Energia sostenibile

10 buone ragioni per l’uso del rame per un energia più sostenibile

Il rame ha una superiore conduzione di calore ed elettricità, è duraturo e può essere riciclato al 100% senza alcuna perdita delle sue caratteristiche originali. Qui riassumiamo 10 buoni motivi per cui il rame è un materiale ideale per la sotenibilità dei sistemi energetici.

Il rame è un ottimo conduttore di calore ed elettricità

1. 1 kg di rame fa risparmiare l’emissione di 100-7.500 kg di CO2

Ogni conduttore di elettricità ha una sua propria resistività, che dissipa parte dell’energia che trasporta, dipedendola in calore. Per un dato diametro, le perdite possono essere ridotte scegliendo un materiale con una alta conducibilità elettrica: in questo il rame è secondo solo all’argento ed è superiore del 65% rispetto all’alluminio.

Queste perdite di energia possono essere ulteriormente ridotte aumentando la sezione del conduttore. Per gli avvolgimenti dei motori, i trasformatori e i cavi elettrici, il migliore compromesso tra le dimensioni e il rispetto dell’ambiente si trova in diametri che sono significativamente maggiori di quelli prescritti dalle norme in uso. Le emissioni di biossido di carbonio evitate con l’aggiunta di un kg di rame sono tra i 100 e i 7500 kg nel corso della vita utile di un apparecchio, a seconda della sua applicazione [1-7].

2. 1 kg di rame fa risparmiare 500-50.000 kWh di energia primaria

Ridurre le dispersioni aumentando la sezione dei conduttori di rame significa un minore fabbisogno di energia da generare, trasporatre e distribuire. Per ogni kg di rame in più, nel corso del ciclo di vita di un sistema vengono salvati tra i 500 e i 50.000 kWh di energia primaria. [1-7]. In più, questo porta a posticipare la necessità di investire su nuove reti e altre infrastrutture.

3. 1 kg di rame fa risparmiara da 24 a 2.400 euro

I risparmi energetici dovuti alla sezione maggiorata dei conduttori portano, nella grande maggioranza dei casi, ad una riduzione del costo nel ciclo di vita del sistema. Per gli apparecchi sottoposti ad un uso intensivo, come trasformatori e motori elettrici, il costo delle perdite di energia lungo la vita utile può esser di molte volte superiore al puro costo di acquisto iniziale. I 500-50,000 kWh che vengono salvati da ogni kg di rame, fanno risparmiare all’economia europea tra i 60 e i 6.000 euro (al prezzo industriale dell’elettricità di 0.12 €/kWh e un primary energy factor di 2.5).

4. Con il rame un trasferimento di calore molto più efficiente

Così come per la conducibilità elettrica, la conduttività termica del rame è seconda solo all’argento. Questo rende il rame il materiale ideale nelle applicazioni in cui c’è del trasferimento di calore, come negli impianti di aria condizionata e nei collettori solari.

Il rame è un materiale eco-sostenibile

5. Il rame può essere riciclato al 100% senza perdere le sue caratetristiche originali

A differenza di molti conduttori in alluminio, che devono essere prodotti da metallo primario, quelli in rame possono arrivare da un materaile riciclato al 100%. nel 2010, il 44% del fabbiogno europeo di rame era soddisfatto dal riciclo; inoltre l’energia richiesta per il riciclo è circa il 20% della produzione di rame primario (cioè dalla miniera). L’alto valore del rame e la sua facilità di riciclo spingono al recupero e al riciclo dei prodotti – altrimenti dispersi nell’ambiente – al termine del loro ciclo di vita.

6. La compattezza del rame fa risparmiare su altri materiali

A parità di potenza ed efficienza, la sezione di un conduttore di rame è più piccola del 40% rispetto all’alluminio. Questa compattezza fa risparmiare anche su altri materiali dell’apparecchiature, come gli isolanti e gli alloggiamenti dei motori o dei trasformatori. Questo porta a vantaggi economici (costi minori) e ecologici (minoer consumo di materiali).

Un vantaggio simile si riscontra nell’uso dei tubi di rame per i condizionatori d’aria. L’eccellente conduttività termica del rame unita alla sua resistenza meccanica permette l’uso di diametri minori che possono sostenere le alte pressioni dei fluidi refrigeranti ecologici.

I vantaggi nel ciclo di vita

7. Il rame e le sue carattristiche durano nel tempo

Il rame è un materila estremamente durevole che mantiene le sue caratteristiche durante tutto il suo ciclo di vita. E’ altamente improbabile che sia un componente in rame a determinare il termine della vita utile di un apparecchiatura.

8. Più rame significa più affidabilità e sicurezza

Quando un conduttore porta più corrente di qualla per cui è progettato, si verificano surriscaldamenti che possono danneggiare o degradare parti come l’isolamento o gli avvolgimenti. Ottimizzare le sezioni dei conduttori conseguentemente riduce il rischio di fiamme, aumenta l’affidabilità, estende la durata del servizio, diminuisce i costi di manutenzione e la necessita di installazioni di back-up. Dal momneto che le giunzioni possono essere il punto debole di un sistema e il rame peremette invece giunzioni (saldate o meccaniche) di alta qualità, il rame aumenta ulteriormente l’affidabilità del sistema dell’energia elettrica.

9. Il rame ha una grande resistenza meccanica

La forza del rame è di alta importanza per le applicazioni elettriche (che devono sopportare le correnti dei cortocircuiti) e per le applicazioni termiche ( dove le tubazioni devono sopportare alte pressioni).

10. Il rame è resistente alla corrosione

Grazie alla patina aderente e protettiva che si sviluppa sualla sua superficie, il rame possiede una eccellente resistenza alla corrosione, per esempio se esposto all’aria, all’acqua di mare ,all’acqua potabile e al terneno, nonché a molti composti chimici. Avendo poi una nobiltà molto alta, è estremamente improbabile che subisca corrosione galvanica. Così, può mantenere le sue caratteristiche conduttive nel corso degli anni.

Riferimenti

[1] EPD, May 2000, Product Specific Requirements for Rotating Electrical Machines, available from www.environdec.com

[2] European Commission – DG TREN, 1999, Save: Technical, economical and cost-benefit analyses of energy efficiency improvements in industrial three-phase induction motors

[3] THERMIE, December 1999, THERMIE STR-1678-98-UK: the Scope for Energy Saving in the EU through the Use of Energy-Efficient Distribution Transformers, available from www.leonardo-energy.org

[4] Leonardo ENERGY, R. Targosz (ed) et al, February 2005, Global energy savings potential from high efficiency distribution transformers, available from www.leonardo-energy.org
[5] Egemin Automation, 2011, consultancy note: Modified Cable Sizing Strategies/Potential Savings vs. Copper Usage

[6] Frederik Groeman, July 2000, Optimal reduction of energy losses in catenary wires for DC railway systems, ref 98430138-TDP 00-12709, available from www.leonardo-energy.org

[7] Frederik Groeman, November 2001, Benefits of upgrading the overhead line of a DC railway line in the Netherlands – a simulation case study, available from www.leonardo-energy.org

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