Fattori di conversione dell’energia: tabella, formula e conversioni in tep

Un fattore di conversione è il rapporto numerico che permette di esprimere una quantità di energia in un’unità di misura diversa, senza cambiare la quantità fisica.

Serve per confrontare consumi che arrivano da fonti differenti: 1 kWh equivale a 3.600.000 joule, a 860 kcal e a 0,000086 tep.

L’utilizzo di fattori specifici permette di paragonare i consumi di energia mettendo in correlazione tutti i consumi appartenenti a fonti di energia differenti.

Fattore di conversione o fattore di emissione?

I fattori di conversione vengono utilizzati per la conversione di un’unità di misura in un’altra.

Ad esempio l’utilizzo di combustibili fossili da parte di un’azienda può essere compreso convertendo tutta l’energia prodotta in Gigajoule (GJ).

Questa unità di misura può essere paragonata fra aziende diverse.

I fattori di emissione invece permettono di calcolare la carbon footprint di un’organizzazione o un prodotto.

Un’azienda può emettere gas serra di diverso tipo, come anidride carbonica (CO₂), metano (CH₄) e protossido di azoto (N₂O).

Ogni massa di gas serra emessa viene moltiplicata per il suo GWP (Global Warming Potential), il coefficiente che rappresenta la capacità di quel gas di trattenere calore nell’atmosfera su un periodo di 100 anni, ottenendo il valore in CO₂ equivalente.

Come si calcola un fattore di conversione

Supponiamo di voler convertire 10 kilowattora (kWh) in joule (J).

La relazione tra queste unità è la seguente:

1kWh = 3.600.000J

Tramite lo specifico fattore di conversione andremo a fare il calcolo.

10kWh × 3.600.000J/kWh = 36.000.000J

Questo calcolo può essere fatto per convertire il consumo di un’abitazione residenziale in un’unità di misura più adeguata ad analisi scientifiche.

Tabella dei fattori di conversione dell’energia

Le unità di misura dell’energia

• Joule (J): Unità base del Sistema Internazionale per misurare energia e lavoro ed equivale al lavoro compiuto dalla forza di 1 Newton per spostare un oggetto di 1 metro.
• Chilowattora (kWh): è l’energia consumata da una potenza di 1 kilowatt in un’ora e viene adoperata solitamente per il calcolo dei consumi di energia in ambito residenziale e industriale.
• Chilocaloria (kcal): è l’energia necessaria ad aumentare di 1°C la temperatura di 1kg di acqua e viene adoperato solitamente in ambito nutrizionale.
• British Thermal Unit (BTU): è simile al concetto di chilocaloria, ma è l’energia necessaria ad aumentare di 1°F la temperatura di 1 libbra di acqua e l’ambito di applicazione principale sono i sistemi di condizionamento e riscaldamento.
• Tonnellata Equivalente di Carbone (tec): è l’energia prodotta dalla combustione di una tonnellata di carbone e viene adoperato soprattutto in ambito energetico industriale.
• Tonnellata Equivalente di Petrolio (tep): è l’energia prodotta dalla combustione di una tonnellata di petrolio e viene adoperata spesso per il calcolo dei consumi energetici di una nazione.

Tabella di conversione: J, kWh, kcal, Btu, tec, tep

Da kWh a tep: attenzione, ci sono due valori diversi

Convertire i kWh in tep sembra un’operazione unica, ma i valori in circolazione sono due e rispondono a domande diverse.

La conversione fisica usa il rapporto energetico puro: 1 kWh = 0,000086 tep, il valore della tabella qui sopra. È quello corretto quando devi solo esprimere un’energia in un’unità diversa.

La conversione in energia primaria tiene conto del rendimento della filiera di generazione elettrica: per produrre 1 kWh alla presa serve circa il triplo dell’energia primaria in ingresso.

È il valore che va usato per le diagnosi energetiche, per la soglia di nomina dell’energy manager e per i certificati bianchi.

Usare il primo dove serve il secondo sottostima i consumi.

A cosa servono i fattori di conversione

I fattori di conversione trovano applicazione in numerosi ambiti, consentendo di standardizzare e confrontare dati energetici provenienti da differenti fonti.

Un esempio pratico è dato dalla gestione dell’energia negli edifici.

Per calcolare il consumo di energia totale andremo ad utilizzare un’unità di misura comune, come il kWh o il GJ.

L’utilizzo di un’unità misura standard è fondamentale per ottenere degli specifici certificati energetici e valutare l’efficienza di un edificio.

Un secondo esempio riguarda la pianificazione della produzione energetica.

Le aziende energetiche li utilizzano per convertire l’energia prodotta da diverse fonti, come petrolio, gas naturale o energia rinnovabile, in valori comparabili.

Questo permette di ottimizzare l’utilizzo delle risorse e di pianificare l’approvvigionamento energetico in modo efficiente.

Un terzo esempio può riguardare il settore industriale per andare a calcolare il consumo di energia e il relativo costo associato alla produzione di singoli prodotti.

Ad esempio, un’industria che utilizza calore per i suoi processi produttivi può convertire l’energia termica consumata in BTU o kWh per monitorare l’efficienza e ridurre i costi.

Quando la conversione ha valore di legge

In tre casi il fattore di conversione non è una scelta metodologica ma un obbligo, e va preso dal documento normativo di riferimento invece che da una tabella generica:

• Diagnosi energetiche (D.Lgs. 102/2014), obbligatorie per grandi imprese e imprese energivore
• Nomina dell’energy manager (Legge 10/1991), il cui obbligo scatta al superamento di soglie espresse in tep
• Certificati bianchi, o titoli di efficienza energetica, dove il risparmio si contabilizza in tep secondo le regole operative del GSE

In questi contesti il valore da usare è quello in energia primaria, non la conversione fisica.

Una volta che i consumi sono espressi in un’unità comune, diventano la base di partenza per un piano di decarbonizzazione misurabile.