EROEI
eroei

EROEI: il concetto di convenienza energetica

L’indice di sostenibilità EROEI (Energy Return On Energy Investment ossia Ritorno Energetico sull’Investimento Energetico) indica la convenienza energetica di un sistema per la produzione di energia o di vettori energetici ed è il risultato del rapporto tra la somma delle energie, espresso nell’unità di misura del Sistema Internazionale, che un impianto produrrà durante il suo esercizio (Energia Ricavata) e la sommatoria delle quantità energie che sono necessarie per costruire, esercire e poi smantellare l'impianto (Energia Investita o Energia Consumata). Dal rapporto di queste grandezze energetiche –quindi tra output e input energetico- si ottiene un valore in grado di esprimere il valore, non economico ma in termini di quantità di energia spesa e ricavata, dell’investimento. Un valore del rapporto superiore all’unità informa che l’investimento in esame genera una quantità di energia superiore a quella che è stata necessaria per realizzarlo e mantenerlo in esercizio; mentre un valore dell’indice inferiore o uguale all’unità manifesta un risultato negativo dell’investimento.

AQUARIUS CONSULTING fornisce consulenza sullo sviluppo sostenibile di impianti che sfruttano risorse rinnovabili e nel calcolo del suddetto indice EROEI.

Il calcolo dell’indice EROEI ha lo scopo di mettere a confronto i contributi energetici provenienti da tutte le sorgenti inerenti con l’investimento specifico, a partire dalla sua costruzione sino alla demolizione e messa in pristino dell’area. Questo approccio è conosciuto anche come
Analisi del Ciclo di Vita”  o “Life Cycle Assessment” o Life Cycle Analysis (LCA) , il cui metodo di studio è puntualmente previsto nell’ambito dell‘Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO).

L’indice di sostenibilità è dato dal seguente rapporto:

EROEI

considerando, dall’anno zero all’ennesima annualità (anno di demolizione e pristiono exante dell’area) la:
Σ E Ricavata = sommatoria della quantità di energia generata dall’opera/impianto
Σ E Investita = sommatoria della quantità di energia che è necessaria per costruire, esercire e demolire/smantellare l'opera/l'impianto

L’investimento sarà ammissibile con un valore dell’EROEI superiore all’unità (energia ricavata superiore all’energia investita/consumata).

Ad esempio se una centrale idroelettrica ha un costo energetico di 3.000 kWh ogni kW installato ( compreso gestione, mautenzione e decommissioning) e produce 120.000 kWh nei 30 anni di vita l'eroei sarà: 120.000/3.000 = 40 , cioè ogni kWh speso si hanno 40 kWh ricavati, L'EROEI in questo caso è 40

Un EROEI inferiore a 1 significa una perdita netta di energia, infatti se per produrre 0,9 kWh spendiamo 1 kWh abbiamo una perdita del 10%, quindi è un investimento in perdita.

caratteristiche tipiche dell'indice EROEI:
1) a fine vita dell'impianto non ci sono valori energetici residui (se non nei materiali riciclabili) ma costi energetici per il decommissioning.
2) nell'EROEI il contenuto energetico della fonte primaria ( es. petrolio o radiazione solare incidente) non viene considerato: per le rinnovabili non si ha costo economico o energetico di produzione, se non venissero utilizzate andebbero comunque perse. Invece per le fonti esauribili se si considerasse il contenuto energetico della materia prima l'EROEI sarebbe sempre inferiore a 1 (tipicamente 0,8 - 0,2).

Tra le Energie Investite (di seguito anche energia consumata) il calcolo tiene conto dell’energia consumata per:
  •     la costruzione dell’impianto, compresi i trasporti;
  •     il funzionamento delle apparecchiature connesse all’impianto;
  •     la produzione e il trasporto ;
  •     la demolizione dell’impianto.

Tra le Energie Ricavate si dovrà tener conto della sola energia effettivamente prodotta e utilizzata fuori dal “sistema”, ossia:
  •     dell’energia elettrica ceduta alla rete (al netto degli autoconsumi del “sistema”);
  •     dell’energia termica ceduta a utenze esterne all’impianto (al netto degli autoconsumi del “sistema”).

Per il calcolo dell’energia consumata inerente la produzione di materiali edili un possibile riferimento sono i contenuti energetici di ciascun materiale. Tale valore medio è desumibile dalla Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD - Environmental Product Declaration). La EPD è sviluppata in applicazione della norma UNI ISO 14025:2006 (Etichetta Ecologica di Tipo III) e rappresenta uno strumento per comunicare informazioni oggettive, confrontabili e credibili relative alla prestazione ambientale di prodotti e servizi. Le prestazioni ambientali dei prodotti/servizi riportate nella EPD devono basarsi sull´analisi del ciclo di vita mediante utilizzo del Life Cycle Assessment (LCA) in accordo con le norme della serie ISO 14040, fondamento metodologico da cui scaturisce l’oggettività delle informazioni fornite.

La tabella di seguito riassume l'EROEI delle principali fonti energetiche e vettori energetici: 


Fonte primaria o secondaria  Min  Max  Riferimenti
       
Fonti energetiche esauribili      
Petrolio    5    15  a
Metano    8    20  a
Carbone    2    17  a
Nucleare    1    20  a
Sabbie bituminose    1     1,5  a, i,
       
Fonti energetiche rinnovabili      
Idroelettrico  30  100  a
Eolico  10    80  a
Geotermico    2    13  h, m,
Fotovoltaico    3    60  a
Termosolare riscaldamento  30  200  
Solare termodinamico  10    20  
Biomasse solide    3    27  a
Impianti biogas  10    20  
Energia dalle onde, dalle maree e correnti marine    2    10  l, m,
Risparmio energetico    2  300  
       
Vettori energetici rinnovabili      
Gassificazione biomassa    2    10  
Bioetanolo da cereali-barbabietole-leguminose    1      5  a, c, d, f,
Bioetanolo da canna da zucchero    3      8  e,
Bioetanolo da cellulosa    2      7  c,
Biometanolo da gassificazione    2      6  h, m,
Olio vegetale da oleaginose    3      6  
Biodiesel    3      5  b, g,
Olio da microalghe    5    10