SETTORE VITIVINICOLO
Guida all’efficienza energetica nelle aziende vinicole

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SETTORE VITIVINICOLO

Introduzione

Il settore vitivinicolo è fondamentale per l’economia nazionale, con un valore della produzione stimato in quasi 14 miliardi di euro (dati Istat 2016). Da qualche anno il nostro Paese ha scalzato lo storico dominio francese nella produzione di vino e i dati riportati da un’indagine dell’Ufficio studi Mediobanca confermano la classifica anche per il 2017: l’Italia è primo produttore mondiale con 39,3 milioni di ettolitri, seguita dalla Francia con 36,7 milioni e dalla Spagna con 33,5 milioni. Complessivamente, l’OIV (Organizzazione internazionale della Vigna e del Vino) indica per il 2017 una produzione nel mondo di 246,7 milioni di ettolitri. Sempre nel 2017 il fatturato delle principali aziende vinicole italiane (155 realtà censite da Mediobanca con un entrate superiori a 25 milioni di euro) è aumentato del 6,5% rispetto al 2016, portando a +24,7% l’incremento dal 2012 (per aver un confronto, la crescita del fatturato della manifattura nello stesso periodo è stata del 13%). Le vendite estere, in particolare, sono aumentate del 7,7% nell’ultimo anno, mentre quelle nazionali del 5,2%. L’andamento migliore, come ormai da qualche anno a questa parte, è da attribuire agli spumanti.  E anche per il 2018 le aspettative delle imprese produttrici di vino sono positive.

Questi numeri indicano che il settore vitivinicolo italiano, come quello europeo, è altamente competitivo, avendo saputo puntare soprattutto sulla qualità. Ma il futuro potrebbe aver in serbo nuove sfide, perché sta cambiando la geografia della produzione. La superficie viticola europea, infatti, sta diminuendo progressivamente, una diminuzione compensata dall’incremento delle aree coltivate nel resto del mondo. Sta avanzando il “nuovo mondo”, con la Cina che, dal 1995 in poi, ha registrato una vera e propria esplosione per quanto riguarda gli ettari coltivati (come mostra il grafico sottostante, con le variazioni percentuali dal 1995 al 2016).


Per l’industria del vino italiana si impone quindi l’esigenza di realizzare produzioni e lavorazioni sempre più competitive, efficienti e di qualità, obiettivi che si possono raggiungere migliorando processi e tecnologie. L’attenzione ai costi energetici, in particolare, è fondamentale, perché la produzione vinicola si basa su un complesso di processi energivori. Inoltre, l’utilizzo di tecnologie innovative consente di puntare sempre più sulla qualità del vino dal punto di vista fisico-chimico.

In questa guida vedremo come rendere più efficiente un’azienda vinicola con soluzioni tecnologiche all’avanguardia, mostrando anche i casi di successo di aziende che hanno riqualificato il proprio impianto di riscaldamento adottando soluzioni Viessmann.

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I consumi energetici delle aziende vinicole

Secondo i dati riportati da Tesla (Trasfering Energy Save Laid to Agroindustry, un’organizzazione che opera a livello europeo per la riduzione dei costi energetici nel settore agroalimentare), il consumo energetico per la produzione vinicola nell’Unione Europea è attorno ai 1.750 milioni di kWh l’anno, motivo per cui le aziende vinicole rientrano tra le aziende definite “energivore”. Il consumo italiano, come quello francese, è pari a  circa 500 milioni di kWh/anno.

La principale fonte di energia utilizzata nelle cantine è l’elettricità (oltre il 90%), che viene consumata per il controllo della temperatura (refrigerazione nella fermentazione), per i motori di pompe e presse, per l’imbottigliamento e la conservazione, per l’illuminazione e altri servizi ausiliari. Le risorse fossili (gasolio ed altri carburanti) vengono consumate per i processi termici (come il riscaldamento dell’acqua per il lavaggio nella fase di imbottigliamento, la pastorizzazione del vino, il riscaldamento dei locali e l’acqua calda sanitaria) e per la movimentazione dei mezzi. Circa il 50% dell’energia viene consumata durante i processi di fermentazione e stabilizzazione, per far funzionare i sistemi di raffreddamento.

In termini assoluti, il consumo elettrico di una cantina può variare da 3 a 25 kWh/hl. Un’azienda vinicola standard (tra quelle europee analizzate da Tesla in Italia, Spagna, Francia e Portogallo), che produce in media 30.000 ettolitri di vino l’anno, presenta queste caratteristiche medie di consumi:

  • fabbisogno medio di energia elettrica pari a circa 330.000 kWh l’anno.
  • rapporto tra il consumo di energia elettrica e produzione pari a 11 kWh per hl di vino.
  • rapporto tra il consumo di energia termica e produzione pari a 1 kWh per hl di vino.
  • potenza media installata nei dispositivi e negli impianti elettrici di 800 kW.
  • potenza media installata negli impianti termici (caldaie) di 20 kW.


La dimensione dell’azienda influisce notevolmente sui consumi, ma esistono notevoli differenze tra strutture della stessa dimensione. Quindi queste aziende mostrano un potenziale considerevole per il risparmio di energia. Un altro fattore importante è la qualità del vino: vini di maggior qualità richiedono un maggior consumo elettrico date le maggiori richieste di raffreddamento. Anche l’invecchiamento fa aumentare considerevolmente i consumi energetici, perché il vino deve essere immagazzinato in condizioni ambientali controllate, usando in genere pompe di calore per il condizionamento durante lunghi periodi di tempo. Infine, bisogna ricordare che il settore vinicolo presenta una netta stagionalità della produzione. I consumi energetici presentano un picco nei mesi da agosto ad ottobre, coincidendo con la campagna stagionale della produzione vinicola. Durante il resto dell’anno, il principale consumo energetico è dovuto ai processi di confezionamento e immagazzinamento e alle attività ausiliarie come il riscaldamento e l’aria condizionata negli uffici.

Qui sotto mostriamo un grafico esemplificativo che riassume i consumi per i vari processi della produzione del vino.

APPROFONDIMENTO

 Scarica la guida su come scegliere le migliori tecnologie per il riscaldamento di un'azienda vinicola.

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Analisi dei processi all’interno delle cantine

Il processo di lavorazione all’interno delle cantine è composto da diverse fasi, dal ricevimento dell’uva alla distribuzione del vino. L’analisi di ogni processo consente di avere una visione dettagliata del profilo energetico e capire quali sono i punti d’intervento possibili.

Ricevimento, diraspatura e pigiatura delle uve

Quando le uve vendemmiate vengono portate dal vigneto all’azienda vinicola, sono pesate e raccolte in tramogge di ricezione in acciaio, per poi passare alla diraspatura, che elimina i raspi dal grappolo, e alla pigiatura. Nel caso dei vini bianchi le uve possono essere pigiate senza essere diraspate e la schiacciatura risulta facilitata. Il consumo energetico in questa fase è soprattutto elettrico ed è dovuto, alla coclea, ai nastri trasportatori per alimentare la tramoggia e agli spremitori.

Fermentazione alcolica

Il prodotto pigiato viene trasferito tramite una pompa nella vasca di fermentazione, dove viene addizionato di lieviti e di attivanti. Il consumo energetico per la fermentazione è dovuto al funzionamento elettrico delle pompe che fanno muovere la polpa e il mosto nei serbatoi, e, soprattutto, ai dispositivi di raffreddamento incorporati nelle vasche per mantenere una temperatura sotto controllo costante (sopra i 20-30°C si potrebbe interrompere la fermentazione).

Pressatura e fermentazione malolattica

Per i vini rossi la pressatura avviene dopo la fermentazione mentre per i vini bianchi è eseguita subito dopo la diraspatura. Dalle presse, dove viene applicata una pressione controllata per separare la fase liquida da quella solida, il liquido, ormai mosto, viene incanalato all’interno di vasche nelle quali viene indotta la fermentazione malolattica, in cui i batteri lattici metabolizzano l’acido malico riducendone il pH. La temperatura di crescita ottimale è pari a 20-23°C, al di sopra o al di sotto di questa temperatura le reazioni potrebbero essere compromesse. Il consumo di energia per la pressatura è causato dai motori elettrici per il pompaggio, le presse e l’aria compressa e per la produzione di calore e freddo per mantenere il controllo della temperatura.

Stabilizzazione e chiarificazione del vino

Dopo la fermentazione malolattica il vino viene trasportato in un'altra vasca così da poter filtrare gli elementi solidi residui. In questa fase entrano in gioco la solfitazione che interrompe la fermentazione e l’aggiunta di chiarificanti; successivamente si procede al taglio del vino. A questo punto il vino viene stabilizzato a una temperatura inferiore a 0°C per circa due settimane. L’energia consumata durante la stabilizzazione e chiarificazione è dovuta al pompaggio e ai processi di raffreddamento che nelle cantine vinicole incidono fino al 50% dei costi di produzione.

Imbottigliamento, conservazione e spedizione

L’imbottigliamento è l’ultima fase del processo, che può essere eseguito anche al di fuori della cantina. I consumi energetici correlati all’imbottigliamento derivano principalmente dalla sterilizzazione delle bottiglie per cui è necessario l’uso di acqua calda per eliminare completamente la carica microbica.

Processi ausiliari all’attività di una cantina

L’illuminazione, il riscaldamento e l’aria condizionata dei locali, il funzionamento dei dispositivi elettrici ed elettronici come i computer, e il laboratorio per il controllo di qualità del vino sono altre attività che incidono sui consumi elettrici e termici di un’azienda vinicola.

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Gli interventi per l’efficienza energetica

Per ottimizzare i processi di produzione del vino, esistono diverse soluzioni, specifiche per il settore oppure utilizzabili in qualsiasi altro comparto produttivo. In generale, per migliorare l’efficienza energetica è possibile intervenire direttamente su due aspetti: utilizzo più efficiente dell'energia in termini di rendimento; diminuzione del fabbisogno energetico dei processi e della struttura.

Di seguito presentiamo i principali ambiti di azione per l’efficienza nei processi delle aziende vinicole.

 

  • Efficienza nei sistemi di raffreddamento. Oltre all’acquisto di un sistema efficiente per la produzione del freddo, è possibile valutare tecnologie alternative come: sistemi di accumulo del freddo basati su serbatoi materiale a cambio di fase (solido-liquido); l’utilizzo di un sistema di questo tipo permette di ridurre la potenza fino al 70%.

  • Utilizzo energia geotermica per migliorare il raffrescamento degli ambienti deputati all’invecchiamento del vino nelle botti. In questo modo si riduce il consumo elettrico delle pompe di calore.

  • Sistemi di ventilazione dell’aria intelligenti con recupero di energia per controllo delle condizioni climatiche della cantina.

  • Gestione “smart” dell’edificio inserendo sistemi di controllo automatici che funzionano in base a temperatura, umidità, eccetera.

  • Motori efficienti. La classificazione dell’efficienza energetica dei motori elettrici è dettata dalla normativa 60034 della Commissione IEC (2007) e le classi attualmente disponibili vanno da IE1 a IE5 (la massima efficienza). Inoltre, bisogna valutare l’appropriata dimensione del motore, perché la massima efficienza si ottiene quando il motore lavora tra il 60 ed il 100% del pieno carico. Fondamentale, infine, mantenere i motori spenti quando non sono necessari.

  • Utilizzo di inverter. Gli inverter, o variatori di velocità, aumentano o diminuiscono la frequenza a cui viene alimentato il motore a seconda dei fabbisogni effettivi, e possono essere installati su qualsiasi impianto con un carico variabile: pompe, centrifughe, ventilatori, macine, frantoi, tramogge, nastri trasportatori, compressori. La presenza di un inverter in un motore può arrivare a dimezzare i suoi consumi energetici.

  • Isolamento termico. È fondamentale al fine di evitare fughe termiche e problemi di condensazione. La qualità dei materiali non è da sottovalutare (devono evitare la propagazione di funghi e muffe, proteggere dalla radiazione UVA, non seccarsi), come la corretta manutenzione. Anche l’isolamento dei tubi e delle valvole è importante.

  • Efficienza degli impianti di riscaldamento. È da considerare l’integrazione di energie rinnovabili (come i pannelli solari) per abbassare il consumo di fonti fossili. Un altro metodo di risparmio consiste nel recupero del calore dai compressori delle macchine frigorifere. Anche nelle caldaie è bene dotarsi di un sistema di recupero di calore (economizzatore o condensatore) dai fumi di combustione. Il calore viene ceduto a un fluido di ritorno che preriscalda l’ingresso in caldaia.

  • Efficienza nell’illuminazione. I consumi elettrici per l’illuminazione non sono trascurabili in un’azienda vinicola. Per questo è consigliabile utilizzare tecnologie LED (Light Emitting Diode) che consentono un risparmio energetico fino al 75% rispetto alle lampade a scarica di gas o alle alogene e hanno una durata maggiore (più di 50.000 ore).

Per quanto riguarda l’aspetto cruciale della generazione efficiente dell’energia (elettrica e termica), i sistemi più innovativi disponibili sono diversi. Ecco un elenco delle tecnologie più utilizzate:

  • Cogenerazione. Un cogeneratore consente di produrre contemporaneamente energia elettrica e calore, da utilizzare per il riscaldamento dell’edificio. Rispetto alla produzione separata dei due vettori energetici, il rendimento aumenta del 30%.

  • Caldaie a condensazione. Permettono di aumentare l’efficienza recuperando energia termica dai gas di scarico. A differenza di quelle tradizionali, hanno un rendimento pari al 98%.

  • Produzione di calore da biomassa. L’utilizzo di caldaie a biomassa legnosa, come il cippato, evita l’utilizzo di fonti fossili. È particolarmente conveniente per le aziende agroalimentari che dispongono di biomasse di scarto.

  • Pannelli solari per la produzione di acqua calda. L’utilizzo di pannelli solari (o collettori solari) affiancati alle caldaie, consente di ottenere un risparmio fino al 50-70% a seconda delle condizioni atmosferiche e della richiesta energetica.

  • Pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica; oggi l’autoconsumo è particolarmente conveniente. Con i sistemi di accumulo è possibile consumare l’energia in un momento differente da quello della produzione.

  • Pompe di calore geotermiche, per sfruttare la temperatura del sottosuolo e produrre riscaldamento durante la stagione invernale o raffrescamento in estate.

Il nostro consiglio

Ogni cantina, in base alla dimensione, alla tipologia di vino che produce, agli impianti e tecnologie già installati, presenta margini di efficientamento energetico diversi. Consigliamo, perciò, di rivolgersi a un tecnico qualificato, uno specialista EGE (Esperto in Gestione dell’Energia) per ottenere una diagnosi energetica della struttura. Solo in questo modo si avrà un quadro dettagliato dei consumi e delle azioni di miglioramento disponibili e applicabili, misurando, per ognuna, costi e tempi di ammortamento.

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Casi di Successo

PROGETTO

Cantina Cavit - Trento

gasgas

Generatori di Vapore

PROGETTO

Cantina Cavit - Trento

gasgas

Generatori di Vapore

Cavit è una grande cooperativa trentina che rappresenta oltre 4 .500 viticoltori associati a 11 cantine e il 60% della produzione vinicola trentina (circa 5.500 ha). Cavit raccoglie, esamina e seleziona le materie prime derivanti dalle migliori produzioni delle Cantine Sociali associate sottoponendole ad un severo controllo in ogni fase, dall'affinamento all'imbottigliamento.

Le esigenze

  • Cavit voleva sostituire il vecchio generatore di calore con due obiettivi chiari: aumento del rendimento; migliorare il livello di sicurezza e affidabilità.

La soluzione Viessmann

  • Per soddisfare appieno le richieste della cantina sono stati installati due generatori di vapore industriali (Vitomax 200-HS) che producono il vapore necessario per la sterilizzazione delle linee di distribuzione vino e delle relative macchine di imbottigliamento. Inoltre, una piccola parte di calore viene utilizzato per il riscaldamento degli ambienti di lavoro, nonché il controllo delle temperature nei vani delle cantine.

  • L’intervento, oltre ad aumentare il rendimento dell’impianto, ha consentito di evitare la conduzione continua da parte del personale abilitato, con il passaggio da 6 a 2 caldaisti che hanno potuto dedicarsi anche ad altre attività interne.

PROGETTO

Cantine Tommasi - Pedemonte (Vr)

gasgas
solarsolar

Caldaie a condensazione, Pannelli solari

PROGETTO

Cantine Tommasi - Pedemonte (Vr)

gasgas
solarsolar

Caldaie a condensazione, Pannelli solari

La sede di Tommasi Vini si trova a Pedemonte, nel cuore della Valpolicella classica. L'attività della famiglia Tommasi, portata avanti oggi dalla quarta generazione, si è consolidata nel corso degli anni; oggi i vigneti si estendono su 135 ettari nelle zone DOC della provincia di Verona e su 66 ettari nella Maremma Toscana.

Le esigenze

  • Cantine Tommasi era alla ricerca di una nuova centrale termica per soddisfare le esigenze di riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria ad alta temperatura (70°C) per il lavaggio quotidiano delle attrezzature per la vinificazione. Due gli obiettivi principali: sostenibilità; consistente riduzione dei costi energetici.

La soluzione Viessmann

  • La soluzione installata nella sede centrale è composta da due caldaie murali a gas a condensazione Vitodens 200-W, ognuna con potenza pari a 105 kW, installate a cascata: I aggiunta, è stato installato un impianto solare termico basato su pannelli solari piani Vitosol 200-F. L’integrazione del solare termico ha portato vantaggi anche in inverno perché l’acqua in stoccaggio è sempre preriscaldata. La riqualificazione del vecchio impianto, avvenuta in una settimana, ha consentito inoltre di recuperare spazio, poiché la nuova centrale termica ha dimensioni molto più ridotte. L’installazione di queste soluzioni innovative ha portato la cantina Tommasi ad avere un controllo costante sull’andamento dei consumi.

PROGETTO

Cantina Mori Colli Zugna – Trento

geothermalgeothermal

Pompe di calore geotermiche

PROGETTO

Cantina Mori Colli Zugna – Trento

geothermalgeothermal

Pompe di calore geotermiche

La Cantina Mori Colli Zugna, è una realtà cooperativa ubicata nel territorio della Vallagarina. La sede è in un nuovo edificio progettato dello studio Andrea Tomasi e Associati con criteri innovativi, moderni, razionali e tecnologicamente avanzati. Entrata in funzione nel 2010, è la più grande cantina ipogea del Trentino. L’opera si mimetizza tra i terrazzamenti coltivati a vite delle Prealpi trentine: dei 100.000 m3 complessivi soltanto 1.500 emergono dalla terra, visibili ma inseriti in piena armonia nel contesto agricolo.

Le esigenze

  • L’obiettivo degli amministratori della Cantina era quello di trovare un sistema innovativo, efficiente ed ecosostenibile per coprire il notevole fabbisogno di riscaldamento e acqua calda sanitaria della struttura.

La soluzione Viessmann

  • La scelta è ricaduta su due pompe di calore Vitocal 300-G in cascata. Si tratta di due pompe di calore geotermiche bi-stadio, che permettono il funzionamento contemporaneo in modalità riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria. È poi presente una caldaia a bassa temperatura Vitoplex 100 da 400 kW, che si caratterizza per l’alto rendimento, l’elevato contenuto d’acqua, l’isolamento termico avvolgente, l’accurata costruzione e finitura. L’elevato contenuto d’acqua garantisce lunghi tempi di funzionamento del bruciatore e ridotto numero degli inserimenti, a salvaguardia dell’ambiente.

PROGETTO

Cantina Antinori - San Casciano in Val di Pesa (Fi)

gasgas

Caldaie a gas a condensazione

PROGETTO

Cantina Antinori - San Casciano in Val di Pesa (Fi)

gasgas

Caldaie a gas a condensazione

La Cantina Antinori, inaugurata a ottobre 2012 è una vera e propria opera architettonica. Insieme alla cantina sono stati realizzati un museo, un auditorium che ospita workshop e convention, una libreria, una bottega dei sapori e un ristorante. Quello che contraddistingue la struttura è il fatto che è stata ideata per consentire la vinificazione per gravità, in totale assenza di pompe meccaniche, aspetto molto importante per aumentare il risparmio energetico.

Le esigenze

  • L’obiettivo di Cantina Antinori era chiaro fin dall’inizio: si voleva un impianto di riscaldamento che contenesse al massimo i consumi e che salvaguardasse l’ambiente.

La soluzione Viessmann

  • L’impianto installato si adatta perfettamente alle esigenze della cantina. È composto da due caldaie a condensazione Viessmann Vitocrossal 200, modello CT2 installate in cascata, ognuna con potenza di 460/503 kW. I due generatori provvedono al riscaldamento dell’intera struttura e nel contempo una parte del calore prodotto è utilizzata per i processi di trattamento del vino.

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