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Improved energy and resource efficiency by better coordination of production in the process industries

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Un uso delle risorse più efficiente per l’industria di trasformazione

Nuovi strumenti innovativi basati sull’ottimizzazione intendono aumentare l’efficienza energetica e la redditività delle industrie di trasformazione europee.

Cambiamento climatico e Ambiente icon Cambiamento climatico e Ambiente

Dalla trasformazione alimentare fino alla produzione di carta e alle raffinerie, i processi industriali utilizzano una grande quantità di energia. Si stima che il settore industriale usi più energia erogata di qualsiasi altro settore di utilizzo finale, consumando oltre la metà della fornitura di energia globale totale. Questo uso di energia basata su combustibili fossili comporta tuttavia costi notevoli ed emissioni di carbonio elevate. Tali costi, uniti a una pressione sempre maggiore per la riduzione delle emissioni, stanno spingendo il settore industriale a cercare nuove strade per diventare più efficiente nell’impiego delle risorse. Ed è qui che entra in gioco il progetto CoPro, finanziato dall’UE. «Il nostro obiettivo era contribuire a ridurre l’impronta di carbonio delle industrie di trasformazioni europee, migliorando l’efficienza in termini di energia e risorse di impianti e parchi industriali», afferma Sebastian Engell, professore presso il Politecnico di Dortmund e coordinatore del progetto CoPro. «Per farlo, ci siamo concentrati sull’introduzione di un migliore monitoraggio dei processi e sull’attuazione di operazioni dinamiche e ottimali per la pianificazione, la programmazione e il controllo di impianti e unità per la lavorazione interconnessi».

Un portfolio di strumenti basati sull’ottimizzazione

Durante il lavoro svolto su progetti precedenti, i ricercatori di CoPro hanno scoperto che l’efficienza in termini di energia e risorse degli impianti di trasformazione dipende in larga misura dal coordinamento di diverse unità, dalla movimentazione e dall’immagazzinamento dei materiali fino alla distribuzione di energia. «Inoltre alcune decisioni, ad esempio quale macchinario usare, quando e con quale carico, quando effettuare la manutenzione e quando arrestarlo, hanno tutte un impatto notevole sull’impiego di energia generale dell’impianto», spiega Engell. Secondo il ricercatore, CoPro ha voluto sostenere tali decisioni usando l’ottimizzazione matematica. «Abbiamo persino sviluppato metodi per coordinare il funzionamento di impianti di trasformazione che sono connessi grazie a reti di risorse, ma gestiti da divisioni aziendali diverse», aggiunge. Il progetto ha sviluppato circa 20 strumenti diversi basati sull’ottimizzazione. «Queste innovazioni riguardano un gran numero di settori e tutte condividono il medesimo obiettivo: aumentare l’efficienza energetica e la redditività delle industrie di trasformazione europee», osserva Engell. Ad esempio, CoPro ha sviluppato metodi per semplificare l’introduzione di soluzioni digitali avanzate e per integrare soluzioni basate su modelli all’interno della tecnologia informatica e operativa esistente di un impianto. Altri strumenti hanno aiutato gli operatori a migliorare l’efficienza in termini di energia e di materiali in impianti petrolchimici, o a ottimizzare l’uso di sterilizzatori per la produzione di conserve di pesce. Sono inoltre stati progettati metodi ulteriori per prevenire ed evitare anomalie negli impianti chimici. Le soluzioni di CoPro sono state dimostrate presso diversi impianti industriali di vari settori, come la produzione petrolchimica integrata di INEOS (sito web in tedesco), quella di prodotti chimici di base e polimeri dell’azienda Covestro, la produzione di cellulosa di Lenzing AG, la formulazione e l’imballaggio di prodotti di consumo di Procter and Gamble (sito web in fiammingo) e l’imballaggio e la sterilizzazione del pesce presso FRINSA (sito web in spagnolo). A seguito di tali dimostrazioni, molti di questi impianti hanno optato per l’adozione permanente delle soluzioni nelle proprie operazioni quotidiane.

Avvantaggiare l’industria di trasformazione europea

CoPro ha dimostrato con successo come l’utilizzo di soluzioni basate sull’ottimizzazione possa fornire notevoli vantaggi in applicazioni industriali, contribuendo sia a una migliore efficienza energetica che a una riduzione dei costi di produzione. Secondo Engell, l’introduzione di queste soluzioni nelle industrie di trasformazione europee potrebbe diminuire il tempo di movimentazione dei materiali in loco, il consumo di risorse e di energia, nonché le emissioni di gas serra di almeno il 5 %. «Le tecnologie CoPro aumenteranno significativamente la posizione internazionale dell’industria di trasformazione europea e avranno un effetto positivo sulle emissioni di carbonio e sull’efficienza in termini di risorse», conclude Engell. I partner del progetto stanno ora lavorando all’ulteriore sviluppo e applicazione di soluzioni avanzate, tra cui il coordinamento di impianti accoppiati tra divisioni aziendali diverse o persino tra imprese differenti.

Parole chiave

CoPro, industria di trasformazione, industrie di trasformazione, efficienza energetica, industriale, energia, emissioni di carbonio, impianti industriali, parchi industriali, gas serra

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