COMPLESSO SCOLASTICO VALUSSI, UDINE ANALISI DELLE CRITICITA DI INVOLUCRO E IMPIANTO

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1 COMPLESSO SCOLASTICO VALUSSI, UDINE ANALISI DELLE CRITICITA DI INVOLUCRO E IMPIANTO 1

2 PROJECT WORK 1 REPORT RACCOLTA DATI Dati generali: Ubicazione dell edificio: via Francesco Petrarca n 19, Udine Anno di costruzione: 1960 scuole elementari, 1972 scuole medie Destinazione d uso: edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili; edifici adibiti ad attività sportive, palestre e assimilabili Tipologia edilizia: E.7, E.6 (2) Involucro edilizio: Volume lordo riscaldato V [m 3 ]: m 3 Superficie utile: 5842 m 2 Eventuali interventi di manutenzione straordinaria o ristrutturazione: costruzione scale di emergenza (1990) Anno di installazione del generatore di calore: 2007 Impianto di riscaldamento: Tipo di impianto: centrale termica composta da due caldaie Tipo di terminali di erogazione del calore: radiatori su parete non isolata nelle medie e nelle elementari, aerotermi nelle palestre e nell auditorium Tipo di distribuzione: impianto centralizzato con montanti di distribuzione Tipo di regolazione: climatica + ambiente con regolatore nelle elementari e solo climatica (compensazione con sonda esterna) negli altri edifici Tipo di generatore: due caldaie nuove di cui la principale a condensazione, impianto misto riscaldamento/acqua calda sanitaria Combustibile utilizzato: gas metano Potenza nominale al focolare del generatore di calore [kw]: 900 kw Eventuali interventi di manutenzione straordinaria o ristrutturazione: 2007 nuova centrale termica, 2008 tubazioni del riscaldamento Dati climatici: Zona climatica: E Gradi giorno: 2323 Tecnologie di utilizzo delle fonti rinnovabili: Tipologia di sistemi per l utilizzazione delle fonti rinnovabili: solare termico, impianto con tubi sottovuoto (10 m 2 ), copertura 25% fabbisogno per acqua calda sanitaria 2

3 Si riportano alcuni particolari del complesso (scuole medie, elementari e palestre): Uso e comportamento utenza: non si hanno a disposizione indicazioni circa l effettivo uso della struttura da parte del personale e degli studenti; si è perciò assunto un uso anche pomeridiano delle strutture delle medie ed elementari e l affitto delle palestre a società sportive esterne. DIAGNOSI stato di: Involucro Come è possibile evincere dalle termografie rilevate, tutte le strutture murarie sono prive di materiale isolante e quindi altamente disperdenti; se ne riportano due esempi, il primo relativo al porticato delle scuole medie ed il secondo alla facciata di queste ultime: in corrispondenza dei colori più chiari quali il giallo vi è un elevata temperatura e quindi maggiori dispersioni termiche verso l esterno che provocano di conseguenza un consistente consumo di energia primaria per mantenere la temperatura richiesta nel locale (20 C); è inoltre presente un estesissima superficie vetrata (soprattutto nelle scuole medie) anch essa a bassa efficienza energetica e foriera di elevate dispersioni. 3

4 Impianto L impianto attualmente in uso è assai efficiente in quanto dotato di caldaia a condensazione di recente installazione e di pannelli solari termici con accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria per la palestra. La regolazione presenta invece alcune criticità: essa è ottimale solamente nella scuola elementare e nell auditorium dove è del tipo climatica + ambiente, ovvero è capace di adattare l erogazione della potenza termica alle condizioni di ogni singolo ambiente, tenendo conto quindi della temperatura esterna e degli apporti solari gratuiti (grazie all utilizzo di valvole termostatiche); nelle scuole medie invece queste ultime non sono presenti, causando uno sfruttamento non corretto degli apporti solari gratuiti che sarebbero elevati soprattutto nelle stagioni intermedie viste le estese superfici vetrate. Comportamenti Non si hanno ulteriori notizie sulla gestione dell impianto termico. 4

5 POSSIBILI INTERVENTI Dopo aver riscontrato le criticità che questo complesso presenta si potrà agire su di esso per migliorarne le prestazioni energetiche con interventi sull involucro e sull impianto: 1. ISOLAMENTO CON CAPPOTTO ESTERNO: si tratta in questo caso di agire sull involucro edilizio applicando uno strato di isolante (dagli 8 ai 14 cm di spessore) alle pareti opache ed ai solai verso i sottotetti non riscaldati delle scuole medie e delle elementari; questo tipo di intervento avrà costi particolarmente elevati perché necessiterà della fornitura e posa di un ponteggio lungo l intera superficie che si vuole coibentare. Risulterà per questo motivo conveniente per lo più in corrispondenza di pianificazioni di restauro delle facciate. Indicativamente i tempi di ritorno di un intervento di questo tipo sono fra gli 8 ed i 15 anni. 2. SOSTITUZIONE SUPERFICI VETRATE: è possibile migliorare le caratteristiche termiche delle superfici trasparenti attualmente in uso (a vetro singolo) attraverso la posa in opera di nuove finestre a triplo vetro basso emissive con Argon nelle intercapedini. Anche questo intervento risulterà particolarmente oneroso viste le estese superfici che andrebbero sostituite, ma molto efficace dal punto di vista del risparmio energetico. I tempi di ritorno si collocano fra i 12 ed i 15 anni. 3. INSTALLAZIONE VALVOLE TERMOSTATICHE: negli ambienti ove non presenti, ovvero nelle scuole medie; questo intervento presenta costi molto bassi ed un ritorno dell investimento già nel primo anno di applicazione, consentendo di sfruttare al meglio l energia fornita gratuitamente dal sole soprattutto nelle stagioni intermedie. 4. APPLICAZIONE LAMINE ISOLANTI-TERMORIFLETTENTI: in caso non fosse possibile isolare l involucro edilizio si possono comunque migliorare le prestazioni del sistema di emissione applicando sulla parete esterna sulla quale è installato il radiatore una lamina isolante termo riflettente in modo da ridurre notevolmente le dispersioni causate dalle elevate temperature del radiatore su una parete ad elevata trasmittanza. Anche questo tipo di intervento presenta costi contenuti. 5. INSTALLAZIONE PANNELLI FOTOVOLTAICI: in questo modo si potrebbe fornire l energia elettrica richiesta dalla scuola usufruendo del meccanismo dello scambio sul posto e degli incentivi derivanti dal conto energia. L investimento iniziale potrebbe rientrare in circa 8 anni. 6. SOSTITUZIONE AEROTERMI PALESTRE: per un maggiore comfort in questi ambienti sarebbe consigliabile sostituire l attuale impianto di emissione con pannelli radianti a pavimento. Si riporta di seguito la certificazione energetica e la relativa relazione. 5

6 Dati edificio Anno di costruzione/ristrutturazione 1972 Zone riscaldate Zone non riscaldate Ala nord+ala sud+scala+atrio auditorium scuola elementare palestra Sottotetto scuola media sottotetto scuola elementare Ubicazione Provincia Comune UDINE Udine Gradi giorno 2323 Zona climatica E Altezza sul livello del mare 113 m Latitudine Temperatura di progetto 46 3' -5,0 C Zona riscaldata 1: ALA NORD+ALA SUD+SCALA+ATRIO Categoria edificio E.7 Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili Volume lordo riscaldato 10680,0 m³ Volume netto riscaldato 7476,0 m³ Superficie lorda riscaldata 3560,0 m² Superficie netta riscaldata 3181,3 m² Numero di piani 3 6

7 Altezza media interna dei piani 2,35 m Capacità termica Ventilazione Ricambi d'aria kj/mk Naturale 2,76 vol/h H V 6802,83 W/K Componenti opache Struttura Trasmittanza [W/m²K] Superficie [m²] Verso l'esterno muro esterno scuola media 1,95 546,6 muro esterno scuola media 1,95 513,6 Solaio su portico scuola media 1, muro esterno scuola media 1, muro esterno scuola media 1, Verso Sottotetto scuola media Solaio di copertura medie ed elementari 1, Verso il terreno Solaio su terreno medie e elementari 3, Serramenti Serramento Trasmittanza [W/m²K] Superficie [m²] finestre 5,96 386,4 0,765 finestre 5,96 386,4 0,765 Coefficiente di trasmissione 7

8 vetri scala 5, ,765 atrio 5, ,765 atrio NE 5, ,765 Zona riscaldata 2: AUDITORIUM Categoria edificio E.7 Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili Volume lordo riscaldato 2400,0 m³ Volume netto riscaldato 1680,0 m³ Superficie lorda riscaldata 400,0 m² Superficie netta riscaldata 357,4 m² Numero di piani 1 Altezza media interna dei piani 4,70 m Capacità termica Ventilazione Portata d'aria di progetto kj/mk Meccanica a portata fissa 4246,46 m³/h H V 1401,33 W/K Componenti opache Struttura Trasmittanza [W/m²K] Superficie [m²] Verso l'esterno parete esterna auditorium 3, parete esterna auditorium 3, parete esterna auditorium 3,

9 parete esterna auditorium 3,28 60 Solaio di copertura palestre e auditorium 1, Solaio su portico scuola media 1, Serramenti Serramento Trasmittanza [W/m²K] Superficie [m²] Coefficiente di trasmissione Zona riscaldata 3: SCUOLA ELEMENTARE Categoria edificio E.7 Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili Volume lordo riscaldato 5520,0 m³ Volume netto riscaldato 3312,0 m³ Superficie netta riscaldata 1526,2 m² Numero di piani 2 Altezza media interna dei piani 2,17 m Capacità termica Ventilazione Ricambi d'aria kj/mk Naturale 2,99 vol/h H V 3263,63 W/K Componenti opache Struttura Trasmittanza [W/m²K] Superficie [m²] Verso l'esterno parete esterna elementari 1,

10 parete esterna elementari 1,23 262,5 parete esterna elementari 1, parete esterna elementari 1,23 296,4 Verso sottotetto scuola elementare Solaio di copertura medie ed elementari 1, Verso il terreno Solaio su terreno medie e elementari 3, Serramenti Serramento Trasmittanza [W/m²K] Superficie [m²] finestre NE 4, ,765 finestre SE 4,98 67,5 0,765 finestre SO 4,98 45,6 0,765 finestre NO 4, ,765 Coefficiente di trasmissione Zona riscaldata 4: PALESTRA Categoria edificio E.6 (2) Palestre e assimilabili Volume lordo riscaldato 8700,0 m³ Volume netto riscaldato 6090,0 m³ Superficie lorda riscaldata 870,0 m² Superficie netta riscaldata 777,4 m² Numero di piani 1 Altezza media interna dei piani 7,83 m Capacità termica kj/mk 10

11 Ventilazione Ricambi d'aria Naturale 1,84 vol/h H V 3694,42 W/K Componenti opache Struttura Trasmittanza [W/m²K] Superficie [m²] Verso l'esterno parete esterna palestre 1, parete esterna palestre 1, parete esterna palestre 1, parete esterna palestre 1, Solaio di copertura palestre e auditorium 1, Verso il terreno pavimento palestre 2, Serramenti Serramento Trasmittanza [W/m²K] Superficie [m²] Coefficiente di trasmissione finestre NE senza aggetti 5, ,765 finestre NE con aggetto 5, ,765 finestre SO senza aggetto 5, ,765 finestre SO con aggetto 5, ,765 Impianto per la produzione di acqua calda sanitaria 11

12 Sistema di distribuzione Tipo di impianto Sistema con ricircolo. Temperatura media dell'acqua nel circuito primario: 60 C Sistema di generazione Impianto misto riscaldamento/acqua calda sanitaria Impianto di riscaldamento Sistema di emissione Ala nord+ala sud+scala+atrio auditorium scuola elementare palestra Terminali di emissione Radiatori su parete non isolata Aerotermi ad acqua Radiatori su parete non isolata Aerotermi ad acqua Rendimento 0,88 0,92 0,88 0,92 Sistema di regolazione Tipo di regolazione Ala nord+ala sud+scala+atrio Solo climatica (compensazione con sonda esterna) Rendimento gennaio 0,94 febbraio 0,93 marzo 0,89 aprile 0,82 ottobre 0,82 novembre 0,91 dicembre 0,94 auditorium Climatico + ambiente con regolatore P banda prop. 0,5 C scuola elementare Climatico + ambiente con regolatore P banda prop. 0,5 C palestra Solo climatica (compensazione con sonda esterna) 0,99 0,99 gennaio 0,96 febbraio 0,94 marzo 0,90 aprile 0,77 ottobre 0,80 novembre 0,93 dicembre 0,95 Sistema di distribuzione Tipo di impianto Centralizzato con montanti di distribuzione Temperatura di mandata e ritorno 70/55 C 12

13 di progetto Rendimento 0,94 Sistema di generazione Tipo di generatore a gas a condensazione **** (4 stelle) Potenza nominale 600 kw Rendimento 0,99 Ala nord+ala sud+scala+atrio RISULTATI Q tr [MJ] Dispersioni per trasmissione Q ve [MJ] Dispersioni per ventilazione Q int [MJ] Apporti interni Q sol [MJ] Apporti solari u Fattore di utilizzazione Q nd [MJ] Fabbisogno energetico dell'edificio gennaio , febbraio , marzo , aprile , maggio ,00 0 giugno ,00 0 luglio , agosto , settembre ,00 0 ottobre , novembre , dicembre , auditorium 13

14 Q tr [MJ] Dispersioni per trasmissione Q ve [MJ] Dispersioni per ventilazione Q int [MJ] Apporti interni Q sol [MJ] Apporti solari u Fattore di utilizzazione Q nd [MJ] Fabbisogno energetico dell'edificio gennaio , febbraio , marzo , aprile , maggio ,00 0 giugno ,00 0 luglio ,00 0 agosto ,00 0 settembre ,00 0 ottobre , novembre , dicembre , scuola elementare Q tr [MJ] Dispersioni per trasmissione Q ve [MJ] Dispersioni per ventilazione Q int [MJ] Apporti interni Q sol [MJ] Apporti solari u Fattore di utilizzazione Q nd [MJ] Fabbisogno energetico dell'edificio gennaio , febbraio , marzo , aprile , maggio ,

15 giugno , luglio , agosto , settembre ,00 0 ottobre , novembre , dicembre , palestra Q tr [MJ] Dispersioni per trasmissione Q ve [MJ] Dispersioni per ventilazione Q int [MJ] Apporti interni Q sol [MJ] Apporti solari u Fattore di utilizzazione Q nd [MJ] Fabbisogno energetico dell'edificio gennaio , febbraio , marzo , aprile , maggio ,00 0 giugno , luglio , agosto , settembre ,00 0 ottobre , novembre , dicembre ,

16 Impianto per la produzione di acqua calda sanitaria Q h,w [kwh] Fabbisogno energetico per ACS Q l,er,w [kwh] Perdite di erogazione Q l,d,w [kwh] Perdite di distribuzione Q l,s,w [kwh] Perdite di accumulo Q p,w [kwh] Fabbisogno di energia primaria per ACS gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre

17 Impianto di riscaldamento Q h [kwh] Fabbisogno energetico utile per riscaldamento Q hr [kwh] Fabbisogno energetico utile effettivo Q gn,out [kwh] Fabbisogno in uscita dal generatore Q H,aux [kwh] Fabbisogno di energia elettrica degli ausiliaria Q p,h [kwh] Fabbisogno di energia primaria per riscaldamento gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre

18 CERTIFICAZIONE ENERGETICA EDIFICI SCOLASTICI CERTIFICAZIONE PALESTRE 18

19 PROJECT WORK 2: Impianto termico, sistema di cogenerazione a gas per la centrale termica dell intero complesso La situazione attuale prevede la presenza in centrale termica di una caldaia a condensazione da 600 kw di recente installazione, integrata con un ulteriore caldaia per far fronte ai carichi di picco. In questo studio verranno prese in considerazione due ipotesi: la prima prevederà l integrazione di un cogeneratore di piccola taglia con l impianto esistente; la seconda consisterà nel progettare una nuova centrale termica partendo dall ipotesi di usare un cogeneratore. Per sua natura generalmente il cogeneratore è conveniente solo per impieghi superiori a 4000 ore di funzionamento; per questo motivo lo studio dovrà essere condotto a partire dai carichi termici di base, ovvero quelli presenti per l intero periodo di riscaldamento. Nel caso in questione 4000 ore di funzionamento sono un ipotesi fondata considerando un attività sulle 24 ore per 167 giorni l anno (alla durata complessiva del periodo di riscaldamento, 183 giorni, si sono sottratti 16 giorni di vacanze scolastiche). Effettuando il calcolo della potenza necessaria durante il periodo di riscaldamento mediante il metodo della Firma energetica secondo UNI EN si ottiene la seguente curva: FIRMA ENERGETICA POTENZA RICHIESTA[kW] temperatura esterna C Dalla quale si può dedurre che il carico base per l intero periodo di riscaldamento sarà di circa 200 kw termici; un cogeneratore di questa potenza fornirebbe però allo stesso tempo circa 100 kw elettrici che sull intero periodo si tradurrebbero in un energia elettrica prodotta pari a kWh el. Dai dati rilevati sul complesso scolastico emerge un consumo annuo pari a kwh el, ovvero solo un 22% di quella così autoprodotta: questo significa che avvalendoci del meccanismo dello scambio sul posto dovremmo vendere il restante 78% sul mercato con ricavi molto bassi dal momento che l energia verrebbe prodotta anche in fasce assai poco redditizie. 19

20 Questa riflessione porta ad avvalorare l ipotesi di progettare il cogeneratore non sul fabbisogno termico di base, bensì su quello elettrico. Per quanto riguarda la richiesta per ACS, quest ultima è considerata nulla per le scuole (da norma ) ed è lecito assumere che quella della palestra sia completamente coperta dai pannelli solari con relativo accumulo in essa installati. Si avanzeranno quindi due casi di possibile integrazione del cogeneratore con l impianto esistente: 1. impiego di un microcogeneratore in grado di coprire il 20% del fabbisogno annuo di energia elettrica della scuola; 2. impiego di un microcogeneratore in grado di coprire il 100% del fabbisogno annuo di energia elettrica della scuola. I dati relativi alle tecnologie scelte sono sintetizzati nella seguente tabella: TECNOLOGIA IMPIEGATA IPOTESI 1 ESISTENTE MOTORE ENDOTERMICO MCHP AISIN (TOYOTA group) IPOTESI 2 NUOVO MOTORE ENDOTERMICO YANMAR CP25VB2 POTENZA ELETTRICA [kw] POTENZA TERMICA [kw] RENDIMENTO ELETTRICO RENDIMENTO COMPLESSIVO COSTO * /kwel COSTO TOTALE * + (investimento iniziale) CONSUMO GAS [kw] CONSUMO GAS [Nm3/h] Partendo dai dati forniti dal cliente sui consumi di energia primaria, si può, tralasciando i rendimenti dei sistemi di emissione, regolazione e distribuzione in quanto comuni alle situazioni ante e post interventi, ipotizzare il seguente fabbisogno effettivo del complesso scolastico: EP riscaldamento e ACS kwh rendimento medio stagionale (caldaia a condensazione) 0.99 fabbisogno di energia effettivo kwh attuale consumo gas m 3 20

21 Tale consumo, unitamente a quello elettrico verrà soddisfatto mediante la seguente combinazione: tecnologia impiegata intervento 1 intervento 2 P termica kw P elettrica kw rendimento complessivo PCI kwh/m consumo effettivo kwh/m ore di funzionamento energia termica fornita kwh consumo gas in kw m3 consumati da cogeneratore energia termica totale richiesta kwh energia fornita da caldaia kwh m3 consumati da caldaia m3 consumati complessivamente acquistati consumo effettivo m3/kwh accisa da produzione per autoconsumo (a ) su m accisa da usi civili (a 0.2) su m quota variabile su (a 0.468) BOLLETTA GAS senz' IVA BOLLETTA GAS con IVA energia elettrica totale richiesta energia elettrica fornita da cogen energia elettrica da acquistare costo unitario (con IVA)energia elettrica /kwh BOLLETTA ENERGIA ELETTRICA con IVA SOMMA BOLLETTE POST INTERVENTO BOLLETTE ANTE INTERVENTO COSTI ANTE-COSTI POST RICAVI DA TEE (a 16 /MWh-->al 50%) INVESTIMENTO INIZIALE MANUTENZIONE ANNUALE (a /kwhelprod)

22 Le spese sostenute per le bollette di gas metano acquistato sono state valutate secondo le seguenti voci: GAS METANO PREZZO * /m3+ IVA QUOTA VARIABILE componente materia prima % quota vendita al dettaglio % quota variabile di distribuzione % totale quota variabile % IMPOSTE accisa usi civili % accisa usi civili cogenerazione a 0.25 m3/kwh destinata ad autoconsumo % Nel caso in analisi non è possibile ottenere il passaggio a fiscalità industriale (accisa 0,018 /m 3 ) di tutto il gas utilizzato dall'impianto (cogeneratore + caldaie), in quanto non è rispettata la condizione per questo necessaria: la potenza elettrica del cogeneratore dovrebbe essere almeno il 10% della potenza termica totale (CHP + caldaie) e l'energia elettrica dovrebbe essere almeno il 10% dell'energia termica totale (CHP + caldaie). Le spese sostenute per le bollette di energia elettrica acquistata invece sono state valutate secondo le seguenti voci: ENERGIA ELETTRICA PREZZO * /kwh+ IVA CORRISPETTIVI DI VENDITA corrispettivi energia % perdite di rete % DISPACCIAMENTO approvvigionamento risorse dispacciamento % sicurezza del sistema % funzionamento terna % remuner.disponibilità capacità produttiva % servizio di interrompibilità carico % DISTRIBUZIONE E USO DELLE RETI A quota variabile % UC e MCT quota variabile % trasmissione % componente distribuzione-quota energia % IMPOSTE accisa % addizionale provinciale % 22

23 Non è stata considerata la componente fissa della bolletta del gas in quanto presente allo stesso modo in tutti i casi di studio. Inoltre, essendo il Friuli Venezia Giulia una regione a statuto speciale, l imposta addizionale regionale per usi civili per il gas metano non è presente. Nelle seguenti valutazioni si è ipotizzato per semplicità che i consumi di energia elettrica siano effettuati tutti in fascia F1. STUDIO DI FATTIBILITA : CASO ESISTENTE, IPOTESI 1 Utilizzando un cogeneratore MCHP AISIN integrato con la tecnologia esistente in centrale termica, l analisi dell investimento è la seguente: INTERVENTO 1 DATI ANTE INTERVENTO CONSUMI E COSTI consumo gas metano consumo energia elettrica costi energia elettrica e gas DATI POST INTERVENTO CONSUMI E COSTI consumo gas cogeneratore consumo gas caldaia consumo energia elettrica costi gas costi energia elettrica ammortamento impianto (13 anni) manutenzioni (0.015 /kwh el prod) totale costi RICAVI TEE al 50% RISPARMIO ANNUO m 3 /anno kwh/anno /anno 9375 m 3 /anno m 3 /anno kwh/anno /anno /anno 1946 /anno 276 /anno /anno 106 /anno 63 /anno Si è tenuto conto della possibilità di ottenere da contratto tramite ESCO il 50% dei ricavi derivanti dai certificati bianchi conseguiti; nonostante questi ultimi siano recepiti solo nei primi 5 anni di attività dell impianto, si è calcolato il guadagno complessivo e spalmato uniformemente sui 13 anni di funzionamento. Si sono inoltre considerati gli sgravi sulle accise per il metano impiegato per la cogenerazione ed i costi annui per l ordinaria manutenzione del cogeneratore. 23

24 CONDIZIONI ANNO COSTI ANTE- FLUSSO DI TASSO DI TEE COSTI POST CASSA SCONTO VA VAN INVESTIMENTO VAN IPOTESI I risultati in tabella mostrano che un investimento con questo tipo di tecnologia non è conveniente in quanto apporterebbe un risparmio di soli 123 dopo 13 anni. 24

25 STUDIO DI FATTIBILITA : CASO ESISTENTE, IPOTESI 2 Per questo tipo di intervento si farà uso di un cogeneratore YANMAR CP25VB2; tramite quest ultimo si coprirà parte del carico termico di base, fornendo la restante energia richiesta mediante la stessa caldaia a condensazione già installata nell impianto. In questo caso l analisi dell investimento è la seguente: INTERVENTO 2 DATI ANTE INTERVENTO CONSUMI E COSTI consumo gas metano consumo energia elettrica costi energia elettrica e gas DATI POST INTERVENTO CONSUMI E COSTI consumo gas cogeneratore consumo gas caldaia consumo energia elettrica costi gas costi energia elettrica ammortamento impianto (13 anni) manutenzioni (0.015 /kwh el prod) totale costi RICAVI TEE al 50% RISPARMIO ANNUO m 3 /anno kwh/anno /anno m 3 /anno m 3 /anno 3 kwh/anno /anno 0.5 /anno 6731 /anno 1358 /anno /anno 279 /anno 2380 /anno Si sono assunte le medesime ipotesi del caso di studio precedente. 25

26 A questo punto è possibile valutare il Valore Attuale Netto (VAN) dell investimento con le seguenti considerazioni: CONDIZIONI ANNO COSTI ANTE- COSTI POST TEE FLUSSO DI CASSA INVESTIMENTO TASSO DI SCONTO VA VAN VAN IPOTESI In questo caso sono state considerate le entrate effettive dei certificati bianchi nei primi 5 anni. I risultati in tabella mostrano che un investimento con questo tipo di tecnologia è conveniente: in particolare se si assume una vita utile del cogeneratore di 13 anni, il valore attuale netto di questo investimento sarà pari a Il tempo di ritorno dell investimento sarà di circa 9 anni. 26

27 Valutazione del risparmio dell energia primaria ottenuta con questo impianto: situazione attuale consumo gas metano consumo energia elettrica generazione nazionale en. Elettrica tep da prod.energia elettrica conversione m3 metano--> tep tep da prod.energia termica EP in TEP ANTE INTERVENTO m 3 /anno kwh/anno tep/kwh el tep m3/tep tep tep dopo l'intervento consumo gas metano consumo energia elettrica generazione nazionale en. Elettrica tep da prod.energia elettrica conversione m3 metano--> tep tep da prod.energia termica EP in TEP POST INTERVENTO m 3 /anno 3 kwh/anno tep/kwh el 0.5 tep m3/tep tep tep RISPARMIO tep 27

28 Si parta con l analisi dai seguenti dati: ANALISI DELL INTERVENTO SUL NUOVO edificio nuovo in classe B consumi pari al 60% di quelli previsti dai limiti di legge, EP classe B = 7.44 kwh/m 3 anno S/V = 0.3 Medesime condizioni climatiche (GG = 2323) Medesimo volume lordo riscaldato = m 3 Consumi elettrici del nuovo edificio immutati, pari a kwh Il consumo annuo di energia primaria sarà, date queste ipotesi, pari a kwh/anno, ovvero l 88% in meno rispetto all attuale edificio (confronto effettuato rispetto ai consumi reali, non quelli calcolati da certificazione). Valgono anche in questo caso le medesime considerazioni fatte in precedenza: il dimensionamento sarà fatto non sul carico termico di base, bensì su quello elettrico, non volendo produrre energia elettrica in eccesso rispetto a quella richiesta dal complesso edilizio in fase di studio. Per questo motivo si sceglierà lo stesso cogeneratore da circa 40 kw termici utilizzato nella seconda ipotesi relativa al caso esistente e lo si integrerà con una caldaia a condensazione per coprire la richiesta di carico istantanea. Per il calcolo della potenza si è utilizzato, partendo dai consumi ipotizzati, il metodo della firma energetica: ipotizzando che il 30% ed il 25% dei consumi complessivi siano imputabili rispettivamente ai mesi di gennaio e dicembre e che in questi mesi l impianto non venga spento durante la chiusura della scuola, la potenza di progetto sarà pari a circa 340 kw. Conseguentemente sarà sufficiente installare una caldaia a condensazione da 300 kw accanto al cogeneratore da 40 kw impiegato per 3622 ore durante l intero periodo di riscaldamento. Riepilogo dell energia termica fornita: Cogeneratore: 38.4*3622 = kwh Caldaia a condensazione: = kwh Con un conseguente consumo di gas metano pari a : Cogeneratore: m 3 Caldaia a condensazione: 6735 m 3 La bolletta sarà complessivamente di ; l energia primaria consumata in Tep sarà: intervento sul nuovo consumo gas metano consumo energia elettrica generazione nazionale en. Elettrica tep da prod.energia elettrica conversione m3 metano--> tep tep da prod.energia termica EP in TEP POST INTERVENTO m 3 /anno 3 kwh/anno tep/kwh el 0.5 tep m3/tep 31.0 tep 31.5 tep 28

29 CONCLUSIONI Come si può evincere dal confronto dei dati presentati nelle tabelle, ricostruendo l edificio secondo i criteri di efficienza energetica attualmente previsti dai decreti legislativi n.192, 19 agosto 2005 coordinato con il n.311, 29 dicembre 2006 e n.158, 10 luglio 2009, si potrebbe passare da un consumo di tep a soli 32 tep l anno. L impianto termico passerebbe da una potenza installata di 1000 kw a soli 340 kw, con conseguenti minori costi di installazione e manutenzione. Dal momento che la tecnologia nel campo dei cogeneratori è ancora agli albori per quanto riguarda le applicazioni nel nostro paese si è rivelato complesso trovare dati precisi inerenti i costi per i singoli interventi da inserire in computo metrico; ho preferito quindi non andare più a fondo nell analisi inserendo dati con un basso livello di affidabilità; quindi le uniche voci riportate inerenti al costo di questa tecnologia sono quelle indicate nello studio di fattibilità per quanto riguarda l investimento iniziale ed i successivi costi per la manutenzione. Un ulteriore problema riscontrato è stato quello di trovare modelli effettivamente in commercio sul territorio italiano. Mi sono inoltre limitata ad effettuare una valutazione del risparmio di energia primaria rispetto alla situazione attuale piuttosto che una vera e propria certificazione energetica, dal momento che le linee guida per quest ultima (norma ) non sono ancora state rese note. La normativa sulla cogenerazione cui fare riferimento è il Decreto 20/2007, che assegna ruoli ad AEEG e GSE quali soggetti interessati e dedicati: il primo all allacciamento reti e modalità di riconoscimento dello scambio sul posto; il secondo quale soggetto attuatore e gestore dell archivio dati in materia di cogenerazione. 29