energetica del
territorio e la municipalizzazione della nettezza urbana
nel 1964 genera l’occasione per ripensare in modo innovativo,
e per l’epoca assolutamente visionario, i servizi del
territorio.
Nel 1964 si affaccia sul palcoscenico della municipalizzata
un attore che diventerà protagonista indiscusso della storia
di ASM fino ai giorni nostri, forte di un’esperienza di
produzione, ma anche di commercializzazione dell’elettricità
ed esperto di centrali termoelettriche. Si tratta di
Renzo Capra, chiamato alla divisione energia della municipalizzata
dal direttore generale di allora, Gianfranco
Rossi, proprio per supportare al meglio l’avviamento della
centrale di Salionze: le basi del teleriscaldamento prima e
del termoutilizzatore poi sono state gettate. Chissà se il
prof. Rossi aveva già visto nell’ingegnere piacentino, formatosi
all’ENI di Enrico Mattei, l’uomo fondamentale per
realizzare le sue idee e garantire la crescita e lo sviluppo
di ASM...
Abbiamo ripercorso la storia di quest’avventura proprio
con l’aiuto dell’ing. Capra, raccogliendo i suoi ricordi di
quegli anni formidabili.
Gli anni
del teleriscaldamento:
intuito e innovazione
a servizio del territorio
Federica Zaccaria
Parola d’ordine: indipendenza efficiente
del territorio
Come abbiamo ricordato, in seguito alla municipalizzazione
della nettezza urbana nel ‘64, nasce l’opportunità di
produrre elettricità autonomamente utilizzando i rifiuti.
E’ proprio sul tema dell’autosufficienza che insiste Rossi
in un suo discorso in occasione del congresso mondiale
sull’energia di Mosca, alla fine degli anni ‘60: la visione è
quella di rendere un territorio autosufficiente dal punto di
vista energetico realizzando una filiera di servizi che, concatenandosi
fra loro, avrebbero garantito indipendenza
energetica ed efficienza operativa per la città generando
capitale sociale e valore per il territorio.
L’esempio era dato dai Paesi nordici, dove impianti per
ottenere acqua calda esistevano già (un esempio su tutti,
la prima centrale a elettricità-vapore costruita a Berlino e
risalente addirittura alla fine del 1800).
Il termoutilizzatore era già un’idea, ma all’epoca si scontrava
con significativi vincoli tecnici che ne impedivano di
fatto la realizzazione: l’inquinamento prodotto dalla combustione
dei rifiuti e soprattutto la garanzia di stabilità dei
carichi nell’utilizzo del calore che negli impianti di teleriscaldamento
varia in modo sostanziale tra estate e inverno.
Questi ostacoli non hanno tuttavia smorzato la volontà
degli uomini di ASM, che hanno sfruttato ogni occasione
per perseguire il loro obiettivo.
La prima di queste occasioni viene fornita dalla costruzione
della nuova area urbana di Brescia Due. Gli ideatori di Brescia
Due ed i tecnici di ASM iniziano a pensare alla concreta
realizzazione di un progetto pilota, comprendente un unico
impianto per il riscaldamento dell’intera zona. Il progetto
prende avvio nel 1972 con una caldaia provvisoria che servì
da “canovaccio” su cui ingegneri, tecnici e maestranze poterono
farsi le ossa. Un anno dopo, nel ‘73, si alza il tiro pene-
➙

GLI ANNI DEL TELERISCALDAMENTO: INTUITO E INNOVAZIONE A SERVIZIO DEL TERRITORIO 19
trando nel cuore della città attraverso la ferrovia e arrivando
in Piazza Vittoria nel 1975; Brescia Due aveva cessato il
suo sviluppo, si passava alla conquista del centro storico.
La rivoluzione del calore
Teleriscaldamento, ovvero portare il calore negli edifici cittadini
attraverso una rete di tubi all’interno dei quali far
scorrere acqua calda. Una pratica, come accennato, già nota
e applicata in diversi Paesi del nord, ma mai utilizzata
prima in una nazione dal clima temperato come la nostra.
Non a caso, è proprio una società svedese - la Energie
Konsult - a coadiuvare i tecnici di ASM, permettendo di
superare i vincoli iniziali che causarono ritardi nella realizzazione
del teleriscaldamento.
Siamo dunque arrivati al 1975, periodo in cui a guidare la città
c’è il sindaco Bruno Boni (l’anno successivo arriverà Cesa-
Renzo Capra, una vita per l’energia
re Trebeschi, altro sindaco “amico” di ASM), mentre il cuore
progettuale, realizzativo e gestionale è sempre Renzo Capra,
dirigente dei servizi energetici fino al 1979, anno in cui diverrà
direttore generale dell’azienda (dal 1995 al 2007 ne sarà
poi presidente). Da una parte la lungimiranza di una classe
politica che riconosce alla municipalizzata autonomia imprenditoriale
e che farà di Brescia la “città più teleriscaldata
d’Italia”; dall’altra un tecnico rigoroso, capace di destreggiarsi
abilmente (si direbbe, con talento squisitamente politico) e
per svariati anni fra cambi di presidenza aziendale e di governo
cittadino. Nel 1976 parte la seconda direttrice Lamarmora-via
Cremona, con l’attivazione della prima linea di cogenerazione
(carbone-metano-olio combustibile) della Centrale
di Lamarmora: si inizia a produrre energia e calore e a
far leva sulle opportunità di uno sfruttamento efficiente delle
fonti energetiche fossili. Da qui in avanti la strada è in discesa:
nel 1978 si realizza il secondo gruppo di cogenerazione di
Lamarmora, cui segue nel 1986-1987 il terzo, una centrale
Quando Renzo Capra parla della sua storia professionale gli si incendia lo
sguardo, quasi che l’energia e il calore - temi di cui si è occupato per tutta una
vita - si sprigionassero attraverso i suoi occhi. E’ la prima cosa che ci colpisce
durante la chiacchierata che ci ha concesso ospiti della sua bella casa, nel caldo
di una giornata estiva, sorseggiando una bibita fresca.
L’ing. Capra è uomo solido, concreto, abituato al comando ma al contempo capace
di rivivere con sincera partecipazione il passato di una città che ha visto
personalità straordinarie e grandi traguardi. Dalle colline piacentine ai vertici
di ASM, Capra ha caratterizzato un periodo d’oro per la nostra città, anni in
cui si lavorava per dare a Brescia un’indipendenza energetica che avrebbe portato
alla nascita di quello che adesso ci sembra normalità, ma che per gli anni
’70 era una vera rivoluzione: il teleriscaldamento. Una svolta che permise ad
ASM di iniziare a marciare a un’andatura differente, più spedita rispetto alle
altre municipalizzate italiane.
Renzo Capra fu artefice di tutto questo, mettendo a disposizione della municipalizzata
l’esperienza accumulata nel Gruppo ENI, a stretto contatto con un altro
“manager di razza”, quell’Enrico Mattei che, con lungimiranza e grande coraggio
imprenditoriale, ci svincolò dalla dipendenza petrolifera delle compagnie americane, dando il via al “miracolo economico”
che contribuì a fare dell’Italia il Paese moderno e industrializzato che ora conosciamo.
E, così come Mattei, anche Capra abbracciò fin da subito la convinzione che un’azienda pubblica possa e debba essere
un’impresa forte, capace di rivaleggiare con il privato in quanto a efficienza e qualità dei servizi. Capra, dunque,
dopo gli anni in ENI (prima a Ravenna e poi a Gela), approda a Brescia nel 1965, assunto dall’ASM come dirigente
dei servizi energetici. Da allora l’intero percorso della municipalizzata cittadina si intreccia a quello personale
di Renzo Capra, in un ordito fatto di crescita di fatturato e di dimensioni, di intrecci economici e strategie politiche,
di obiettivi ambiziosi ed esiti invidiabili.
L’ing. Capra ha sicuramente dato molto alla nostra città e anche ora che non si trova più sotto agli impietosi riflettori
della politica e dei mass media, se si vuole conoscere la gloriosa storia di ASM è a lui che bisogna rivolgersi.
Magari ospiti della sua bella casa, nel caldo di una giornata estiva, sorseggiando una bibita fresca.
f.z.
➙

20 Brescia ricerche 67/09
policombustibile a carbone che consente flessibilità di utilizzo
del combustibile fossile con una potenza di 75 MWe (Mega
Watt elettrico) e 160 MWt (Mega Watt termico).
Nel frattempo viene dato avvio, nel 1983, ad un nuovo
progetto sperimentale di produzione di energia con recupero
totale del calore. La “Centrale Diesel Nord”, che è
stata attiva fino alla 2004, utilizzava due motori diesel navale
per la produzione di energia ed era struttura in modo
da recuperare tutto il calore derivante dalle fasi della
combustione. Furono messe a punto tecnologie di scambio
sia per l’acqua di raffreddamento che per gli olii lubrificanti
per i quali fu necessario adottare scambiatori innovativi
per garantire il corretto funzionamento. Anche il calore
dei fumi di scarico veniva sfruttato per lo scambio
termico, arricchito da una fase di post-combustione posta
tra lo scarico dei motori e gli scambiatori.
Energia dai rifiuti
Con il teleriscaldamento ASM è diventata leader in Italia
nella produzione di servizi energetici per la città. L’elevatissima
efficienza con cui è in grado di utilizzare le fonti
combustibili fossili garantiscono significativi guadagni all’azienda
che li ribalta verso gli azionisti e in particolare
sul Comune di Brescia, che li può reinvestire sulla città.
L’esperienza fatta viene messa a disposizione anche di altre
città per l’attivazione di analoghi impianti.
Nel frattempo le tecnologie evolvono e renderebbero possibile
il passo successivo per la realizzazione della visione:
produrre energia utilizzando i rifiuti.
Il primo ostacolo, quello dell’inquinamento generato dalla
combustione dei rifiuti, può essere aggirato con l’adozione
dei filtri a maniche, un sistema di depurazione dei fumi con
elevate efficienze di captazione delle polveri. Resta il problema
della stabilità dei carichi. Un impianto come un inceneritore
di rifiuti garantisce efficienza e soprattutto pulizia ambientale
solo se lavora ad un regime ottimale costante. La
differenza di utilizzo del calore tra estate e inverno da parte
delle utenze domestiche non permette questo equilibrio.
La soluzione all’equazione viene trovata ricercando nella
città grandi utilizzatori di vapore e di calore. Queste utenze
collegate alla rete del teleriscaldamento garantiscono
una grande capacità di utilizzo di energia termica anche
nei mesi estivi. Con un corretto dimensionamento del
nuovo impianto sarà possibile utilizzare la vecchia centrale
policombustibile solo nel corso dell’inverno per coprire
la richiesta di calore per il riscaldamento. Il sogno dell’energia
dei rifiuti può finalmente diventare realtà.
Varato alla fine degli anni ‘80, il progetto del Termoutilizzatore
si avvale di una ulteriore innovazione progettuale:
la turbina a spillamento (in cui l’utenza termica è servita
da uno spillamento di vapore dalla turbina, che viene fatto
condensare in un apposito scambiatore) al posto di
quella a contropressione (la turbina vede una pressione
più elevata allo scarico rispetto al caso di produzione isolata
di energia elettrica), sistema utilizzato nei gruppi policombustibile.
L’idea del termoutilizzatore si concretizza
nel 1998: da allora la ciminiera dell’inceneritore svetta alla
periferia Sud della città, caratterizzando lo skyline cittadino
con la sua inconfondibile torre colore del cielo.

OLTRE L’ENTROPIA, QUANDO L’ENERGIA DIVENTA FORMA 21
È inusuale il fatto che un architetto rivendichi un ruolo
centrale nel dibattito sull’energia: questa, infatti, sembra
essere una prerogativa esclusiva di scienziati e ingegneri.
Tuttavia, l’energia è l’elemento fondamentale nella trasformazione
dello spazio sia dal punto di vista statico che
da quello compositivo.
Il laboratorio di Ricerca “Oltre l’Entropia, quando l’Energia
diventa Forma” è un programma biennale commissionato
dall’Architectural Association, School of Architecture di
Londra per lo sviluppo del tema dell’energia.
Il laboratorio è proposto da un gruppo trasversale di do-
Fig. 1
Oltre l’Entropia,
quando l’energia
diventa forma
Stefano Rabolli Pansera
Architectural Association Laboratorio di Ricerca
centi e ricercatori ed io ho il piacere e l’onore di coordinarlo.
Il programma è stato presentato ufficialmente a Venezia il 6
giugno scorso in occasione dell’inaugurazione della Biennale
di Arti Visive e costituisce uno dei progetti più ambiziosi
commissionati dall’AA: infatti, si svilupperà sia a Londra
che a Venezia e costituisce il prototipo di un nuovo tipo di
iniziativa culturale e accademica che coordina dibattiti, mostre
ed iniziative in diverse località simultaneamente.
Sebbene sia sviluppato all’interno dell’AA, il laboratorio
si prefigge l’obiettivo di creare una collaborazione con
➙

22 Brescia ricerche 67/09
Fig. 2
altre università e istituzioni culturali europee e di dare
la massima visibilità internazionale ad una direzione di
ricerca che non sembra essere stata adeguatamente affrontata.
Il tema deriva dall’urgenza con cui il concetto di Energia è
stato discusso recentemente in summit politici, in seminari
di economia e in una serie innumerevole di ricerche scientifiche,
ma raramente nei dibattiti culturali e nella sperimentazione
artistica.
Soprattutto nell’ambito architettonico, quello energetico è
stato spesso considerato un problema tecnico da affrontarsi
con strumenti puramente scientifici o come un tema
che si inserisce nell’ambito della cosiddetta “Architettura
Verde” e pertanto riconducibile alla retorica dello “Sviluppo
Sostenibile”.
La disciplina dell’architettura deve riappropriarsi del tema
energetico e può contribuire a formulare una nuova base
per la discussione e per lo sviluppo di idee su questo tema
cruciale.
Questa ricerca offre l’opportunità di considerare l’energia
come fattore culturale: invece di soffermarsi sulle implicazioni
e sulle conseguenze che l’energia può avere sugli edifici,
l’ambizione è quella di ripensare il concetto stesso di
energia al di fuori di ogni forma di applicazione pratica convenzionale.
È insita nella natura umana la necessità di dare forma e significato
alla realtà circostante attraverso azioni e progetti:
consumando energia, ci opponiamo continuamente all’entropia
(il livello di disordine sempre crescente nell’Universo)
con la creazione di forme sempre nuove, momenti di ordine
isolati nel tempo e nello spazio.
Come rivela il titolo stesso, l’Entropia e la Forma sono le fasi
dialettiche entro le quali si sviluppa l’esperienza di questo
laboratorio.
Il rapporto con l’energia è cruciale anche per l’architettura:
è necessario pensare alla forma non come ad una entità circoscritta,
misurabile e compiuta ma come ad un momento
ultimo di un sistema complesso di forze che rimangono visibili
nell’evidenza stessa della forma.
Il tentativo, diffuso nella pratica architettonica contemporanea,
di dissolvere la solidità della materia con la trasparenza,
con un fascio di luce ed, in generale, con una materialità
“debole” è indicativo di una nuova sensibilità che mette in
discussione le forme convenzionali del rapporto fra solidità,
massa ed energia: la composizione formale è come un momentaneo
assestarsi di forze alrimenti invisibili.
Gli edifici stessi possono essere considerati come “energia
potenziale bloccata nel tempo”, forze che sono conservate e
latenti, e che possono rilasciare la propria energia potenziale
in ogni momento, come descritto da Aldo Rossi all’inizio
di “Autobiografia Scientifica”. Ecco di seguito il passo:
“Max Planck era colpito dal fatto che il lavoro spesso non
va perduto, rimane immagazzinato, per molti anni, mai
diminuito, latente nel blocco di pietra, finché un giorno
puó capitare che il blocco si stacchi e cada sulla testa di un
passante uccidendolo.(...) In realtà in ogni artista o tecnico
il principio della continuazione dell’energia si mescola con
la ricerca della felicità e della morte. Anche in architettura
questa ricerca è legata con il materiale e con l’energia.”
Il laboratorio “Oltre l’Entropia, quando l’Energia diventa
Forma” prende vita dalla collaborazione fra scienziati, architetti
ed artisti per la costruzione di otto installazioni. Dopo
avere definito otto forme di energia (nucleare, meccanica,
potenziale, gravitazionale, termica, elettrica, sonora e
magnetica) e otto gruppi di ricerca (ognuno dei quali formato
da un architetto, un artista e uno scienziato), il lavoro
è sviluppato in tre fasi:
– interviste, presentazioni e articoli, fase che terminerà con
una visita al Cern a Ginevra nel marzo 2010 in cui, per la
prima volta, tutti i membri dei gruppi si incontreranno;
Fig. 3
➙

OLTRE L’ENTROPIA, QUANDO L’ENERGIA DIVENTA FORMA 23
Fig. 4
– dibattiti e corrispondenze, che culmineranno con un simposio
all’Architectural Association a Londra nel settembre
2010;
– la costruzione di otto installazioni a Venezia, che verranno
presentate alla Biennale delle arti Visive e in un simposio
internazionale nel giugno 2011.
Una sperimentazione lunga un trentennio
Alcuni esperimenti, sviluppati in passato, indicano delle
possibili linee di sviluppo e di sinergia fra queste discipline
e mostrano gli esiti possibili delle installazioni. Vediamoli
di seguito.
The Lightning Field (1977) di Walter De Maria (Fig. 1)
Questa installazione è costituita da quattrocento aste di
acciaio inossidabile lucido, installate in una griglia del
lato di un miglio. Queste aste, dello spessore di dieci
centimetri e dell’altezza di sei metri e mezzo, sono distanziate
di sessantacinque metri le une dalle altre ed
hanno punte acuminate. Durante le tempeste questo
campo attira i fulmini.
Chizhevsky Lesson (2007) di Micol Assael (Fig. 2)
L’installazione è un prototipo di un generatore di energia in
cui cavi e pannelli di rame sono sospesi nello spazio sopra i
visitatori. Con questa distribuzione, l’intera stanza è trasformata
dal momento che le particelle sono caricate e di-
ventano anioni creando deboli tensioni elettrosatiche nello
spazio.
Senza Titolo (1997-2001) di Massimo Bartolini (Fig. 3)
L’artista ha collaborato con il fisico Leone Fronzoni per la
creazione di questa opera che ricrea il solitone (un’onda solitaria
che non dissipa la propria energia ma la mantiene
costante indipendentemente dalla distanza): un’onda perenne
prodotta da pulsazioni calibrate e sintonizzate.
Digestable Gulf Stream (2008) di Philippe Rahm (Fig. 4)
Due piani orizzontali di metallo su diverse altezze. Il piano
più basso è riscaldato ad una temperatura di 28 °C, mentre
quello più basso è ad una temperatura di 12 °C. Come una
corrente del Golfo in miniatura, la loro posizione crea un
movimento di aria che usa la convezione per stimolare un
flusso termico costante.
L’aspetto affascinante di queste opere consiste nel fatto che
la distinzione fra arte e scienza si perde nella forza di un
nuovo prodotto, che è una sorta di prototipo scientifico e
artistico. Nello stesso modo, il successo di “Oltre l’Entropia,
quando l’Energia diventa Forma” non dipende solo dall’originalità
dei risultati formali ma dalla forza e dalla lucidità
con cui gli architetti (insieme ad artisti e scienziati) possono
produrre nuovi orizzonti di senso e, forse, nuove “energie”.
Per ulteriori informazioni e per partecipare agli eventi,
contattare:
stefano@rabollipansera.com

24 Brescia ricerche 67/09
La digestione anaerobica è un processo biologico per
mezzo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica
presente viene trasformata principalmente in
metano e anidride carbonica; questo gas è convenzionalmente
denominato “gas biologico”, o più semplicemente
“biogas”.
La percentuale di metano nel biogas varia a seconda del
tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di
processo, ed è generalmente compresa tra un minimo
del 40% fino a circa il 70%.
Le tecnologie di recupero energetico del biogas mediante
cogenerazione sono state inizialmente sviluppate nel
settore delle discariche controllate di rifiuti urbani, ambito
in cui negli anni passati sono state accumulate numerose
ed importanti esperienze soprattutto in impianti
di taglia medio-grande.
Nella situazione attuale di continua ricerca di nuove fonti
energetiche, il progresso tecnologico sta aprendo nuove
prospettive nel settore della produzione di energia elettrica
e termica da fonti rinnovabili, rendendo possibile l’ingresso
nel mercato dei produttori anche a realtà che in
precedenza avrebbero avuto limitate opportunità; un ulteriore
e fondamentale fattore di sviluppo di tale settore sono
le politiche di incentivazione economica che riconoscono
un valore economico superiore rispetto all’energia prodotta
con fonti non rinnovabili.
Gli sviluppi più recenti della produzione e del recupero
energetico di biogas sono sicuramente quelli che riguardano
la digestione anaerobica di reflui urbani, zootecnici,
di scarti dell’industria alimentare, di biomasse in generale.
Il biogas viene utilizzato per alimentare cogeneratori per
la produzione combinata di energia termica, energia frigorifera
ed energia elettrica. Sono in fase di studio alcune
Recupero energetico
e biogas: Progeco,
ovvero il valore della
filiera per l’efficienza
delle rinnovabili
Fabio Pelizzari
applicazioni che rendono possibile e sicura l’immissione
di biogas nelle reti di distribuzione del gas metano.
Un’esperienza modello
Le aziende nate e cresciute in questo settore sono molte e
nel bresciano il caso di Progeco si può definire emblematico.
Nata nel 2000 come “spin-off” di Conveco - società
del Gruppo Boldarino fortemente specializzata nella realizzazione
di impianti per la captazione, l’estrazione e la
combustione del biogas da discarica - l’azienda ha mosso
i primi passi nel settore delle applicazioni a digestori
anaerobici progettando e costruendo apparecchiature
che, pur nella loro semplicità, rispettavano sia lo stato
dell’arte sia le richieste del mercato.
L’evoluzione del mercato e la continua richiesta di nuove
apparecchiature finalizzate all’ottimizzazione e al miglioramento
del ciclo di gestione del biogas hanno portato
Progeco a porsi come obiettivo l’acquisizione di una posizione
leader in una nicchia di mercato ove la specializzazione
e la capacità di affrontare problematiche operative
strettamente legate alle singole installazioni e all’esperienza
acquisita, più che a studi teorici di valore generale,
giocano un ruolo vincente.
Dai primi filtri a ghiaia e dalle prime torce di combustione
biogas di tipo “open flare” si è passati successivamente alla
realizzazione di speciali dispositivi per la raccolta e lo
scarico di schiume e condense, a filtri a candele ceramiche,
a torce caratterizzate da migliori prestazioni in termini
di efficienza di combustione e di riduzione di emissioni.
Un ulteriore e più recente sviluppo si è avuto nel settore
del trattamento “spinto” del biogas generato in impianti
➙

RECUPERO ENERGETICO E BIOGAS: PROGECO, OVVERO IL VALORE DELLA FILIERA PER L’EFFICIENZA DELLE RINNOVABILI 25
a biomasse di grossa taglia appositamente realizzati per
la produzione di energia.
“Il problema che affligge in modo significativo tutte le applicazioni
- spiega il direttore generale di Progeco, l’ing.
Amedeo Gorlani - è la corrosione, che ha effetti devastanti
sui motori alimentati a biogas. Valvole, cilindri, pistoni,
collettori, tutte le parti a contatto con il biogas richiedono
infatti una manutenzione estremamente accurata. In assenza
di un adeguato pre-trattamento del biogas, nella
grande maggioranza dei casi è necessario sostenere elevati
extra-costi di manutenzione dopo poche migliaia di ore di
esercizio, proprio a causa del rapido deterioramento dei
motori. Questi interventi comportano inoltre frequenti e
prolungate situazioni di fermo-impianto, con conseguenti
ripercussioni sulla redditività dell’investimento. I maggiori
costi di gestione e l’accorciamento della vita utile dell’impianto
giustificano ampiamente la scelta di effettuare
anche un investimento iniziale dedicato ad una sezione
impiantistica finalizzata al trattamento del biogas prima
dell’alimentazione ai gruppi di recupero energetico”.
Progeco ha quindi puntato sullo sviluppo di tecnologie
per il trattamento del biogas per rispondere ad esigenze
che, pur essendo in linea di principio abbastanza generali
per quanto riguarda la problematica da risolvere, sono in
realtà contraddistinte dalla necessità di individuare un’adeguata
soluzione per ogni applicazione.
“Mentre una volta - prosegue Gorlani - il mercato chiedeva
essenzialmente la disponibilità di componenti standard,
oggi ci troviamo in una situazione diametralmente
opposta: ogni sistema di pre-trattamento biogas deve essere
valutato e dimensionato in funzione della portata e
delle caratteristiche specifiche del biogas disponibile. La
figura del semplice fornitore è di fatto superata, poiché la
realizzazione ottimale di un impianto non può prescindere
dal valore aggiunto dato da un approccio ingegneristico
al problema, oltre che dalla competenza, dall’esperienza e
dalla specializzazione. Progeco sta concentrando i propri
sforzi nella progettazione e realizzazione di sistemi per il
trattamento di biogas composti da più moduli, ognuno dei
quali svolge un particolare compito all’interno della catena
che consentirà di portare un biogas adeguatamente pulito
all’alimentazione dei gruppi di cogenerazione. Oltre a
componenti ed apparecchiature che oggi possiamo definire
come tradizionali, l’azienda si è specializzata nella realizzazione
di sistemi per la rimozione di condense e di
deumidificazione biogas ed è particolarmente attiva nel
settore delle torri di lavaggio gas (o “scrubber”) per l’abbattimento
dell’idrogeno solforato, così come nelle sezioni
finali di filtrazione con particolari carboni attivi, che per
così dire completano l’opera di quanto fatto a monte di essi.
Il tutto ovviamente abbinato a sistemi di analisi in continuo
della qualità del biogas, per avere sempre sotto controllo
l’efficienza e l’efficacia del processo. La produzione
di biogas oggi non può prescindere dall’ottenimento di un
gas finale con caratteristiche adeguate per lo scopo per il
quale è stato generato”.
La configurazione di un impianto completo è costituita
da una serie di sezioni impiantistiche ognuna delle quali
preposta allo svolgimento di un compito specifico. A una
prima sezione di filtrazione grossolana ne segue una di
filtrazione fine, entrambe con lo scopo di trattenere le
impurità più macroscopiche presenti nel biogas; successivamente,
il biogas viene inviato in uno scrubber, ovvero
una unità di lavaggio in controcorrente dove, utilizzando
appositi prodotti chimici adeguatamente dosati e diluiti
in acqua, si ottiene la rimozione della maggior parte dell’idrogeno
solforato presente, oltre che di altri contaminanti.
Il biogas viene quindi raffreddato ad una temperatura
di circa 2-4 °C per rimuovere quanta più umidità
possibile, che sottoforma di condensato viene raccolta e
scaricata da uno speciale filtro a ciclone. A questo punto
il biogas, adeguatamente depurato e disidratato, è pronto
per l’alimentazione ai cogeneratori. Nei casi in cui si voglia
procedere ad una depurazione più spinta, a valle di
quanto precedentemente descritto è installata una batteria
di filtri a carboni attivi con specifiche caratteristiche,
a seconda dei contaminanti da abbattere.
Alcune applicazioni di successo sono state recentemente
messe in esercizio nel settore dell’industria alimentare ed
in particolare in distillerie, dove è di notevole interesse la
possibilità di produrre energia elettrica con il biogas generato
nei digestori anaerobici che fanno parte dell’impianto
di trattamento acque.
Nei casi specifici, un notevole sforzo si è reso necessario
per ottenere risultati soddisfacenti anche in presenza di
sostanze che, in determinate condizioni di concentrazione
e temperatura, potevano dar luogo a un effetto di inibizione
al completamento del processo di rimozione dell’idrogeno
solforato. Le soluzioni impiantistiche e di processo
sviluppate sono in ampia misura trasferibili ad analoghi
casi, ferma restando la necessità di una personalizzazione
mirata alle specificità di ogni singola installazione.
A fronte dell’esistenza di molti tipi di biogas, ognuno con
le proprie caratteristiche, l’obiettivo finale di trattamento
può essere raggiunto solo percorrendo strade differenti la
cui scelta molto spesso è effettuata non esclusivamente a
tavolino, ma anche e soprattutto in base ad esperienze
acquisite.

26 Brescia ricerche 67/09
Dall’avvento della rivoluzione industriale si assiste ad un
costante aumento ed alla differenziazione dei bisogni da
soddisfare, il che ha dato luogo a diverse necessità di consumo
con un crescente utilizzo di energia nelle sue varie
forme. Negli ultimi decenni, però, l’umanità si è resa progressivamente
consapevole di quanto sia indispensabile
contenere i consumi. La prima definizione in ordine temporale
di sviluppo sostenibile è stata quella contenuta nel
cosiddetto “rapporto Brundtland” (dal nome della presidente
della Commissione, la norvegese Gro Harlem
Brundtland) del 1987 e poi ripresa dalla Conferenza mondiale
sull’ambiente e lo sviluppo dell’ONU (World Commission
on Environment and Development, WCED): “lo
sviluppo sostenibile è uno sviluppo che soddisfa i bisogni
del presente senza compromettere la possibilità delle generazioni
future di soddisfare i propri”. Tale definizione
poco si discosta dall’antico motto secondo il quale “non
ereditiamo il mondo dai nostri padri, ma lo prendiamo in
prestito dai nostri figli”, tuttavia il consistente progresso
tecnologico e scientifico ha imposto - ed impone - un’adeguata
disponibilità di energia senza la quale esso stesso si
arresterebbe, con conseguenze imprevedibili per l’intera
umanità. Infatti, l’impatto delle attività antropiche sul nostro
pianeta è ben rappresentato dalla cosiddetta Identità
di Kaya 1 , che scompone nelle diverse componenti i contributi
alle emissioni con la formula sotto riportata:
Figura 1: identità di Kaya
Audit energetico:
il primo passo verso
l’efficienza energetica
Vittorio Bellicini, Simone Zanoni, Lucio Zavanella
Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale Università
degli Studi di Brescia
Pur alla luce del recente dibattito sull’efficacia dell’indicatore
economico rappresentato dal PIL (Prodotto Interno Lordo),
è indiscutibilmente condivisibile il fondamento logico
dell’equazione proposta: le emissioni antropiche sono date
dal prodotto di quattro fattori (la popolazione, il PIL pro capite,
l’emissioni per unità di energia prodotta ed il consumo
energetico per unità di PIL). Nella figura 2 è riportato l’andamento
delle diverse componenti dell’identità di Kaya dal
1990 (riferimento = 100) a livello mondiale.
Come si può evincere, le emissioni antropiche sono in decisa
crescita, il che causa un’insostenibilità dell’attuale organizzazione,
che mette in deciso dubbio il futuro. Si ritiene
sia quindi necessario, e non procrastinabile, intervenire
sulle diverse componenti dell’identità in modo da poter garantire
il futuro ed un’equilibrata prospettiva di crescita.
Dal momento che è eticamente scorretto pensare di ridurre
le emissioni antropiche attraverso il controllo delle nascite
e che in ogni nazione è auspicabile l’aumento della
ricchezza pro capite, risulta evidente che i primi due termini
dell’equazione sono in qualche modo esclusi dalle leve
utilizzabili ai fini delle riduzioni delle emissioni. Gli unici
interventi possibili sono quindi quelli pianificabili sulle ultime
due componenti della formula dell’identità: in particolare,
per intervenire sulla penultima componente è necessario
ricorrere a centrali di produzione più efficienti o
aumentare il ricorso alla produzione di energia da fonti
1 Yoichi Kaya (1993) Environment, Energy, and Economy: strategies for sustainability
➙

AUDIT ENERGETICO: IL PRIMO PASSO VERSO L’EFFICIENZA ENERGETICA 27
Figura 2: andamento delle componenti dell’identità di Kaya (fonte: studi economici ed energetici eNi)
Figura 3: consumi totali di energia ed energia elettrica in italia
(fonte: elaborazione dati del Bilancio energetico Nazionale)
energetiche rinnovabili. Per intervenire
sull’ultima componente dell’identità di
Kaya è necessario aumentare l’efficienza
energetica nei processi di creazione del
reddito (in primis i processi produttivi).
La razionalizzazione dei consumi costituisce
quindi non solo una potenziale e
formidabile fonte di riduzione dei costi,
ma anche un obbligo morale, un impegno
etico verso il quale bisognerebbe
profondere ogni sforzo possibile. Il risparmio
energetico è quindi una ‘pratica’
necessaria ed imprescindibile, dal
momento che la richiesta di energia nel
nostro Paese e nel mondo sta aumentando
in modo pressoché costante: ad
esempio, il consumo di energia totale e
di energia elettrica in Italia sono aumentati
rispettivamente del 5% e del
13% negli ultimi 8 anni (fonte: elaborazione
dati del Bilancio Energetico Nazionale).
Il Piano 20-20-20
Da segnalare in tale ambito il cosiddetto
piano 20-20-20 che, dopo diversi
mesi di lavoro legislativo, il Parlamento
ha approvato a dicembre 2008. Tale
pacchetto ‘clima-energia’ intende definire
le modalità per il conseguimento
dei target che l’UE si è fissata per il
2020: ridurre del 20% le emissioni di
gas a effetto serra, portare al 20% il ri-
➙

28 Brescia ricerche 67/09
sparmio energetico ed aumentare al 20% la produzione di
energia primaria da fonti rinnovabili. Da un punto di vista
strettamente economico si tratta di un risparmio - al 2020
e per l’intera UE - di circa 100 miliardi di euro l’anno. La
Direttiva 2006/32/CE, relativa alla promozione dell’uso
efficiente dell’energia negli impieghi finali, ha stabilito per
gli Stati membri un obiettivo nazionale indicativo di risparmio
energetico per il 2016 del 9%, da conseguire tramite
servizi energetici ed altre misure di miglioramento
dell’efficienza energetica. A questo scopo ogni Stato si è
dotato di un Piano Nazionale di Azione per l’Efficienza
Energetica.
Nel Piano d’Azione presentato dall’Italia sono illustrati gli
interventi proposti per raggiungere il target che, nel nostro
caso, è stato fissato ad un livello addirittura superiore (9,6%
di risparmio energetico nel 2016) a quello stabilito dalla
Commissione. Vale la pena osservare come anche il nostro
Piano Nazionale per l’efficienza energetica si attenda il
maggior contributo dal settore civile. Dei 126 TWh che rappresentano
il risparmio energetico annuo atteso per il 2016,
57 TWh (pari a circa il 45% del totale) riguardano il settore
residenziale, mentre altri 25 TWh (20%) attengono al terziario,
21 TWh (17%) al settore industriale e 23 TWh (18%)
al settore dei trasporti. La necessità di rispondere adeguatamente
alla sfida degli ultimi anni deve innescare una crescente
e radicata attenzione per il tema dell’efficienza energetica
dei processi e dei sistemi. Infatti, l’efficienza energetica:
• stabilizza o diminuisce la dipendenza dall’estero;
• contribuisce alla riduzione dell’inquinamento;
• consente di evitare la costruzione di nuove centrali e reti
di trasporto e distribuzione;
• contribuisce alla creazione di nuovi posti di lavoro e
nuove attività, coinvolgendo le aziende italiane che operano
nel settore;
• fa risparmiare denaro;
• consente di ottenere benefici in termini di immagine;
• promuove uno sfruttamento sostenibile delle risorse ed il
radicarsi della cultura positiva associata a tale approccio.
Efficienza energetica
In un contesto mondiale sempre più esigente sotto il profilo
dei consumi energetici (energivoro), è di fondamentale
importanza non solo trovare i modi più efficienti di produzione
di energia, ma anche di consumare il meno possibile,
il tutto in un’ottica eco-sostenibile. Le logiche di risparmio
energetico vanno oggi di pari passo con le ricerche
di innovazioni per incrementare l’efficienza di produzione
energetica. Ad oggi la razionalizzazione dei consumi
rappresenta un’opportunità concreta di riduzione dei costi,
che permette alle aziende di raggiungere un vantaggio
competitivo e continuativo. Inoltre, il concetto di risparmio
di risorse va di pari passo con quello di sostenibilità e
quando si parla di risparmio di energia inevitabilmente si
fa riferimento all’impatto ambientale. Ricorrendo nuovamente
ad una formula di sintesi, è possibile esprimere il
concetto di efficienza energetica scomponendo il costo
dell’energia nelle due componenti principali:
Costo energia (€/anno) = consumi (MWh/anno) * costo
unitario (€/MWh)
Per ridurre l’impatto economico del costo energetico si ha
la possibilità di agire su due fattori:
• ottimizzazione dei consumi (‘efficienza energetica operativa’);
• riduzione dei costi unitari (‘efficienza energetica amministrativa’).
Le leve di azione possono essere diverse: per ridurre i
consumi si possono ottimizzare apparecchiature, sistemi e
processi; per ridurre i costi unitari si effettueranno analisi
dei profili di consumo (analisi temporale di carichi) per
l’ottimizzazione dei contratti di fornitura.
L’audit energetico
Prima di iniziare a pensare a come ridurre i costi dell’energia
bisogna iniziare a capire dove, quando, perchè e
quanta energia si usa. È questo che ci permette di gettare
le basi del miglioramento.
DOVE - I principali centri di consumo di energia sono i
motori, il riscaldamento, i condizionatori, i sistemi di illuminazione:
un semplice sistema di mappatura energetica
ci può supportare nell’identificazione dei costi dell’energia
di ogni singola utenza.
QUANDO - Un grafico che mostra il consumo energetico
aiuta a capire quali sono i periodi di picco e quali no,
quindi dove il consumo si concentra maggiormente.
PERCHÈ - Idealmente l’energia consumata serve a produrre
prodotti buoni, quindi una misura interessante da
verificare è la quantità di energia necessaria per processare
solo prodotti buoni (SEC= specific energy consumption).
L’importanza dell’audit energetico
Un’azione efficace volta a ridurre in modo sensibile il consumo
energetico non è realizzabile senza aver preventivamente
individuato i fattori di spreco, al fine di controllarli
in futuro. Lo strumento principale per conoscere e quindi
intervenire efficacemente sulla situazione energetica è
➙

AUDIT ENERGETICO: IL PRIMO PASSO VERSO L’EFFICIENZA ENERGETICA 29
l’Audit Energetico (AE): si tratta di un’analisi approfondita
della situazione esistente attraverso una raccolta dati
tramite check list e sopralluoghi. Per implementare audit
energetici che apportino una concreta e rilevante razionalizzazione
dei consumi energetici delle imprese è necessario
un continuo aggiornamento sulle ‘best available technologies’
(BAT) 2 disponibili sul mercato per le diverse
aree di intervento. Il monitoraggio coinvolge tutti i consumi
energetici (elettricità, metano, acqua, riscaldamento,
condizionamento) sia come quantità globale, sia come andamento
nel tempo (giornaliero, settimanale, stagionale,
annuale). Sono sottoposte a verifica anche tutte le apparecchiature
che consumano energia (le macchine produttive,
i sistemi di riscaldamento e condizionamento, l’illuminazione,
etc.) e si valutano le prestazioni ‘termiche’ dell’edificio
per individuare eventuali ponti termici e superfici
disperdenti. Vale la pena sottolineare il ruolo strategico
ricoperto, nell’analisi della dotazione dell’unità produttiva,
dallo studio delle dotazioni di impianto ‘trasversali’ rispetto
alle varie funzioni produttive, altrimenti noti come
servizi di impianto. Una volta raccolti i dati di consumo, i
costi energetici ed i dati sulle utenze elettriche, termiche,
frigorifere, acqua (potenza, fabbisogno/consumo orario,
fattore di utilizzo, ore di lavoro) si procede alla ricostruzione
dei modelli energetici. Da tali modelli sarà possibile
ricavare la ripartizione delle potenze e dei consumi per tipo
di utilizzo (illuminazione, condizionamento, freddo per
processo e per condizionamento, aria compressa, altri servizi,
aree di processo, etc.), per centro di costo, per cabina
elettrica e per reparto, per fascia oraria e stagionale. La situazione
energetica così inquadrata viene analizzata e criticamente
confrontata con parametri medi di consumo
per individuare eventuali interventi migliorativi per la riduzione
dei consumi e dei costi. Per ciascuna potenziale
area di intervento vengono definiti degli indici di performance
che permettono di confrontare la situazione esistente
con le migliori alternative presenti sul mercato e
con altre realtà di riferimento. Successivamente viene effettuata
la valutazione tecnico-finanziaria degli interventi
migliorativi individuati con dettaglio dei risparmi conseguibili
e dei tempi di ritorno degli investimenti.
L’AE, quindi, costituisce la fase preliminare che precede
l’avvio di un qualsiasi progetto di Efficienza Energetica: in
base ad esso è possibile stabilire in anticipo se un intervento
possa risultare fattibile e conveniente, sia dal punto vista
tecnico che economico. Vale la pena sottolineare il fatto che
il confronto con le tecnologie disponibili richiede un continuo
aggiornamento, sia sotto il profilo tecnico che econo-
mico, ed una osservazione dei processi produttivi mirata
anche ad identificare possibili sinergie tra fasi produttive
e/o reparti, nonché le opportunità connesse con la valorizzazione
dei cosiddetti ‘cascami energetici’. Anche in assenza
di sprechi energetici dovuti ad un utilizzo irrazionale dell’energia
e degli impianti, con l’AE si valutano quali eventuali
consumi possono essere migliorati. I beneficiari a cui è dedicata
questa metodologia sono essenzialmente aziende
manifatturiere e società di servizi, ma lo strumento dell’Audit
Energetico può essere applicato anche in ambito civile. I
principali passi dello schema di auditing energetico proposto
possono essere riassunti nei seguenti 5 passi:
1. Una prima definizione del bilancio energetico aziendale
2. Una corretta allocazione dei costi energetici e responsabilizzazione
dei singoli centri di consumo
3. Verifica dell’efficienza di apparecchiature, sistemi e
processi in relazione alle BAT
4. Individuazione di sprechi e di possibili aree di miglioramento
5. Proposta di interventi correttivi e determinazione delle
priorità tra gli stessi
Approccio Life Cycle Cost
L’approccio seguito nelle valutazioni della convenienza tecnico-economica
di esecuzione di interventi di ‘energy saving’
avviene mediante un approccio cosiddetto ‘Life Cycle
Cost’. Si considerano non solo le componenti di costo legate
all’investimento nell’apparecchio/macchinario, ma anche
le componenti che si manifestano lungo tutto il periodo
di utilizzo dello stesso, quali: costi di manutenzione e
costi dell’energia assorbita. Nella maggior parte dei casi
capita infatti che i costi di investimento siano nettamente
inferiori rispetto a quelli di esercizio. Per illustrare efficacemente
questo concetto basta considerare che il costo totale
(acquisto, manutenzione e consumi) legato al ciclo di
vita di un motore elettrico (tipicamente superiore a 10 anni),
è composto per il 98% dal costo dei consumi di energia
elettrica, mentre solo il 2% è dato dal costo iniziale (acquisto
ed installazione) e dalla manutenzione. L’impiego di
motori moderni ad alto rendimento - od un loro più efficiente
utilizzo - consente di ottenere in tempi brevi rilevanti
benefici economici, grazie ai risparmi sulle bollette energetiche.
È evidente che, alla luce di queste considerazioni,
è necessario prestare particolare attenzione al rendimento
del motore piuttosto che concentrarsi prevalentemente
2 Con il termine BAT = “Best Available Technologies” si fa riferimento alla più efficiente ed avanzata tecnologia, industrialmente disponibile ed applicabile in condizioni
tecnicamente valide, in grado di garantire un elevato livello di protezione dell’ambiente nel suo complesso. L’UE è attiva nella preparazione di documenti che descrivono
lo stato dell’arte nei vari settori industriali e i relativi standard ambientali collegati alle migliori tecniche disponibili BAT (Best Available Technologies) con la pubblicazione
di documenti di riferimento BREF (Best Reference).
➙

30 Brescia ricerche 67/09
Figura 4: aree di rendimento relativo alla potenza delle 3 classi di
motori elettrici
sull’incidenza dei costi d’acquisto o di sostituzione del parco
esistente. In Europa esiste un accordo volontario (CE-
MEP) tra i più importanti produttori di motori in base al
quale è stata definita una classificazione in tre diverse classi
di efficienza: EFF1, EFF2, EFF3. I motori EFF1 sono
quelli a più alto rendimento e rappresentano, insieme ai
convertitori di frequenza, un’importante soluzione per ridurre
considerevolmente i consumi di energia rispetto alle
soluzioni tradizionali (considerando l’elevato impatto,
maggiore del 75%, dei consumi dei motori elettrici sui consumi
complessivi di energia nel settore industriale).
Figura 5: rendimento di un motore al variare del fattore di carico
Altro aspetto da ricordare, sempre nell’ambito dei motori
elettrici, è la relazione tra il fattore di carico (rapporto
tra potenza assorbita e potenza nominale) ed il
rendimento di un motore elettrico. Come si evince anche
dalla figura sotto riportata, la massima efficienza di
un motore si ha per potenze superiori all’80% di quella
nominale; questo significa che motori sovradimensionati
comportano notevoli perdite a causa di ridotti valori
di rendimento.
La struttura
Lo schema di auditing proposto consiste in una struttura
dinamica, così come illustrato nella figura 6. L’individuazione
di inefficienze e la lista dei potenziali interventi
di ‘energy saving’ sono basate sui dati contenuti in un
database (DB1) che è il frutto della fusione di tre database:
• il database delle BAT (DB2);
• il database con i dati di consumo e di efficienza specifica
relativi ai diversi settori industriali (DB3);
• il database con i risultati dei precedenti audits (DB4).
Figura 6: struttura dinamica dell’audit energetico
Gli interventi
Il confronto tra le tecnologie attualmente in uso dalla
realtà oggetto dell’audit energetico e le migliori disponibili
sul mercato consente di individuare le maggiori inefficienze
per ciascuna delle aree di analisi. Successivamente
la valutazione di tali inefficienze in relazione alle BAT
consente di definire delle proposte di intervento la cui
priorità dipende da due fattori:
➙

AUDIT ENERGETICO: IL PRIMO PASSO VERSO L’EFFICIENZA ENERGETICA 31
• rilevanza dei consumi della specifica area di analisi rispetto
ai consumi complessivi;
• gap tra la tecnologia in uso e la migliore disponibile sul
mercato.
Nella maggior parte dei casi, in ambito industriale, i risparmi
più significativi si possono ottenere intervenendo
sui sistemi motori, utilizzando apparecchi più efficienti o
attraverso una regolazione più razionale che prevede l’utilizzo
di inverter in sostituzione di sistemi tradizionali di
tipo dissipativo. In alcuni settori industriali che richiedono
un apporto continuativo e rilevante di energia termica
e/o frigorifera una soluzione che consente un elevato risparmio
di energia primaria, oltre che una riduzione dei
costi energetici, è rappresentata dalla cogenerazione/trigenerazione
ad alto rendimento. La produzione combinata
di energia elettrica e calore/freddo autoconsumati in
loco risultano sia energeticamente che economicamente
convenienti rispetto alle forme di approvvigionamento
tradizionali e disgiunte; inoltre, una diffusione su larga
scala di questa soluzione, che potrebbe trovare spazio anche
in ambito civile, consentirebbe di abbattere i carichi
sulle reti di distribuzione con conseguente riduzione delle
perdite di rete. Altri interventi interessanti per il settore
industriale riguardano il recupero dei cascami termici che
altrimenti andrebbero dissipati (recupero calore dai fumi,
dal raffreddamento dei forni, dei compressori, etc.), l’utilizzo
di trasformatori efficienti, la gestione dei picchi di
consumo ed il rifasamento dei carichi.
Un possibile intervento può riguardare anche l’impianto
di illuminazione con l’applicazione di apparecchi più efficienti,
l’utilizzo di sistemi di controllo e di gestione delle
lampade (sensori di presenza, temporizzatori, etc.) ed un
maggior sfruttamento della luce naturale.
Conclusioni
Ottimizzare il consumo di energia non significa necessariamente
una diminuzione degli utilizzi, che si tradurrebbe
in un abbassamento dell’attuale tenore di vita, ma una
razionalizzazione degli stessi per evitare gli sprechi. Senza
contare che una maggiore produzione energetica comporta,
inoltre, un inevitabile incremento delle emissioni inquinanti,
che aggravano una situazione ambientale già
adesso molto critica. L’efficienza energetica è un ottimo
sistema per contenere e ridurre i rischi del modello di sviluppo.
Il risparmio energetico è la prima e immediata fonte
di energia, accessibile a tutte le imprese, di qualsiasi
settore, con tempi di recupero dell’investimento inferiori
a qualunque tecnologia energetica. L’efficienza energetica
è importante non solo nei processi produttivi, ma anche
nell’erogazione dei servizi (come, ad esempio, l’illuminazione
o il riscaldamento). Aumentare l’efficienza energetica
nei servizi significa, a parità di servizi offerti, consumare
meno energia. Come illustrato nel presente articolo,
l’audit energetico è uno strumento indispensabile ed è il
primo passo verso l’efficienza energetica.
Ringraziamenti
Questo lavoro è anche il frutto della collaborazione con
Fedabo srl, la Provincia di Brescia, la Camera di Commercio
di Brescia, con i quali il Dipartimento di Ingegneria
Meccanica e Industriale dell’Università di Brescia e il
CSMT hanno attivato diversi progetti di ricerca per lo
sviluppo di audit energetici basati su modelli dinamici
per la mappatura dei consumi energetici e l’individuazione
degli interventi di efficienza energetica più validi nei
diversi settori produttivi della Provincia di Brescia.

32 Brescia ricerche 67/09
La conversione fotovoltaica della radiazione solare è una
recente acquisizione tra le tecniche di produzione dell’energia
elettrica.
Le celle fotovoltaiche sono un’attraente soluzione nel
complesso mondo delle ‘energie rinnovabili’ e il loro sviluppo
ha inizio negli anni ‘50 con la realizzazione dei primi
dispositivi pensati per applicazioni spaziali di tipo satellitare.
Da quegli anni molta strada si è fatta ed oggi il momento
della commercializzazione, pur nella sua turbolenza indotta
dalle varie politiche di sostegno, è una realtà che
tende sempre più ad affermarsi.
Nonostante ciò la produzione fotovoltaica (FV) di energia
solare non è ancora economicamente comparabile con
quella tradizionale.
La ragione più significativa degli alti costi dei moduli fotovoltaici
attualmente prodotti è costituita dal costo del materiale:
i wafer di silicio puro di grado solare impiegato
per la realizzazione delle celle fotovoltaiche mono (mc-Si)
e policristalline (pc-Si), che costituiscono più del 90% del
mercato.
Queste celle, dette di ‘prima generazione’, possiedono
un’alta qualità elettronica (elevata lunghezza di diffusione
dei portatori di carica), una rilevante stabilità e relativamente
alta efficienza (in un range dal 14 al 20%, a secondo
dello stato cristallino del Si impiegato).
Ma l’alto costo del silicio ultra puro impiegato, unito alla
rilevante quantità di materiale (i wafer hanno spessori
compresi tra i 200 e i 300 micron), fa sì che il costo del
modulo finale sia ancora alto. Per questa ragione gli sforzi
della ricerca sono fortemente orientati alla diminuzione
dei costi di produzione del materiale e alla riduzione degli
spessori.
Si dicono di ‘seconda generazione’, oggi in avanzata fase
di sviluppo, quei moduli fatti con ‘film sottili’ di materiali
semiconduttori microcristallini (es. il silicio amorfo idro-
La terza generazione
del fotovoltaico
Angelo Borgese
CSMT - Comitato di Indirizzo
genato, il diseleniuro di indio e rame, il telloruro di cadmio),
che si ottengono per deposizione su substrati diversi
(vetro, metallo, plastica, ecc.) con superfici ampie dell’ordine
del metro quadrato.
Per questi materiali si sono messi in essere processi industriali
che permettono la realizzazione di moduli ‘in continuo’
ad elevato grado di automazione, con una forte diminuzione
dei costi di produzione (dovuto anche al fatto che
la quantità di materiale fotovoltaico a film sottile risulta
pressoché trascurabile).
L’efficienza dei moduli è un poco più bassa di quelli di
prima generazione e si aggira tra il 13 e il 15% in submoduli
di piccola dimensione superficiale, mentre per quelli
più ampi attualmente in produzione si ottengono efficienze
intorno al 10%.
La ‘terza generazione’ è quella del futuro - in realtà non
troppo lontano - e si riferisce a tecnologie basate su concetti
assolutamente innovativi, che pur avendo avuto con-
➙

LA TERZA GENERAZIONE DEL FOTOVOLTAICO 33
ferma sperimentale non hanno ancora abbandonato il livello
della ricerca applicata per passare a quello dello sviluppo
industriale.
E’ possibile pensare alla realizzazione di dispositivi fotovoltaici
in grado di sfruttare una più elevata percentuale
dello spettro solare, che attualmente sfugge alla conversione
fotovoltaica; spingendosi verso il rosso e l’infrarosso si
possono ottenere efficienze anche doppie di quelle attuali.
Alla descrizione di queste possibilità dedichiamo il resto
del presente articolo.
Dispositivi ‘beam splitting’
Attraverso un opportuno sistema ottico la radiazione solare
può essere scomposta nelle sue componenti colorate,
come quando un raggio di sole passa attraverso un prisma
di vetro; è così possibile inviare queste componenti su celle
fotovoltaiche che esibiscono il massimo della loro efficienza
proprio per quel colore.
Un dispositivo ottico così concepito, detto di ‘beam splitting’
consentirebbe di sfruttare quasi tutto lo spettro solare
ai fini della conversione fotovoltaica, raggiungendo efficienze
complessive teoriche superiori al 60%.
Un sistema costituito da celle al germanio per la componente
rossa, al silicio per quella giallo-verde e all’arseniuro
di gallio per quella blu-violetta permetterebbe di ottenere
efficienze superiori al 30%.
I dispositivi attualmente allo studio si basano su sistemi ottici
a concentrazione della radiazione solare e hanno dimo-
strato sperimentalmente la validità del concetto, anche se la
realizzazione pratica risulta molto complessa e costosa.
Celle a giunzioni multiple
Una evoluzione del concetto di ‘beam splitting’, anche se
tecnologicamente più complesso, consiste nella realizzazione
di un unico dispositivo costituito da celle a giunzioni
multiple e sovrapposte costituite da materiali semiconduttori
diversi, che rispondono alla conversione fotovoltaica
di parti diverse dello spettro solare e risultano trasparenti
per il resto della radiazione.
In questo caso, ciascuna giunzione assorbe e converte solo
una parte della radiazione e permette al resto di passare
ed essere convertito dalla giunzione successiva.
La struttura del dispositivo è realizzata in modo che gli
elettroni fotogenerati alimentino adeguatamente il circuito
esterno, generando una potenza totale somma dei contributi
di ogni singola conversione fotovoltaica.
In teoria l’efficienza di conversione potrebbe superare anche
l’80%.
In pratica, sono state realizzate celle a tre giunzioni superando
rilevanti problemi tecnologici e ottenendo efficienze del
39% con fosfuro di gallio e indio, arseniuro di gallio e germanio
con concentrazioni della luce solare pari a 236 volte.
L’alto costo dovuto alla complessità della tecnologia rende
oggi dubbia la competitività di questi sistemi di conversione,
anche se i risultati già conseguiti incoraggiano a
continuare gli sforzi della ricerca.
I super reticoli
La ricerca volta allo sfruttamento della maggior parte dello
spettro solare percorre cammini sempre più evoluti e
l’idea delle multigiunzioni ha portato recentemente a su-
➙

34 Brescia ricerche 67/09
perare la limitatezza del numero di semiconduttori naturali
utilizzabili per la realizzazione di questo tipo di dispositivi.
Qualche tempo fa, nel campo della fisica dello stato solido,
si affermò l’idea che era possibile realizzare materiali
semiconduttori completamente nuovi come sovrapposizione
di stati estremamente sottili (da uno a dieci nanometri)
di semiconduttori naturali; questi impacchettamenti
alternati di film nanometrici presero il nome di ‘super
reticoli’.
L’idea si deve all’inventore del ‘diodo tunnel’ e premio
Nobel per la fisica nel 1973, Leo Esaki, che nel 1970 la
propose quasi come una curiosità scientifica.
Questi nuovi sistemi semiconduttori costituiti da numerosissimi
strati alternativamente “p” e “n”, fino ad ottenere
spessori anche di qualche micron, costituiscono di fatto
un nuovo semiconduttore cristallino, non esistente in natura,
avente caratteristiche fisiche completamente nuove e
dipendenti dallo spessore dei singoli strati sottili che lo
costituiscono.
Modulando opportunamente tale parametro durante la
fase di deposizione degli strati, si possono realizzare nuovi
materiali semiconduttori con ‘banda di energia proibita’
di ampiezza variabile a seconda delle esigenze.
Una tecnologia o, meglio, una nanotecnologia a causa delle
dimensioni nanometriche dello spessore dei singoli
strati, atta a realizzare nuovi semiconduttori chiamata
‘band engineering’, attraverso la quale si possono ottenere
caratteristiche ottimali per le esigenze della conversione
fotovoltaica dell’intero spettro solare.
Purtuttavia, l’idea dei super reticoli non sembra, per il
momento, avere una grande valenza pratica e una vera e
propria cella fotovoltaica “multicolore” non è ancora stata
realizzata. L’idea dei super reticoli è andata così progressivamente
perdendo di interesse negli anni ‘90 a favore di
nuovi approcci sempre però basati sulle nanotecnologie
dei materiali.
I nanocristalli
Questi nuovi orientamenti, oggi, promettono e permettono
la realizzazione, con tecnologie più semplici, di dispositivi
fotovoltaici atti ad un migliore sfruttamento dello
spettro solare, basati sulle proprietà dei cosiddetti ‘nanocristalli
quantistici’.
Senza entrare in particolari eccessivamente specialistici, si
tratta di sistemi nanoaggregati cristallini di materiale semiconduttore
con simmetria sferica costituiti da un numero
di atomi compreso tra 10 e 100, in modo tale che il
suo diametro raggiunga una misura dell’ordine del nanometro
( 10 -9 m).
Questo sistema microscopico, o meglio nanoscopico,
mantiene le caratteristiche a ‘bande di livelli’ proprie del
materiale semiconduttore che lo costituisce, con la differenza
che i livelli, all’interno delle bande, sono spaziati in
energia in modo dipendente dagli atomi presenti nell’aggregato
e quindi dalle sue dimensioni.
Minore è il numero degli atomi e più separati sono i livelli
energetici e quindi le bande del sistema, che viene anche
chiamato ‘quantum dot’.
Modulando le dimensioni dei ‘quantum dots’ si possono
realizzare diversi valori della banda di ‘energia proibita’
E g , esistente tra la ‘banda di valenza’ e la ‘banda di conduzione’
del nanocristallo semiconduttore, conferendo così
allo stesso proprietà optoelettroniche diverse e quindi
possibilità fotoelettroniche ottimali alle varie frequenze
dello spettro solare.
La distribuzione di strati multipli di nanocristalli con dimensioni
diverse, all’interno di una giunzione fotovoltaica,
può aumentare la quantità di spettro solare utile per la
conversione e quindi l’efficienza del dispositivo.
Attualmente sono allo studio ‘quantun dots’ di materiali
semiconduttori come l’arseniuro di indio, l’arseniuro di
gallio, il silicio, il seleniuro di piombo, il seleniuro di cadmio
ed altri, molto importanti per le applicazioni fotovoltaiche
in essere.

LA POLLINA: DA COSTO AZIENDALE A RISORSA ECONOMICA 35
Prima di poter comprendere i motivi per cui recentemente
si è cominciato a parlare di utilizzo della pollina a fini
energetici è necessario innanzitutto conoscere cosa si intende
quando si parla di ‘pollina’. Si tratta di un residuo
organico costituito da escrementi del pollame e lettiera a
base vegetale proveniente da allevamenti avicoli. L’idea di
utilizzare la pollina come combustibile – che, se paragonata
ad altri combustibili come le biomasse, ha un potere calorifico
decisamente inferiore (pari a circa 8 MJ/kg) – scaturisce
dalla problematica connessa al suo smaltimento. In
particolare, fino alla fine del 2007 gli avicoltori avevano tre
possibilità per lo smaltimento delle deiezioni avicole:
- il ritiro da parte di ditte specializzate secondo il Regolamento
CE N. 1774/2002 del Parlamento Europeo e del
Consiglio del 3 ottobre 2002, recante norme sanitarie relative
ai sottoprodotti di origine animale non destinati al
consumo umano. Questa soluzione, però, implicava oneri
economici non indifferenti per gli avicoltori;
- lo smaltimento in campo come concime tenendo in considerazione
l’adeguamento alla Direttiva 91/676/CEE
(“Direttiva Nitrati”), che limita in modo drastico lo spargimento
di reflui zootecnici sui campi;
- il recupero energetico (DM 5/2/98) legato però a condizioni
e vincoli estremamente rigidi e non adottabili dal
singolo allevatore, prevedendo la combustione solo in impianti
dedicati al recupero energetico di rifiuti di potenza
nominale non inferiore a 6 MW termici.
Rispetto alle prime due soluzioni la terza comportava
maggiori costi e un iter legislativo estremamente lungo,
spiegato nel D.lgs. n. 152 del 03/04/2006 (Testo unico
ambientale – VAS,VIA,IPPC). Inoltre, prevedeva vincoli
normativi più restrittivi, in particolar modo per l’incenerimento
secondo il D.M. 5/2/98 e il D.lgs. n. 133 dell’11
maggio 2005. A ciò bisogna aggiungere la maggiore complessità
gestionale in termini di registri carico e scarico rifiuti,
norme per il trasporto e l’igiene secondo la direttiva
La pollina:
da costo aziendale
a risorsa economica
Maria Chiesa e Giovanna Gagliotti
Università Cattolica del Sacro Cuore - CRASL
(Centro di Ricerche per l’Ambiente e lo Sviluppo Sostenibile della Lombardia)
CE 1774 che stabilisce in particolare rigide norme sanitarie
per la raccolta, il trasporto, lo stoccaggio, la manipolazione,
la trasformazione, l’uso e l’eliminazione dei sottoprodotti
di origine animale. Di conseguenza, fino all’inizio
del 2008 il canale quasi obbligato di smaltimento della
pollina per gli avicoltori in Italia era il conferimento a ditte
specializzate le quali provvedevano allo smaltimento in
discarica oppure alla conversione quale ammendante. La
nuova normativa dal 2008 (art. 185, comma 2 Decreto
correttivo n.4/2008 del Dlgs 52/06) considera ora la pollina
non più come rifiuto speciale, ma come sottoprodotto
aziendale utilizzabile quindi come combustibile anche in
allevamento dell’azienda avicola “De Poli” sita a Montirone (Bs),
dove si è effettuata la sperimentazione
➙

36 Brescia ricerche 67/09
impianti di piccola taglia (inferiore ai 6 MW termici), offrendo
nuove opportunità per gli avicoltori. A questo proposito,
è interessante sottolineare come in Regione Lombardia
il mutamento della normativa sia stata supportato
anche dai risultati di alcuni progetti di ricerca applicata
cofinanziati negli ultimi anni dalla Direzione Generale
Agricoltura. In particolare, nel corso del 2006 l’Università
Cattolica del Sacro Cuore, tramite il Centro di Ricerca per
l’Ambiente e lo Sviluppo sostenibile della Lombardia
(CRASL), ha condotto il Progetto REPE (Analisi ambientale,
energetica e gestionale per il REcupero della Pollina
a scopo Energetico), in collaborazione con lo Studio tecnico
Green Energy s.r.l. e l’azienda Giemme di Mola. Obiettivo
del progetto è stata la verifica sperimentale della fattibilità
dell’utilizzo della pollina a fini energetici da un
punto di vista energetico, ambientale ed economico allo
scopo di affrontare la problematica legata ai problemi attuali
di smaltimento della pollina.
Risultati dell’analisi energetica
e ambientale
Il progetto ha previsto test sperimentali di utilizzo della
pollina come combustibile su due impianti di piccola taglia:
una caldaia da 600 kW termici e un gassificatore da
270 kW termici (quest’ultimo a monte di un motore elettrico
di potenza nominale pari a 60 kW elettrici). Da un
punto di vista ambientale, si è provveduto ad effettuare
l’analisi chimica sia della pollina che delle ceneri prodotte,
unitamente all’analisi delle emissioni in atmosfera a valle
della caldaia e del motore elettrico a valle del gassificatore.
Come è noto, le emissioni atmosferiche di un impianto
di combustione o di un gassificatore, unitamente alla
composizione delle ceneri prodotte dai due impianti, sono
legate alla composizione chimica del combustibile primario.
E’ stata quindi dapprima effettuata l’analisi chimica di
un campione di lettiera (composta da pollina all’80% e segatura
al 20%) per quanto riguarda la speciazione dei metalli
presenti. I risultati dell’analisi chimica della pollina
sono strettamente collegati alla composizione del mangime
somministrato ai polli durante la loro crescita. Dalle
analisi chimiche svolte è risultato un valore di Cloro elevato,
riscontrato anche nella composizione chimica delle
ceneri, giustificato sia dalla presenza di segatura nel combustibile
che dalle usuali pratiche avicole per la disinfezione
della superficie adibita ai polli. Inoltre, si è riscontrato
un valore elevato di rame (superiore al valore limite di 35
mg/kg), che è legato alla composizione chimica di particolari
integratori alimentari somministrati ai polli durante
la loro crescita. Per quanto riguarda le emissioni atmosferiche,
si sono considerati i valori limite contenuti nell’Al-
legato 2 - Sub-allegato 1 del D.M. 05/02/1998 (in particolare,
sono stati considerati i punti 11 e 14 rispettivamente
per la gassificazione e la combustione). Dai test sperimentali
i parametri maggiormente critici che sono stati riscontrati
sia per la gassificazione che per la combustione della
pollina sono il monossido di carbonio (CO) e le polveri totali
sospese (PTS). I valori di emissione di questi parametri
hanno raggiunto in entrambi i casi i valori limite. Per
quanto riguarda gli altri inquinanti monitorati, si sono rilevate
delle criticità per quanto riguarda le prove di emissione
in caldaia per parametri contenenti il Cloro (espressi
come Acido Cloridrico, HCl), il Carbonio Organico Totale
(COT) e alcuni metalli pesanti (in particolare il rame -
Cu). Premesso che, per entrambi gli impianti utilizzati, le
misure di emissione sono state effettuate senza alcun sistema
di abbattimento fumi, sarebbe possibile ridurre le
criticità riscontrate con alcuni accorgimenti tecnici. In
particolare, per il monossido di carbonio (CO) i valori elevati
di emissione sono da attribuire ad una combustione
non ottimizzata (che potrebbe essere migliorata modificando
la geometria del bruciatore della caldaia ed inserendo
una griglia mobile al posto della griglia fissa utilizzata
nel nostro caso studio, unitamente ad un ricircolo
parziale dei fumi in camera di combustione). Per quanto
riguarda le polveri, l’applicazione di filtri a maniche per
entrambi gli impianti potrebbe costituire un valido sistema
di abbattimento al fine del raggiungimento di valori di
emissione ben al di sotto del valore limite giornaliero (pari
a 10 mg/Nm 3 ). Le concentrazioni di composti a base di
Cl (espressi come HCl) e metalli pesanti (tra cui in particolar
modo il Rame - Cu), potrebbero essere ridotti cambiando
da una parte le pratiche di disinfezione degli allevamenti
da parte degli allevatori che fanno attualmente
largo uso di prodotti clorurati e, dall’altra, studiando integratori
alimentari per polli con un contenuto rameico possibilmente
inferiore al livello attuale. È stato interessante
verificare che le emissioni di diossine e furani
(PCDD/PCDF), che rappresentano a livello di sensibilità
pubblica potenziali parametri critici a livello europeo, non
sono risultate critiche per quanto riguarda la combustione,
grazie all’elevata temperatura all’interno della camera
di combustione (attorno ai 900 °C). Nel caso della gassificazione,
invece, il valore limite di 0,1 ng/Nm 3 per le emissioni
di diossine è stato raggiunto; una riduzione delle
emissioni di diossine potrebbe tuttavia essere ottenuta
agendo sull’abbattimento delle polveri stesse (tramite l’utilizzo
di filtri a maniche). Per quanto riguarda le emissioni
di metalli pesanti (presenti in gran parte nel particolato)
potrebbero essere ridotte inserendo a valle della camera
di combustione e del reattore di gassificazione dei filtri
a base di carbone attivo. Sulla base di tutte le analisi di tipo
ambientale condotte all’interno del progetto sono
➙

LA POLLINA: DA COSTO AZIENDALE A RISORSA ECONOMICA 37
quindi state valutate le possibili modifiche da apportare
agli impianti dal punto di vista tecnico, al fine di migliorare
i processi di combustione e di gassificazione e ridurre le
emissioni. In particolare, per quanto riguarda l’utilizzo di
pollina in caldaia, una volta ottimizzata la geometria del
combustore - come accennato in precedenza - sarebbe auspicabile
utilizzare una griglia mobile inclinata impiegata
attualmente in caldaie già in commercio, che bruciano
biomassa legnosa con un elevato tenore di umidità. In
particolare, nel caso specifico (combustione di lettiera)
potrebbe essere utilizzato un bruciatore a griglia mobile
inclinata in ghisa al cromo caratterizzata da un funzionamento
orizzontale alternativo a mezzo di spintore meccanico
per l’avanzamento controllato del combustibile sulla
griglia. Per quanto riguarda la gassificazione della pollina,
l’inserimento di una marmitta catalitica e sonda lambda
garantirebbe il ricircolo dei fumi nel gassificatore con una
riduzione in parallelo degli inquinanti emessi. Al fine di
migliorare le prestazioni energetiche del sistema per la
produzione di energia elettrica sarebbe invece auspicabile
l’impiego di una turbina in sostituzione del motore a combustione
interna. Questa variante presuppone un aumento
di densità energetica del gasogeno, ovvero del gas composito
prodotto a valle del processo di gassificazione. Una
possibile soluzione potrebbe essere data dall’inserimento
di un compressore e di un sistema di stoccaggio del gas a
monte della turbina.
Risultati dell’analisi economica
Per quanto riguarda l’analisi costi-benefici dell’utilizzo
della pollina a fini energetici si sono valutati diversi fattori.
In particolare, sono stati considerati gli eventuali ricavi
economici per gli avicoltori, considerando il mancato costo
di smaltimento della pollina, il mancato acquisto del
combustibile per il riscaldamento degli allevamenti (attualmente
dato dal gasolio) e il surplus di energia termica
e/o elettrica (prodotto dall’impianto di combustione o
gassificazione sottraendo i consumi interni aziendali) che
si potrebbe avere grazie all’utilizzo di pollina a fini energetici
e tenendo conto di incentivi come il conto energia, i
certificati verdi e la tariffa agricola secondo la legge finanziaria
2008. Allo stato attuale gli avicoltori godono dell’acquisto
di combustibile detassato agricolo (in particolare
gasolio) a prezzo agevolato pari a 0,7 €/litro. In alternativa,
negli allevamenti viene talvolta utilizzato anche il
gas naturale (al costo di 0,5 €/m 3 ). Per quanto concerne
l’energia elettrica, l’impiego di sistemi di ventilazione (utilizzati
solo nei mesi estivi) penalizza il contratto degli avicoltori
che scontano un fisso elevato di allacciamento alla
rete. Dalle analisi effettuate a campione la tariffa media
stoccaggio di pollina in un’azienda avicola
pagata è di 0,18 €/kWh con una potenza di allacciamento
pari a 40 kW. L’impiego di energia sia termica che elettrica
è influenzato dal periodo del ciclo di allevamento dei
pulcini. Per un allevamento di superficie pari a 7.500 m 2 è
ipotizzabile un costo di combustibile per il riscaldamento
tra i 30.000 e i 50.000 €/anno. Dal punto di vista dell’energia
elettrica, i consumi, per lo più imputabili al periodo
estivo, sono pari a circa 50.000 kWh/anno. La nuova
Direttiva Nitrati ha dimezzato la possibilità di spandimento
in campo della pollina (portando il carico massimo di
azoto spandibile in campo al valore di 170 kg per ettaro di
terreno): di conseguenza, considerando lo smaltimento in
discarica o il conferimento, si ipotizza un costo di 0,1€/kg.
Ipotizzando il costo di una caldaia a pollina uguale a quello
di una caldaia a griglia mobile biomassa legnosa (sistema
a biomassa più costoso sul mercato), un allevamento
di 7.500 m 2 necessiterebbe di una caldaia di potenza nominale
pari a 500 kW. L’investimento previsto per la sola
centrale termica è identificabile in € 150.000; non sono
stati considerati costi aggiuntivi in quanto il materiale è
stoccabile in un silos abitualmente presente nelle aziende
avicole. Ipotizzando un potere calorifico inferiore della
pollina di 2,5 kWh/kg ed una necessità energetica di
715.000 kWh, si eviterebbe lo smaltimento di 285 tonnellate
di pollina con un ulteriore risparmio di 28.500 €/anno.
Nel caso di autoproduzione di energia elettrica, si è
considerato lo stesso sistema di riferimento utilizzato nel
progetto di ricerca. Data la complessità del sistema legislativo
applicabile alla produzione energetica (con particolare
riferimento a quella basata su fonti di energia rinnovabile),
si sono analizzati i seguenti casi studio.
- Autoconsumo dell’energia elettrica prodotta, indipendenza
energetica dal punto di vista termico anche nei mo-
➙

38 Brescia ricerche 67/09
Gassificatore
menti di picco, cessione dell’energia elettrica secondo le
tariffe dell’AEEG, riscossione dei certificati verdi per un
periodo di 15 anni.
- Autoconsumo dell’energia elettrica prodotta, indipendenza
energetica dal punto di vista termico anche nei momenti
di picco, cessione dell’energia elettrica secondo le
tariffe dell’AAEG, riscossione dei certificati verdi per un
periodo di 15 anni, mancato costo per lo smaltimento della
pollina.
- Applicazione del conto energia per biomasse alla produzione
di energia elettrica, indipendenza energetica dal
punto di vista termico anche nei momenti di picco.
- Applicazione del conto energia per biomasse alla produzione
di energia elettrica, indipendenza energetica dal
punto di vista termico anche nei momenti di picco, mancato
costo per lo smaltimento della pollina.
In tutti i casi analizzati è emerso che la disponibilità di
combustibile a costo zero garantirebbe la sostenibilità
dell’investimento anche senza usufruire dei certificati
verdi per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili
(rientro economico in 10 anni circa); considerando
anche i certificati verdi o il conto energia per biomasse
(promosso dalla finanziaria 2008), il tempo di ritorno
dell’investimento si ridurrebbe ulteriormente a
circa 4 anni.
Sviluppi futuri
A seguito dei risultati incoraggianti della ricerca esposti
più sopra e del recepimento da parte dell’Italia della Direttiva
91/676/CEE, nota come “Direttiva Nitrati”, il
CRASL sta continuando a lavorare su questo tema collaborando
con le autorità locali e regionali e con gli operatori
industriali del settore (produttori di impianti per la
gestione di reflui zootecnici e aziende avicole).
E’ infine di fondamentale importanza sottolineare la necessità
di dialogo e confronto diretto con gli allevatori
stessi per affrontare le problematiche derivanti dalle attuali
pratiche utilizzate all’interno delle aziende avicole,
sia in termini di gestione degli allevamenti stessi che in
termini di gestione dei reflui prodotti, per razionalizzare
l’uso di pollina (che contiene composti azotati) in agricoltura
quale ammendante e prevenire quindi l’accumulo di
sostanze azotate nei terreni; il tutto rispettando nel contempo
il vincolo della Direttiva Nitrati dato dallo spandimento
di un carico massimo di 170 kg di azoto per ettaro
di terreno relativamente alle Zone vulnerabili da Nitrati di
origine Agricola (ZNA), la cui distribuzione a livello nazionale
porta la Provincia di Brescia a risultare particolarmente
critica.

IDROGENO, FUEL CELL E UTILIZZI IN AMBITO AUTOMOTIVE 39
Oggigiorno si parla molto spesso di idrogeno e di un suo
possibile utilizzo futuro come combustibile sostitutivo del
petrolio. Il che in linea teorica è possibile, anche se non
mancano problematiche che rendono l’idrogeno ancora
poco sfruttabile. L’articolo qui proposto parla della storia
di questo elemento e in particolare di come può essere
sfruttato nel campo dell’automotive mediante l’utilizzo
delle celle a combustibile.
Caratteristiche e breve storia dell’idrogeno
L’idrogeno è il più diffuso tra tutti gli elementi presenti
sul pianeta, ma esso è quasi sempre legato ad altri elementi.
La sua molecola (H2 ) è formata da due atomi di
idrogeno. Non si deve cadere nell’errore di considerare l’idrogeno
una fonte energetica. In realtà si ottiene da altre
fonti mediante particolari processi, quindi la sua funzione
è propriamente quella di un vettore energetico. L’idrogeno
avrebbe una funzione fondamentale come volano energetico.
L’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili potrebbe
essere facilmente conservata nell’idrogeno in forma
di energia chimica quando non serve, per poi essere
consumata in un momento di necessità.
Questo gas, attraverso la cella a combustibile, può, infatti,
restituire energia in forma elettrica ove e quando essa è
necessaria perché può essere trasportato. Impiegare l’idrogeno
come combustibile sarebbe importantissimo sia
per la sua enorme disponibilità (lo si può ottenere dall’acqua),
sia considerando le esigenze ambientali. La sua caratteristica
più evidente, in relazione all’ambiente, consiste
nel fatto che la sua composizione chimica non contiene
nessun atomo di carbonio. Con l’idrogeno, l’umanità,
per la prima volta nella sua storia, potrebbe impiegare un
combustibile in grado di fornire energia senza rilasciare
né l’ossido di carbonio né l’anidride carbonica. L’idrogeno
Idrogeno, “fuel cell”
e utilizzi in ambito
automotive
Lorenzo Sbaraini
divide con l’ossigeno ed il silicio la classifica degli elementi
più diffusi sul nostro pianeta ed è contenuto nell’acqua
in tutte le forme organiche. Costituisce il 75% della biosfera
terrestre, ma sul nostro pianeta non è diffuso allo stato
puro perché la forza gravitazionale non trattiene le sue
molecole che sono molto leggere. L’idrogeno si può reperire
isolato solo nelle zone vulcaniche, in alcuni siti petroliferi,
anche se piccole quantità, e ad un’altezza di 100 km.
Altrimenti è sempre combinato con l’ossigeno nell’acqua
oppure lo si trova legato con il carbonio e con altri elementi.
Anche il 10% del peso del corpo umano è rappresentato
da questo elemento. L’idrogeno, rispetto a tutti gli
altri combustibili, ha il più alto contenuto energetico, in
relazione alla massa. Per produrre energia ottenibile da 1
kg di idrogeno occorrono 2.8 kg di benzina oppure 2.1 kg
di gas naturale. I primi impieghi significativi della cella a
combustibile a idrogeno apparvero nei programmi spaziali
della NASA. Da allora esse furono chiamate prevalentemente
con la denominazione inglese ‘fuel cells’. America e
Russia hanno impiegato costantemente l’idrogeno per alimentare
le cella combustibile a bordo delle prime navicelle
fino allo Space Shuttle. L’attenzione verso l’idrogeno
come possibile fonte di energia per i veicoli terrestri e per
i sistemi di produzione di elettricità, risale solo agli inizi
degli anni ’70, nel periodo successivo alla prima crisi petrolifera.
Molti scienziati e governi, intimoriti dall’improvvisa
impennata dei prezzi del petrolio, presero in considerazione
l’idrogeno come combustibile per i veicoli, e per le
centrali elettriche di piccola taglia furono avviati molti
programmi di ricerca per valutare i vantaggi potenziali
dell’utilizzo del gas in campo energetico. Furono altresì
evidenziati i principali problemi tecnici connessi con il
suo impiego: la produzione, lo stoccaggio ed il trasporto.
Durante il ventennio 1975-1995 successivo alla prima crisi
petrolifera, furono sviluppati numerosi sistemi e nuove
tecnologie per ottenere l’energia elettrica anche da fonti
➙

40 Brescia ricerche 67/09
rinnovabili. Aumentava di nuovo l’interesse verso l’idrogeno
perché nascevano nuove possibilità di realizzare l’elettrolisi
a costi più bassi, mentre si diffondevano le motivazioni
per utilizzarlo nei sistemi di produzione di energia
come combustibile alternativo ai derivati del petrolio. Negli
stessi anni gli scienziati pubblicavano i primi rapporti
precisi e molto preoccupati sulle conseguenze dell’effetto
serra. Quindi, se inizialmente l’obiettivo che aveva spinto
il ricercatore ad esplorare la possibilità di impiego dell’
idrogeno era stato soprattutto quello di limitare la dipendenza
dal petrolio, negli anni ’90 si aggiungeva anche la
necessità di sperimentare soluzioni in grado di eliminare
le emissioni di gas serra. Con l’inizio dell’ultima decade
del ventesimo secolo, iniziative finalizzate alla diffusione
dell’impiego dell’idrogeno si sono moltiplicate ovunque
nel mondo. La tematica dell’ambiente ha toccato fortemente
anche l’ambito sociale e le comunità hanno attivato
ogni genere di iniziativa in tema di energie e di ambiente.
Si sono formati consorzi ed attività di promozione che
hanno proposto modelli energetici basati sulla produzione
di elettricità da fonti rinnovabili e sull’idrogeno ottenuto
da elettrolisi. L’obiettivo è ormai quello di diffondere l’utilizzo
dell’idrogeno verso il più grande numero di utenti
possibile, in modo da raggiungere un’economia di scala
tale da rendere vantaggioso la fabbricazione intensiva dei
sistemi a ‘‘fuel cell’’. L’obiettivo è quello di produrre idrogeno
in modo sempre meno dipendente dai combustibili
fossili tradizionali.
Quando si parla di veicoli ad idrogeno c’è sempre qualcuno
pronto a sostenere che l’idea è un’utopia, che l’idrogeno
non potrà mai essere effettivamente disponibile in modo
capillare sul territorio. Qualcun altro aggiunge che, in ogni
caso, esso sarebbe ricavato da fonti fossili e da processi di
schema del processo
di steam reforming
produzione simili a quelli che sono impiegati per ottenere
il gasolio e la benzina dal petrolio. Quindi basati sullo
spreco irreversibile di risorse con una collaterale produzione
di inquinanti. Per quanto riguarda la produzione sono
disponibili diverse tecnologie e naturalmente andrebbero
privilegiate quelle che permettono di ottenerlo nel rispetto
di due vincoli fondamentali: la compatibilità ambientale ed
un costo di produzione accettabile. È contraddittorio voler
ricorrere all’idrogeno quale combustibile pulito ed economicamente
vantaggioso, producendolo mediante processi
che emettono gas nocivi oppure che sprecano più energia
di quella che si desidera utilizzare. Il metodo ideale per la
sua produzione sarebbe ricavarlo dall’acqua, che può essere
scomposta nei suoi due costituenti (idrogeno e ossigeno)
tramite l’elettrolisi. Se però l’energia elettrica necessaria
per questo processo viene prodotta in modo tradizionale,
si ricade nella contraddizione di dover mettere in conto
un certo costo economico e ambientale per ricavare l’idrogeno
perché si continuerebbero a consumare combustibili
fossili. Il processo di elettrolisi veramente pulito ed economicamente
vantaggioso deve invece poter impiegare corrente
elettrica ottenuta da fonti rinnovabili e oggi questo è
già possibile. Negli ultimi anni, si sta diffondendo ovunque
un numero di iniziative per sviluppare sistemi per ottenere
energia elettrica da fonti rinnovabili. Sono allo studio anche
nuove metodologie che sfruttano le caratteristiche di
materiali speciali che possono abbattere in parte l’anidride
carbonica chimicamente durante i processi di produzione
di idrogeno da fonti fossili. Questi accorgimenti permettono
già oggi di avere l’idrogeno attraverso processi quasi
puliti, in attesa che prevalga l’elettrolisi che sfrutta l’elettricità
prodotta da fonti rinnovabili (che è il metodo totalmente
privo di emissioni).
➙

IDROGENO, FUEL CELL E UTILIZZI IN AMBITO AUTOMOTIVE 41
Metodi di produzione:
lo steam reforming e l’elettrolisi
Il 50% circa dell’idrogeno prodotto nel mondo si ottiene
con lo steam reforming del metano. Il processo è diffuso
ovunque e si basa sulla sua reazione con il vapore acqueo.
Come punto di partenza si utilizza il metano contenuto
nel gas naturale. Si potrebbe partire anche dagli idrocarburi
pesanti ottenuti dal cracking del petrolio, ma il prodotto
finale deve essere idrogeno puro con un costo accettabile
e ottenerlo attraverso questa strada sarebbe antieconomico,
perché la spesa energetica necessaria sarebbe
troppo elevata. Lo steam reforming consiste nella reazione
chimica del metano col vapore d’acqua alla temperatura
di circa 800 °C e alla pressione di 2.5 Mpa in presenza
di opportuni catalizzatori, di solito a base di nichel. Il valore
di pressione e di temperatura a cui avviene il processo
implicano una certa spesa energetica di compressione e
di calore. Un primo step di reazioni chimiche divide le
molecole di metano in idrogeno e in ossido di carbonio
(CO). Nel secondo step la miscela contenente CO viene
fatta reagire con altro vapore acqueo alla temperatura di
circa 400 °C. In tale fase si ottiene anidride carbonica
(CO 2 ) ed ancora idrogeno. Questa seconda reazione si definisce
‘shift’. Il rendimento globale del processo di steam
reforming è di circa il 65-70%, ma alcuni impianti raggiungono
il 75-85%. Per il rendimento si intende il rapporto
fra il contenuto energetico dell’idrogeno che viene
reso disponibile all’uscita dal processo e quello del metano
di partenza, al quale va sommata l’energia spesa per
tenere attivo il ciclo ai valori di pressione e temperature
indicati. Gli impianti più moderni sono dotati di sistemi
di recupero dell’energia contenuta nei gas di scarto e dal
vapore; quest’ultimo viene reso disponibile alla pressione
di 46 bar e può essere utilizzato per produrre elettricità,
mentre i gas, che contengono un’aliquota di circa 50-60%
di combustibile, vengono depurati dall’anidride carbonica
e sono riutilizzati per alimentare il processo. L’anidride
carbonica emersa durante questa ulteriore trasformazione
è pari a circa il 40-50% del totale dei gas di scarto e viene
eliminata. L’inevitabile produzione collaterale di anidride
carbonica costituisce il fattore critico dello steam reforming.
La compatibilità ambientale di questo processo oggi
è altamente controllata: la CO 2 prodotta, come già accennato,
viene isolata o abbattuta in loco; la ricerca applicata
più recente è riuscita a renderlo estremamente efficiente e
pulito. Una versione innovativa dello steam reforming,
denominata SER (Sorbion Enhanced Reforming) produce
l’idrogeno a temperatura più bassa. Il SER è abbinato ad
un sistema di rimozione selettivo dell’anidride carbonica,
che evita il costo dei sistemi di purificazione. Si stanno individuando
nuovi materiali per l’assorbimento della CO 2
prodotta dal SER per facilitare il suo ‘sequestro’. Dal punto
di vista dei consumi questi impianti sono sempre dotati
di sottosistemi per il recupero del calore, in modo che il
rendimento energetico globale del sistema sia il massimo
possibile. I costi per produrre l’idrogeno per mezzo dello
steam reforming non sono minori di quelli degli altri sistemi
di produzione del gas, compresa la già citata elettrolisi.
In questi ultimi anni lo steam reforming ha avuto un
notevole incremento di efficienza, grazie all’impiego di
nuove tecnologie e di nuovi materiali. Tale processo per la
produzione di idrogeno può anche essere localizzato sul
luogo di distribuzione del gas (vicino alla stazione di rifornimento
per i veicoli a idrogeno e agli impianti di produzione
di energia elettrica ad uso residenziale).
Il processo di steam reforming appena descritto si basa
sul metano o sui derivati dal petrolio le cui molecole contengono,
però, oltre all’idrogeno anche carbonio. Quindi
esiste sempre la necessità di eliminare il CO e la CO 2 che
vengono prodotti. L’elettrolisi della molecola dell’acqua è
invece il procedimento diretto e pulito per ottenere l’idrogeno.
Però questa tecnologia contribuisce solo per il 5%
alla produzione mondiale. In sintesi il processo avviene
come segue. Nell’acqua sono immersi due elettrodi, uno
positivo e uno negativo. Il flusso di elettroni, che coincide
con l’elettricità fornita al sistema, entra nella cella dall’elettrodo
negativo attraverso una soluzione acquosa che, in
questo caso, svolge la funzione di elettrolita. Sotto l’azione
del campo elettrico generato dagli elettrodi, l’idrogeno e
l’ossigeno della molecola dell’acqua si separano chimicamente,
diventando ioni e prendendo due direzioni diverse.
Le due zone della cella in cui avviene il processo sono
divise da un diaframma microporoso che può essere attraversato
solo da ioni. L’idrogeno si accumula quindi dalla
parte del catodo e l’ossigeno da quella dell’anodo. L’acqua
consumata durante il processo di elettrolisi deve essere
integrata di continuo. L’elettrolisi richiede energia perché
la divisione della molecola dell’acqua avviene a spese della
corrente elettrica che viene utilizzata nel processo. Il gas
esce alla pressione di 6 bar ed è già puro al 99.95%. Normalmente
la corrente elettrica impiegata per il funzionamento
degli elettrolizzatori è quella della rete, prodotta in
prevalenza dalle centrali termoelettriche e quindi ottenute
da combustibili fossili. Ma se, come previsto, la diffusione
di nuovi sistemi stazionari e veicolari ad idrogeno provocherà
un forte aumento della domanda del gas, si potrà
attivare una sua produzione parallela mediante elettrolisi
alimentata dalla corrente prodotta dalle centrali idroelettriche,
nei momenti di minore richiesta di rete. La ricerca
applicata è impegnata ad ottimizzare l’elettrolisi in modo
da migliorarne il rendimento e contenere la spesa energetica
per sostenerlo. Una possibilità è quella di far avvenire
il processo a temperature più elevate (900-1.000 °C), per-
➙

42 Brescia ricerche 67/09
ché in tali condizioni la reazione elettrolitica è facilitata e
accelerata. Con l’accorgimento della temperatura elevata
il rendimento del processo elettrolitico può aumentare
anche del 30% rispetto a quello dell’elettrolisi standard.
Questo si può ottenere anche senza spesa aggiuntiva di
energia, per esempio utilizzando il vapore prodotto in eccesso,
a circa 900 °C, da altri processi industriali e che
normalmente viene disperso. Altre ricerche molto recenti
sono tese ad ottimizzare i materiali che costituiscono i due
elettrodi, in modo da facilitare i flussi di corrente al loro
interno e ridurre le perdite elettriche.
Dall’idrogeno all’energia elettrica prodotta
dalle “fuel-cell”
Una volta che si ha a disposizione l’idrogeno, questo deve
essere usato nelle celle a combustibile per produrre l’energia
elettrica necessaria a far funzionare un veicolo. Tutte
le celle hanno la medesima struttura di base; ovvero sono
costituite da due elettrodi (un anodo e un catodo) tra i
quali viene interposto un elettrolita che serve per far avvenire
le reazioni elettrochimiche che consentono di ottenere
una corrente elettrica partendo dall’idrogeno.
Per offrire una visione dinamica del funzionamento della
‘‘fuel cell’’ possiamo far riferimento alla seguente figura.
Dal momento in cui la cella 8 (in particolare l’anodo) comincia
ad essere investita dall’idrogeno, si attiva una produzione
progressiva di ioni ed elettroni dovuta alla reazio-
ne che si ha nella zona di contatto fra l’anodo e l’elettrolita.
La reazione chimica è la seguente:
2H2 ⇒ 4H + + 4e –
Gli elettroni prodotti possono muoversi liberamente, a
partire dalla zona in cui è avvenuta la reazione, solo attraverso
la struttura dell’elettrodo perché solo esso è costituito
da materiale conduttivo. In nessun caso possono attraversare
l’elettrolita. Allo stesso tempo c’è invece una
massiccia migrazione attraverso l’elettrolita dei soli ioni
H + diretti all’altro elettrodo (catodo) ove avverrà la reazione
di riduzione dell’ossigeno fornito alla cella. Fra i due
ambienti di reazione c’è quindi un flusso di elettroni, e la
circolazione degli elettroni prodotti dalla cella a combustibile
coincide con una corrente elettrica. Un circuito elettrico
provvederà a cedere la potenza prodotta dalla cella
ad un motore elettrico (oppure ad un altro utilizzatore). Il
circuito elettrico esterno necessario per fornire corrente
all’utilizzatore è connesso con l’anodo e si richiude sul catodo.
Presso il catodo avviene la seconda importante reazione
che caratterizza il funzionamento globale della ‘‘fuel
cell’’. Gli elettroni che hanno percorso il circuito elettrico
esterno e ceduto potenza all’utilizzatore, incontrano al catodo
gli ioni H + che hanno attraversato direttamente l’elettrolita,
oltre ad una certa quantità di ossigeno che deve
essere assicurato mediante l’alimentazione dall’esterno.
La reazione chimica al catodo è la seguente:
O2 + 4H + + 4e – ⇒ 2H2 O
e produce acqua (calda e distillata).
schema di funzionamento
di una “fuel-cell”
➙

IDROGENO, FUEL CELL E UTILIZZI IN AMBITO AUTOMOTIVE 43
Quindi in ingresso alla cella si hanno idrogeno e ossigeno,
e si ottengono come prodotti finali una corrente elettrica e
acqua.
Le diverse tipologie di veicoli
I veicoli ad idrogeno sono mossi dall’elettricità prodotta
dalle ‘‘fuel cell’’, ma di norma la loro architettura di trazione
è ibrida, il che significa che a bordo può essere
presente anche un certo numero di batterie. La potenza
viene gestita da un controllo elettronico interfacciato ad
un motore elettrico che trasforma la corrente in energia
meccanica che muove le ruote. Il guidatore dosa la velocità
del veicolo interagendo con il sistema di controllo
mediante il pedale dell’acceleratore come nelle automobili
normali. In base alla tipologia di vettura (city-car,
berlina, ecc.) il grado di ibridizzazione cambia anche in
modo significativo.
Il traffico urbano non permette grande velocità di punta.
In tal caso è sufficiente garantire al veicolo una buona
autonomia giornaliera e la possibilità di far fronte ai
transitori di funzionamento (accelerazioni, decelerazioni,
frenate) che in città sono molto frequenti. Una citycar
mossa esclusivamente dalle batterie classiche ha
un’autonomia di circa 50-70 km, molto modesta rispetto
ai 120-140 km e oltre raggiungibile dalla stessa vettura
mossa da un sistema a idrogeno a ‘‘fuel cell’’. I valori potenzialmente
raggiungibili dipendono dalle caratteristiche
del mezzo e dalle scelte tecniche del costruttore. Nel
caso di un’utilitaria si può adottare un’architettura ibrida
costituita da un piccolo insieme di batterie speciali a
basso ingombro coadiuvate da uno stack di ‘‘fuel cell’’
(centinaia di “fuel-cell” collegate tra di loro) di dimensioni
contenute e da un super condensatore. Quest’architettura
di trazione, ibrida ‘‘fuel cell’’/batteria, garantisce
una buona autonomia, spazio sufficiente a bordo
vettura e ottimi spunti di accelerazione. In questa configurazione,
l’intero sistema è di dimensione contenuta e
il suo ruolo si riduce a quello di sorgente di potenza ausiliaria.
Quando la potenza elettrica fornita dalle ‘‘fuel
cell’’ è di poco prevalente rispetto a quella fornita dalle
batterie, la configurazione ibrida ‘‘fuel cell’’/batteria si
definisce “load traveller”.
L’energia elettrica delle batterie viene utilizzata quando
sono necessarie buone coppie di spunto come nei transi-
tori di avviamento del veicolo, nella fase di accelerazione
oppure in salita. Per avere un ingombro generale più contenuto,
si cerca di adottare batterie molto compatte ad alta
energia specifica (litio-ioni, nichel-idruri metallici, nichel-cloruro
di sodio, batterie polimeriche, ecc.). Spesso si
fa in modo che le ‘‘fuel cell’’ vengano interfacciate con le
batterie per assicurarne la ricarica. In tali casi saranno le
batterie a fornire in prevalenza la corrente per la trazione.
In linea generale, nei veicoli a idrogeno, si cerca di evitare
il collegamento diretto tra le ‘‘fuel cell’’ e il controllo del
motore elettrico. Le celle a combustibile rendono al meglio
quando funzionano in condizioni stazionarie, cioè
senza brusche variazioni di regime. Interporre le batterie
fra le ‘‘fuel cell’’ e il controllo del motore elettrico permette
di allungare la vita dello stack.
In un’altra tipologia di configurazione ibrida chiamata
‘range extender’, le ‘‘fuel cell’’ forniscono un’aliquota minore
della potenza elettrica complessiva di bordo, mentre
la maggior parte della potenza utilizzata dal motore elettrico
è fornita dalle batterie.
La definizione “range extender” è tipicamente adottata nel
caso in cui i contributi energetici da parte dello stack siano
minori del 25%. In questa configurazione le ‘‘fuel cell’’
hanno soprattutto la funzione di caricare le batterie per
garantire maggiori percorrenze al veicolo. Questo, per
esempio, è il caso di veicoli elettrici di dimensioni più
grandi concepiti originariamente a batterie e che, grazie
alle celle a combustibile, possono aumentare il numero di
chilometri percorribili oppure, a parità di autonomia, possono
avere un ingombro del pacco batterie più ridotto.
Infine, per l’impiego del veicolo fuori città, ove la velocità
media è più elevata, è preferibile una configurazione
‘‘fuel cell’’ diretta, detta anche “full power”. In questo caso
sono le ‘‘fuel cell’’ che provvedono a fornire tutta (o
quasi tutta) la potenza elettrica al veicolo. Un funzionamento
extraurbano basato in prevalenza sulle batterie
tenderebbe a scaricarle troppo in fretta, quindi è meglio
che siano le ‘‘fuel cell’’ a soddisfare in modo continuativo la
richiesta di potenza. Il pacco-batteria è presente ugualmente
a bordo, ma la sua dimensione è volutamente contenuta.
Comunque anche l’architettura “full power” può prevedere
un certo grado di ibridizzazione: il motore elettrico
può ricevere energia elettrica in parte dalle ‘‘fuel cell’’ e
in parte dalle batterie. Sarà il sistema di controllo a gestire
al meglio l’energia elettrica disponibile a bordo, in relazione
alle caratteristiche del veicolo e alla sua condizione
operativa.

44 Brescia ricerche 67/09
La promozione delle fonti rinnovabili e l’efficienza energetica
sono fra i temi chiave su cui si fonda la politica europea
per contrastare l’inquinamento atmosferico, i cambiamenti
climatici e l’esaurimento delle materie prime. E
parte fondamentale di questa politica è la previsione di
aiuti pubblici specifici per le energie rinnovabili. Il sostegno,
in campo europeo e nazionale,va dalla realizzazione
di nuovi impianti alimentati da fonti energetiche alternative,
all’introduzione di tecnologie eco innovative in campo
industriale, nonché alla produzione di energia pulita.
La situazione in Europa
A livello comunitario il sistema di aiuti in campo energetico
fa riferimento a due distinti programmi, “Energia Intelligente
per l’Europa” ed “Ecoinnovazione”.
Nel primo caso ad essere incentivata è l’attività di ricerca a
carattere internazionale nel campo dell’efficienza energetica
e dell’uso di fonti di energia nuove e rinnovabili, mentre
nel secondo caso il sostegno è diretto a progetti pilota che
contribuiscano a ridurre l’impatto ambientale e ad ottimizzare
l’uso delle risorse, in particolare attraverso attività dimostrative
e di disseminazione di buone pratiche.
L’invito a presentare proposte è aperto a tutti e prevede
per i progetti selezionati l’erogazione di un contributo a
fondo perduto a parziale copertura dei costi progettuali,
in misura variabile dal 50% al 75%.
I bandi vengono pubblicati dalla Commissione Europea
con cadenza annuale, l’uscita dei prossimi inviti è attesa
per la primavera del 2010.
In Italia
A livello nazionale è stato recentemente attivato, con una
dotazione di 600 milioni di euro, il Fondo Rotativo per
l’attuazione del Protocollo di Kyoto, istituito dalla Legge
Fonti rinnovabili,
incentivi al futuro
Marco Tabladini
Gruppo Impresa
Finanziaria per il 2007 e rivolto a imprese, enti di ricerca,
ESCO, persone fisiche e giuridiche e soggetti pubblici che
intendono investire nel settore.
Ad essere finanziata è l’installazione di impianti di microgenerazione
ad alto rendimento elettrico e termico e di
impianti di piccola taglia per l’utilizzazione delle fonti rinnovabili
per la generazione di elettricità o calore, nonché
la sostituzione di motori elettrici con motori ad alta efficienza,
il risparmio energetico, l’eliminazione delle emissioni
di protossido di azoto dai processi industriali ed in
agricoltura, nonché le attività di ricerca.
Sono generalmente ammessi all’incentivo i costi relativi
alla progettazione di sistema (compresa l’eventuale realizzazione
di diagnosi energetica e studi di fattibilità) nel limite
dell’8% del totale generale, alle apparecchiature e alla
fornitura di materiali e componenti; alle infrastrutture
e opere edili, all’allacciamento alla rete o al montaggio; ai
costi di installazione, compresi l’avviamento e il collaudo.
Il fondo prevede la concessione di un finanziamento agevolato
a un tasso fisso, di durata compresa tra i tre e i sei
anni, nella misura massima del 90% delle spese ammesse
per i soggetti pubblici e del 70% per le imprese, le persone
fisiche e giuridiche.
E’ invece riservata agli Istituti Superiori di Ricerca, alle
Università e ai loro Consorzi l’opportunità di finanziare le
attività di ricerca per lo sviluppo di tecnologie innovative
per la produzione di energia da fonti rinnovabili, per la
produzione, la separazione e l’accumulo di idrogeno, per lo
sviluppo di materiali, componenti e configurazioni innovative
di celle a combustibile. In questo caso il sostegno pubblico
può raggiungere fino al 50% del progetto presentato.
Per la presentazione delle domande si deve ora attendere
la pubblicazione della circolare applicativa.
La produzione di energia da fonti rinnovabili, è invece
agevolata tramite incentivi di tipo “quota system”, quali i
certificati verdi e i titoli di efficienza energetica, e di tipo
“feed in tariff”, quali il conto energia e la tariffa omnicomprensiva.
➙

FONTI RINNOVABILI, INCENTIVI AL FUTURO 45
Il sistema quota system presuppone l’individuazione di un
soggetto tenuto all’immissione in rete di un determinato
quantitativo di energia da fonti rinnovabili. Tale obbligo può
essere rispettato mediante la produzione diretta di energia
pulita o attraverso l’acquisto da soggetti terzi di certificati
corrispondenti alla quota di energia rinnovabile imposta.
Così avviene per i certificati verdi. Il prezzo di scambio è pari
alla differenza tra un valore fisso (180 euro per MWh) ed il
valore annuo del prezzo di cessione dell’energia elettrica definito
annualmente dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il
Gas. Per il 2009 il prezzo è di 88,66 €/MWh ma, nell’ipotesi
che il produttore decida di non immettere sul mercato i propri
certificati ma di chiederne il ritiro al soggetto Gestore del
Servizio Elettrico, il GSE, il valore degli stessi sarà ancorato
al valor medio di vendita dell’anno precedente.
A partire dal 2008 il GSE emette certificati in numero pari
al risultato dei MWh prodotti moltiplicati per il corrispondente
coefficiente variabile per ciascuna fonte fra un
minimo di 0,8 e un massimo di 1,8 (1 per gli impianti e
per le centrali ibride entrati in esercizio prima del 31 dicembre
2007, per gli impianti di cogenerazione e per impianti
con rifiuti non biodegradabili).
I Titoli di Efficienza Energetica, anche detti certificati
bianchi, sono emessi a favore dei soggetti che realizzano
progetti di risparmio energetico sulla base di una certificazione
effettuata dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il
Gas, quali i distributori di energia elettrica e gas naturale
(o società da esse controllate) e le ESCO. Gli interventi di
risparmio possono essere sia a monte del processo produttivo
sia presso l’utente finale, ad esempio favorendo la
sostituzione di elettrodomestici e caldaie in favore di apparecchi
a più alta efficienza.
Le operazioni di scambio dei certificati bianchi, svolte attraverso
contratti bilaterali o tramite il mercato gestito
dal Gestore del Mercato Elettrico, permettono ai distributori
di energia che hanno ottenuto risparmi inferiori al loro
obiettivo annuo e che, quindi, non sono in grado di ottemperare
agli obblighi di legge imposti, di adempiere ai
loro impegni. Viceversa i produttori che raggiungono risparmi
eccedenti hanno la possibilità di realizzare profitti
vendendo i propri titoli.
Il conseguimento dei Titoli di Efficienza Energetica varia in
funzione della tipologia di progetto sottoscritto, quindi, del
risparmio ottenuto. Le soglie per l’ottenimento del certificato
vanno da un minimo di 25 ad un massimo di 200 tep annui
(tonnellata equivalente di petrolio risparmiata). Un singolo
certificato bianco equivale a un risparmio di 1 tep.
Nel sistema “feed in tariff” viene invece incentivata direttamente
l’energia prodotta, che è ritirata ad un valore superiore
a quello di mercato poiché comprensivo della quota
di incentivo.
Il “conto energia”, gestito dal GRTN, il Gestore del Sistema
Elettrico Nazionale, premia, con tariffe incentivanti e
per un periodo di venti anni, l’energia prodotta dagli impianti
fotovoltaici, energia che può essere auto consuma-
ta, anche con il sistema dello scambio sul posto, oppure
venduta al mercato.
In particolare, per gli impianti entrati in esercizio a partire
dal 1 gennaio 2009, é prevista la corresponsione di tariffe
comprese tra 0,353 e 0,480 €/kWh in funzione della
classe di potenza degli impianti e del livello di integrazione
architettonica.
E’ previsto un incremento del 5% delle tariffe per le scuole
o le strutture sanitarie pubbliche, gli enti locali con popolazione
minore a 5 mila abitanti, gli edifici, i fabbricati e le
strutture di destinazione agricola in sostituzione di coperture
in eternit o contenenti amianto, gli impianti superiori
a 3kW non integrati il cui soggetto responsabile autoconsumi
almeno il 70% dell’energia prodotta.
In alternativa ai certificati verdi, la Legge Finanziaria
2008 ha introdotto il sistema della tariffa omnicomprensiva
per l’energia prodotta da fonti rinnovabili. L’incentivo
varia in funzione della fonte rinnovabile di origine, ed è
riconosciuto agli impianti di potenza nominale media annua
non superiore ad 1 MW (o non superiore a 0,2 MW
per gli impianti eolici) entrati in esercizio dopo il 31 dicembre
2007. La tariffa varia da un minimo di 18 ed un
massimo di 30 €cent/Kwh.
Cosa accade in Lombardia
In Lombardia il sostegno alle fonti rinnovabili passa invece
dal Programma Operativo Regionale (POR) e dal nuovo
Piano di Sviluppo Rurale (PSR), i programmi cofinanziati
dall’Unione Europea che saranno attivi fino al 2013.
Il riferimento è alle misure dell’Asse 2 del POR che finanziano,
con uno stanziamento di 50 milioni di euro, la realizzazione
di progetti volti alla riduzione dei consumi
energetici, all’incremento della produzione da fonti rinnovabili
e allo sviluppo della cogenarazione. Se si guarda all’entità
delle risorse stanziate sul POR per i temi del risparmio
energetico e dello sviluppo delle fonti rinnovabili,
la Lombardia si colloca nel contesto nazionale fra le prime
dieci Regioni. Prime in graduatoria la Campania, con 300
milioni di euro di fondi stanziati, seguono Piemonte e Calabria.
Tale classifica non tiene conto però dell’entità delle
quote di contribuzione comunitaria in rapporto allo stanziamento
complessivo che è quasi doppio per le regioni
del Mezzogiorno.
L’obiettivo è incentivare, da un lato interventi innovativi,
anche a valenza dimostrativa, mirati a ridurre i consumi e
implementare la certificazione energetica, e, dall’altro, la
realizzazione o l’estensione delle reti di teleriscaldamento,
la produzione da impianti mini-idroelettrici e da fonti
geotermiche nonché sistemi a pompa di calore.
Fra le prime misure attivate vi è la linea 2.1.2.2, pubblicata
nell’aprile dello scorso anno, che ha messo a disposizione
degli enti locali ben 10 milioni di euro per il miglioramento
dell’efficienza energetica degli impianti di illumi-
➙

46 Brescia ricerche 67/09
nazione pubblica. Le domande sono ancora in corso di valutazione,
mentre sono già state pubblicate le graduatorie
del bando per le reti di teleriscaldamento con il quale sono
stati assegnati ad enti locali, imprese, società pubbliche
e private, fondi per 19,5 milioni di euro con il finanziamento
del POR.
E’ invece aperto fino al 22 ottobre. il bando del POR che
sostiene la ricerca nel settore dell’efficienza energetica con
un contributo a fondo perduto fino all’80% dei costi sostenuti
dalle piccole e medie imprese.
I progetti devono riguardare la messa a punto di nuovi
prodotti, processi o servizi e ricadere in una dei seguenti
ambiti: edilizia (materiali, prodotti, processi con caratteristiche
innovative), processi industriali, macchine e motori
elettrici ad alta efficienza energetica, tecnologie avanzate
per l’illuminazione.
Possono ad esempio essere finanziate le spese relative al
personale (ricercatori, tecnici e altro personale ausiliario),
ai costi degli strumenti e delle attrezzature impiegati nel
progetto; ai costi della ricerca contrattuale, dei brevetti,
delle consulenze e delle competenze tecniche; alle spese
generali (fino al 10% del costo complessivo del personale),
ed altri costi di esercizio, incluso il costo dei materiali,
delle forniture e di prodotti analoghi.
A disposizione sull’intero territorio regionale vi sono 15
milioni di euro.
Opportunità aperte anche per gli enti pubblici. Il riferimento
in questo caso è al bando per la realizzazione di
Strumenti Settore
FONDO ROTATIVO
KYOTO
NUOVO CONTO
ENERGIA
TARIFFA FISSA
OMNICOMPRENSIVA
Imprese,
ESCO, persone
Persone
impianti solari termici destinati alla produzione di acqua
ed aria calda, aventi una producibilità uguale o superiore
a 10.000 KWh/anno e dotati di contatore di calore. Il contributo
è pari al 50% dei costi ammissibili fino ad un massimo
di 50 mila euro (60 mila euro se l’impianto è dimensionato
anche per la climatizzazione estiva). Le domande
saranno esaminate ed ammesse al contributo seguendo
l’ordine di arrivo al protocollo e sino all’esaurimento delle
risorse disponibili.
Si attende invece ancora per la pubblicazione dei bandi
delle linee 2.1.1.2 per la produzione di energia da impianti
mini-idroelettrici, da fonti geotermiche e attraverso sistemi
a pompa di calore, e della 2.1.2.1 per il risparmio e la
certificazione energetica.
Il sostegno regionale si concretizza nella concessione di
un contributo a fondo perduto, e/o di un finanziamento a
tasso agevolato, a parziale copertura dei costi di ciascun
progetto.
Da ultimo il Piano di Sviluppo Rurale, rivolto al sistema
agricolo e agroindustriale, è diretto ad incentivare il settore
delle agro energie, delle biomasse nonché la produzione
di energia rinnovabile. In particolare la misura 311 prevede
un contributo a fondo perduto per la realizzazione di
impianti (fino ad 1 Mw) alimentati da fonti alternative,
nonché l’acquisto di attrezzature, servizi e macchine funzionali
alla gestione degli impianti stessi.
Per chi investe in rinnovabili le occasioni di certo non
mancano!
➙

FONTI RINNOVABILI, INCENTIVI AL FUTURO 47
Strumenti Settore
CERTIFICATI VERDI
TITOLI DI EFFICIENZA
ENERGETICA
POR FESR
2007-2013
POR FESR
Misura 1.1.1.1 Azione A
Bando solare termico -
pubblico
PSR Misura 311 Energia
ECOINNOVAZIONE
EIE
PMI
Imprese
Persone
Persone

48 Brescia ricerche 67/09
ASAP Service Management Forum (ASAP SMF) accende i riflettori
sul prodotto come servizio, cui dedica il prossimo
convegno intersettoriale, previsto a Brescia il 5 e 6 novembre
prossimi. Il tema sta assumendo nuova attualità alla luce
delle contingenze dei mercati: sempre più imprese vorrebbero
ripensare il proprio modello di business, non solo per
mantenere margini e quote di mercato, ma anche per rispondere
in modo proattivo ad un consumatore che sta cambiando.
Gli acquirenti oggi chiedono non solo una risposta ad un
bisogno emergente, ma esperienze d’uso gratificanti per tutto
il ciclo di vita del prodotto.
Il prodotto come servizio impone una nuova strategia: occorre
cambiare la cultura organizzativa e gestionale, con una più
stretta collaborazione fra marketing, operazioni, ricerca e sviluppo,
per affrontare le sfide competitive e cogliere in anticipo
l’orientamento dei clienti. Il convegno indagherà proprio questo
scenario in divenire, con due sessioni tecniche, una tavola
rotonda animata dagli amministratori delegati e dagli esponenti
di vertice di alcune aziende leader, italiane e straniere,
ed il key note speech del professor Andy Neely della Cranfield
School of Management (Regno Unito). I contenuti ed i messaggi
saranno messi a punto, poche settimane prima dell’evento,
dagli stessi top manager industriali che interverranno alla
Un’immagine della scorsa edizione del convegno
ASAP SMF: il prodotto
come servizio
“vitamina” delle nuove
sfide competitive
tavola rotonda, con il supporto dei ricercatori di ASAP SMF.
Hanno già aderito importanti realtà industriali, quali: Berloni
Group, Brembo, CMS Industries, Epta Refrigeration, Fiat
Group, Fidia, Franke, GE Oil & Gas, Mediamarket, Miele, Océ,
SIAD Macchine Impianti e Volvo.
ASAP Service Management Forum è una community per la
ricerca, la formazione ed il trasferimento di soluzioni applicate
alle attività di servizio dopo vendita, cui aderiscono oltre
50 aziende, appartenenti ai settori automotive, apparecchio
domestico e professionale, elettronica di consumo, termotecnica,
sistemi digitali e machinery. Nasce nel 2003 dalla collaborazione
di gruppi di ricerca delle Università di Bergamo,
Brescia e Firenze, dell’Università Bocconi e del Politecnico di
Milano, che operano in progetti di innovazione gestionale e
tecnologica anche a livello internazionale. ASAP SMF promuove
la cultura organizzativa dei servizi dopo vendita con
eventi di formazione, workshop e convegni, stimolando il
networking professionale e realizzando pubblicazioni tematiche,
tecnico-scientifiche e divulgative. La community ha al
proprio attivo decine di workshop e cinque convegni annuali
intersettoriali, cui hanno contribuito relatori aziendali ed accademici
di altissimo profilo.
Per approfondimenti è disponibile il sito www.asapsmf.org

minori
costi
maggiori
performance
maggiore
produttività