Water Management, l’importanza della gestione dell’acqua

445

Uno sguardo sul mondo dell’acqua a uso industriale. Acqua ed energia unite nella gestione efficiente.

E’ un tema ricorrente negli ultimi anni, anche fra tecnici. In seguito ai cambiamenti climatici, infatti, sta diventando sempre più pressante il tema di una corretta ed efficiente gestione della risorsa idrica, che viene sempre di più considerata un bene prezioso e, salvo le contingenze metereologiche, sostanzialmente “scarso”. L’occasione dell’uscita del Water Management Report ad opera dell’Energy & Strategy Group (E&SG) del Politecnico di Milano, recentemente pubblicato, offre una base di riflessione basata su dati concreti e una solida metodologia di approccio al problema.

Ispirandoci ad esso possiamo cercare di inquadrare gli elementi di valutazione e farli calare nella realtà industriale che ci compete. In Italia il volume totale di acqua dolce prelevato dall’ambiente è stimato in circa 33,7 miliardi di metri cubi. L’agricoltura è il settore che preleva più acqua, circa il 50,45%, ma utilizza solo marginalmente la rete idrica generale (Figura 1). Il settore industriale preleva il 22,85% dell’acqua complessiva e si basa soprattutto su sistemi di prelievo dedicati, approvvigionandosi in misura meno significativa da acque superficiali, consorzi e rete idrica civile.

Per quanto riguarda proprio il settore industriale, nel 2015 il volume di acqua dolce complessivamente consumata è stato di circa 6,9 miliardi di metri cubi suddivisi tra circa 5,5 miliardi nell’industria manifatturiera e circa 1,4 miliardi nella produzione di energia. Con circa 681 milioni di metri cubi, il settore della chimica e dei prodotti chimici è quello che ha consumato più acqua, seguito dal settore della gomma e materie plastiche (con circa 645 milioni di metri cubi). L’industria alimentare si attesta su consumi inferiori della metà, da tali valori sono esclusi i consumi di acqua per i servizi igienici ed il consumo umano all’interno degli stabilimenti produttivi (Figura 2).

In particolare E&SG, per ciascun sub-settore, ha mappato il processo produttivo fino a evidenziare i principali utilizzi di acqua nel processo stesso e, ove possibile, nella fase (o fasi) maggiormente “water-intensive”. Si è quindi definita un’impresa di riferimento per ciascun sub-settore significativo descrivendone innanzitutto lo stato reale del flusso di acqua nel processo. E’ stato così possibile notare come, in tutti i settori, esistano già oggi numerose tecniche che consentirebbero, allo stesso tempo, una riduzione dei consumi d’acqua e un incremento della profittabilità.

Prevedibilmente nei prossimi anni si verificheranno quindi le condizioni idonee ad effettuare gli investimenti necessari per cominciare un percorso virtuoso di utilizzo efficiente della risorsa idrica, soprattutto se le condizioni “al contorno” aiuteranno a sensibilizzare gli operatori del settore industriale (limitandoci a costoro in questa sede) sul tema del Water Management. Il rendere conveniente investire non si basa comunque solo su considerazioni squisitamente economiche, ma anche su una questione di “immagine” legata alla sostenibilità delle propria impresa.

Esistono anche numerose altre opportunità di efficientamento che tuttavia sono oggi molto poco sfruttate perché si scontrano con costi della “materia prima acqua” piuttosto bassi che possono scoraggiare gli investimenti. In questo senso è importante che i “policymakers” definiscano delle condizioni normative e fiscali adatte a favorire gli investimenti miranti a risparmiare l’acqua dolce. Ma il tema dell’acqua è strettamente connesso con quello energetico, come la natura stessa del Ente ricercatore E&SG può facilmente svelare.

Infatti, focalizzandosi sui consumi energetici associati all’utilizzo d’acqua, è importante sottolineare come, grazie alla continua evoluzione tecnologica, in quasi tutte le industrie sussistano numerose di opportunità di efficientamento dei sistemi di pompaggio a partire dalla “semplice” sostituzione dei motori, puntando poi, più in generale, ad incrementare l’efficienza idraulica delle macchine e delle reti e a gestirle in modo più efficiente.

Mappatura dei principali settori industriali per consumo di acqua. Vediamo ora in concreto il criterio di mappatura dei settori industriali, settori nei quali non è al momento compreso il settore alimentare. Valgono comunque le considerazioni fatte per altri settori in attesa di una analisi più specifica che riguardi il settore dell’industria alimentare.  Prima di tutto sono state introdotte definizioni riguardanti il settore industriale, ovvero:

  • Acqua prelevata: quantità di acqua captata da corpi idrici (acque sotterranee, corsi d’acqua superficiali, laghi, bacini artificiali, acque marine o salmastre) attraverso specifiche opere di presa.
  • Acqua consumata: quantità di acqua ad uso industriale effettivamente consumata dai diversi settori industriali. Corrisponde alla somma delle quantità di acqua scaricata e di acqua persa.
  • Acqua scaricata: quantità di acqua non ricircolata nel processo industriale e restituita alla sua fonte di prelievo allo stato originale.
  • Acqua persa: quantità di acqua non ricircolata e persa per evaporazione nel processo industriale.
  • Fabbisogno di acqua: somma delle quantità di acqua consumata e di acqua ricircolata (non restituita alla sua fonte di prelievo) nel processo industriale.

Metodologia di indagine. Per ognuno dei principali settori industriali si è proceduto ad analizzare le possibili tecniche utilizzabili per il risparmio di acqua ed energia e a quantificare i potenziali risparmi. Per ogni settore l’analisi è stata articolata in 6 fasi:

  1. descrizione generale del settore industriale;
  2. ogni settore viene quindi diviso in sub-settori e verrà selezionato il sub-settore più significativo che verrà poi utilizzato per le successive analisi;
  3. per ciascun sub-settore significativo si presenta una mappatura del processo produttivo;
  4. per ogni sub-settore significativo si evidenziano quindi i principali utilizzi di acqua nel processo produttivo mappato, evidenziando, ove possibile, la fase (o le fasi) water-intensive di processo e la specifica percentuale di utilizzo di acqua;
  5. si definisce poi un’impresa di riferimento per ciascun sub-settore significativo. Per tale impresa si descrive innanzitutto lo stato effettivo del flusso di acqua nel processo, vengono quindi mappate le tecniche implementabili per il risparmio di acqua e di energia e, infine, si presenta lo stato del flusso di acqua nel processo a valle dell’implementazione di tali tecniche.

Analisi delle tecnologie water-intensive. La metodologia prevede che vengano valutati i risparmi di acqua e di energia che le diverse tecniche implementabili possono consentire. Si è cercato anche di attribuire un valore economico a tali risparmi calcolando il pay-back time (tempi di ritorno economico) dei possibili investimenti o, nel caso di investimenti che portino «soltanto» ad un risparmio di acqua, si calcola il costo che dovrebbe avere l’acqua per consentire pay-back time “ragionevoli”. In questo secondo caso, tale costo viene comparato con i costi diretti di approvvigionamento dalle diverse fonti. Il ritorno economico di tutti gli interventi che hanno come effetto il risparmio d’acqua è funzione del costo diretto di approvvigionamento dell’acqua stessa. Per gli investimenti miranti a risparmiare acqua si è quindi cercato di stimare il costo diretto di approvvigionamento che dovrebbe avere l’acqua perché il pay-back time ottenibile sia “ragionevole”. In particolare si sono ipotizzati i seguenti pay-back time obiettivo in funzione della tipologia di investimento, ove previsto:

  • 3-4 anni per sistemi di pompaggio;
  • 5-6 anni per impianti di trattamento dell’acqua;
  • 7-8 anni per scambiatori di calore.

Si fa notare, inoltre, che per tutte le valutazioni di investimento si è assunto un tasso di attualizzazione pari al 7%. Il costo diretto di approvvigionamento da acque superficiali e sotterranee corrisponde quindi ai canoni di concessione annui, che differiscono da regione a regione. Tali canoni hanno come unità di misura il “modulo” che corrisponde ad una portata di prelievo di 100 litri al secondo e possono variare da un minimo di circa 15.000 €/modulo fino a oltre i 35.000 €/modulo.

Questo si traduce in un costo diretto di approvvigionamento da acque superficiali e sotterranee che può andare da circa 0,15 €/metro cubo a circa 0,35 €/metro cubo. Per quanto riguarda la rete idrica, si può determinare il costo diretto a partire dall’analisi delle articolazioni tariffarie di competenza dei soggetti “gestori”. In particolare, il costo diretto di approvvigionamento può variare da un minimo di circa 1 €/metro cubo fino a oltre 2 €/metro cubo. In questo caso quindi il costo della “materia prima” acqua è molto elevato ma, come visto in precedenza, la quota di approvvigionamento da rete idrica è del tutto residuale per il mondo industriale (Figura 3).

Ricordiamo che il prelievo delle acque superficiali e sotterranee viene regolamentato da leggi specifiche dello Stato (come il Testo Unico delle disposizioni di legge sulle acque pubbliche e impianti elettrici, R.D. n.1775 del 11/12/1933 e successive modifiche e integrazioni) e della Regione (Regolamento Regionale n.41 del 20/11/2001, per la disciplina del procedimento di concessione di acqua pubblica). In particolare, tali normative prevedono il corrispettivo di un canone di concessione per il prelievo di acque superficiali e sotterranee.

Conclusioni. Il tema del Water Management è di estrema attualità: negli ultimi anni, anche a causa dell’aumento della popolazione globale, della forte crescita economico/industriale di molti Paesi un tempo considerati “in via di sviluppo” e dei cambiamenti climatici in atto, che interessano comunque anche il nostro Paese, è diventata sempre più importante la corretta ed efficiente gestione della risorsa idrica, che viene sempre di più considerata un bene prezioso e “scarso”. In questo contesto il rapporto del Energy Strategy Group qui esaminato ha voluto fornire un primo quadro generale sull’impiego dell’acqua dolce sia in ambito civile che industriale, ponendo le basi per i successivi, necessari, approfondimenti della ricerca.

LASCIA UN COMMENTO

Please enter your comment!
Please enter your name here