INDICI DI CONSUMO 7.1 INTRODUZIONE CAPITOLO 7

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1 APITOLO 7 INDII DI ONSUMO 7.1 INTRODUZIONE Abbiamo visto come il controllo di gestione consente ad una azienda di verificare in modo sistematico i risultati di gestione rispetto agli obiettivi prefissati. Si tratta però di obiettivi di breve periodo perché l arco temporale è l anno. Un organizzazione ha anche bisogno di definire e misurare i propri progressi verso gli obiettivi di più lunga durata (medio e lungo periodo). Gli indicatori di prestazione (KPI Key Performance Indicators) consentono di effettuare questa misura e riflettono i fattori critici di successo di un azienda. Essi variano da settore a settore e da un azienda all altra. Ad una azienda d affari può interessare la percentuale di fatturato derivante dai clienti fedeli mentre ad un università la percentuale di laureati che trovano lavoro ad un anno dalla laurea. Gli indicatori di prestazione non servono soltanto per misurare le proprie prestazioni nel tempo ma anche in relazione con gli altri, ovvero per confrontare le proprie prestazioni con quelle altrui, o nell ambito della stessa organizzazione o con l esterno (benchmarking interno ed esterno). Anche in ambito energetico sono stati introdotti degli indicatori di prestazione, che fanno, tra l altro, parte degli indici di prestazione ambientale, come per esempio nei Rendiconti Ambientali pubblicati dalle aziende. Per energy benchmarking si intende l uso di indicatori, - rapporti, indici, ecc. - per consentire un valido confronto fra organizzazioni e aziende diverse, o nell ambito della stessa azienda, sull uso dell energia. Tali indici possono riferirsi, per esempio, al consumo specifico di energia di aziende che operano nello stesso settore o all efficienza energetica di specifici processi in aziende di settori diversi. Sono sempre più frequenti iniziative, stimolate anche da programmi governativi, di benchmarking energetico in cui aziende dei diversi settori condividono informazioni sull uso dell energia. Grazie a queste informazioni è possibile stabilire dei benchmark, o standard, con i quali ogni azienda può confrontarsi. Il confronto può consentire all azienda di misurare i margini di risparmio energetico eventualmente possibili. Per esempio, la figura seguente mostra i consumi specifici di energia risultati da un indagine condotta dall Office of Energy Efficiency dell ente Natural Resources Gestione Sistemi Energetici 119

2 INDII DI ONSUMO anada su 17 aziende di produzione del latte in anada. Il consumo specifico di riferimento (benchmark) è stato individuato, in questo caso, come il decimo percentile I del campione formato dalle 17 aziende, cioè max I min I benchmark I min onsumo specifico di energia [kwh/l] Azienda Benchmark Gli indici di prestazione energetica sono importanti, tra le altre cose, perché moltiplicando il consumo per unità di prodotto per il costo unitario dell energia si ottiene il costo dell energia per unità di prodotto. Indice di costo Indice di x consumo osto unitario energia euro unità kj unità x euro kj Inoltre, gli indici sono importanti dati di sintesi che indicano un'efficienza complessiva e perciò utilizzati nei report direzionali mensili (cruscotti) per il confronto con dati consuntivi precedenti. Per esempio, pensando ad un azienda che ha diversi stabilimenti il consumo di vettori energetici per unità di prodotto (stesso mix produttivo) presenterà valori diversi da stabilimento a stabilimento. ome vedremo, la semplice conclusione che lo stabilimento che ha l indice di consumo più basso è anche il più efficiente non è scontata. L obiettivo di questo capitolo è di introdurre una metodologia che consenta di valutare le prestazioni complessive di un sistema attraverso gli indici di consumo. 12 Gestione Sistemi Energetici

3 ONSUMI ENERGETII E INDII DI ONSUMO 7.2 ONSUMI ENERGETII E INDII DI ONSUMO onsideriamo un sistema la cui caratteristica di consumo dell energia sia del tipo: + c 1 (7.1) e restringiamo lo studio al caso, di gran lunga più frequente, in cui sia che c 1 siano positivi. La variabile indipendente, il volume produttivo, può variare da zero fino al valore massimo rappresentato dalla capacità produttiva nominale degli impianti. A partire dall equazione (7.1) si può ricavare l indice di consumo: I c 1 (7.2) onsumo () Indice di onsumo (/) 1 + c + c1 olume produttivo () olume produttivo () La quantità di energia consumata per unità di prodotto diminuisce all aumentare del volume produttivo, poiché diminuisce l incidenza del consumo fisso. N.B. La retta di equazione (7.1) e l iperbole di equazione (7.2) rappresentano rispettivamente il consumo e l indice di consumo attesi in funzione della produzione: i valori reali, in generale, non si collocano esattamente su queste curve Standard tecnici I consumi e costi energetici possono essere classificati in base al loro comportamento in funzione del volume produttivo analogamente a quanto avviene per l'utilizzo di altri fattori di produzione e per i relativi costi. Si possono distinguere: consumi fissi: è il caso peggiore perché il consumo non subisce riduzioni in caso di diminuzione del volume produttivo (comportamento completamente rigido); consumi variabili: è il caso ideale di consumo energetico che si riduce progressivamente e si annulla in corrispondenza alla riduzione ed annullamento del volume produttivo (comportamento completamente elastico o flessibile); consumi semivariabili: rimane una quota fissa di consumo con volume produttivo nullo (comportamento solo in parte elastico o flessibile). Nei tre casi considerati, il grado di controllo dei consumi energetici è evidentemente molto diverso: esso è tanto maggiore quanto più è elevato il rapporto tra consumo variabile e consumo totale. Poiché tale rapporto varia al variare del volume produttivo, è opportuno fissare un valore di in corrispondenza del quale effettuare il calcolo, in modo da ottenere valori confrontabili. Si definisce coefficiente di controllo della quota fissa l incidenza del consumo variabile sul consumo totale, misurata in condizioni di capacità produttiva nominale: c 1 K c n + c 1 (7.3) Gestione Sistemi Energetici 121

4 INDII DI ONSUMO Dalla definizione di K discende che esso può assumere valori compresi tra e 1. Le situazioni che si presentano nella realtà sono generalmente caratterizzate da <K<1: i consumi, cioè, sono di tipo semivariabile. Le situazioni estreme di K (consumi completamente fissi) oppure K1 (consumi completamente variabili) sono difficilmente riscontrabili. onsumo di energia n ONSUMI SEMIARIABILI <K<1 olume produttivo onsumo di energia n ONSUMI ARIABILI K onsumo di energia n ONSUMI FISSI K 1 olume produttivo olume produttivo Si definisce indice di consumo a capacità nominale il rapporto tra il consumo di energia in condizioni di volume produttivo nominale e il volume produttivo nominale stesso: I n c n c 1 (7.4) L indice di consumo a capacità nominale I n e il coefficiente di controllo della quota fissa K caratterizzano in modo univoco il comportamento energetico del sistema in esame, così come lo fanno e c 1. Essi rappresentano di fatto degli standard tecnici, in quanto sono i migliori valori teorici di indice di consumo e incidenza del consumo variabile sul totale a cui il sistema possa aspirare, stante la sua caratterizzazione. Nella realtà la saturazione degli impianti non è completa ( < ) e quindi ci si deve aspettare un indice di consumo peggiore (più elevato) di quello di capacità nominale. 7.3 ONFRONTO DEGLI INDII DI ONSUMO onfronto tra standard tecnici Occorre effettuare con molta attenzione il confronto tra gli indici di consumo di periodi o insediamenti produttivi diversi. Questi confronti dovrebbero essere effettuati sulla base dei relativi standard tecnici, che, come abbiamo visto, sono: il consumo unitario a volume produttivo nominale I n ; il coefficiente di controllo delle quote fisse K. 122 Gestione Sistemi Energetici

5 ONFRONTO DEGLI INDII DI ONSUMO Un confronto fatto in questi termini consente di verificare se la situazione energetica di un insediamento è, eventualmente, variata nel tempo e come si pone nei confronti di un altro insediamento produttivo. DEFINIZIONE DEGLI STANDARD TENII PER OGNI ETTORE ENERGETIO ED AREA LAORATIA ONTROLLATA ONSUMI UNITARI STANDARD TENII n. K K n. n OLUMI PRODUTTII () L indice di consumo nominale costituisce uno STANDARD TENIO per lo stabilimento o reparto produttivo, perché il suo valore caratterizza in modo univoco lo stabilimento per quanto riguarda il consumo del vettore considerato. Il suo valore deve essere conosciuto e spiegato in relazione alle caratteristiche tecnologiche e di gestione dell insediamento. Deve essere inoltre oggetto di eventuali obiettivi di miglioramento progressivo. iò tuttavia non basta: poiché le aziende e i reparti produttivi possono trovarsi spesso in condizioni di produzione inferiore a quella massima nominale, il confronto deve essere effettuato anche per quanto riguarda la capacità di controllo delle quote fisse, espressa dal coefficiente K : questo coefficiente spiega il peggioramento dell indice di consumo, rispetto al valore di standard tecnico, al diminuire del volume produttivo. Anche il coefficiente K deve assumere il significato di standard tecnico di riferimento e per esso valgono considerazioni analoghe a quelle svolte sopra per l indice di consumo a volume produttivo nominale. L esperienza insegna che i due elementi necessari per il confronto in questione non sono del tutto indipendenti: spesso gli insediamenti con K minore sono anche quelli che presentano indici di consumo nominali I n maggiori. iò può essere verificato diagrammando gli indici di consumo a capacità nominale in funzione di K. Nelle due figure seguenti si riportano due diagrammi relativi rispettivamente ai consumi di energia elettrica forza motrice ed aria compressa. Gestione Sistemi Energetici 123

6 INDII DI ONSUMO ENERGIA ELETTRIA FORZA MOTRIE STABILIMENTI ARROZZERIA 1 5 ONSUMO UNITARIO NOMINALE [kwh/eiolo] 1 5 QUOTA FISSA DI ONSUMO % h S Ti M R D.5 1 OEFFIIENTE DI ONTROLLO K a ARIA OMPRESSA STABILIMENTI ARROZZERIA 1 5 ONSUMO UNITARIO NOMINALE [Nm 3 /EIOLO] QUOTA FISSA DI ONSUMO % h M Ti a S R D.5 1 OEFFIIENTE DI ONTROLLO K Poiché, nell ambito di un benchmarking, interno od esterno, il confronto viene effettuato tra realtà simili il più possibile, con impianti e tecnologie non troppo diverse, è lecito ipotizzare, almeno ai fini di una verifica specifica al riguardo, che i casi con K minore sono quelli in cui la gestione dell energia è meno attenta ed efficace. La relazione tra indici di consumo nominali e coefficienti K può essere interpretata in termini generali. Si possono ottenere in questo modo indicazioni di massima sulle modalità e priorità degli interventi migliorativi per le situazioni che si sono messe a confronto. In generale si può affermare che: occorre in ogni caso intervenire per le situazioni che presentano indici di consumo superiori alla media del campione considerato; 124 Gestione Sistemi Energetici

7 ONFRONTO DEGLI INDII DI ONSUMO per le situazioni suddette, occorre intervenire prioritariamente sulla gestione per i casi che presentano un K inferiore alla media; occorre intervenire prioritariamente sugli impianti per i casi che presentano un K superiore alla media; i casi di indici elevati nonostante valori elevati di K, e quindi in contraddizione con l andamento medio di solito riscontrato, devono essere verificati; i casi con indice basso nonostante un valore basso di K devono essere verificati in particolare per quanto riguarda le misure ed il computo dei consumi. ORRELAZIONE ONSUMI - INTERENIRE INTERENIRE ONTROLLO DEI ONSUMI Prevalentemente Prevalentemente Su GESTIONE Su IMPIANTI INTERENIRE Basso Medio Alto ONSUMO INTERENIRE ERIFIARE Basso Medio Alto ONTROLLO ERIFIARE Metodi misura computo onfronto tra indici di consumo consuntivi Tuttavia, gli indici di consumo consuntivi, corrispondenti ai volumi produttivi consuntivi di un determinato periodo, rappresentano l incidenza oggettiva dell energia sui costi di produzione di quel periodo e, come tali, sono oggetto di controllo sistematico. I controlli sono effettuati ogni mese, da parte delle direzioni d azienda e di stabilimento, sulla base di rapporti di sintesi che evidenziano l utilizzo dei vari fattori di produzione ed i relativi costi. In alcune aziende questo rapporto è denominato ruscotto dei costi e dei relativi indici. Inoltre, aumenta ogni anno il numero d aziende che pubblica il Rendiconto Ambientale che riporta, tra l altro, come vedremo, il valore d alcuni indicatori delle prestazioni ambientali, per l anno considerato ed in confronto con gli anni precedenti. Tra questi indicatori ve n è sempre uno relativo all energia. ediamo, innanzitutto, il cruscotto di controllo dei costi e relativi indici. In figura è riportato l esempio di un cruscotto degli indici energetici di un azienda automobilistica, espressi in tep per vettura prodotta. Gestione Sistemi Energetici 125

8 INDII DI ONSUMO ONSUNTIO PROGRESSIO ONSUNTIO BUDGET FLEX BUDGET BUDGET BUDGET nov-96 nov-96 nov-96 dic-96 gen-97 ONSUMI ENERGETII [Tep] ETTURE PRODOTTE INDIE DI ONSUMO [tep/vett] INDIE DI ONSUMO [tep/vett] nov-96 nov-96 nov-96 dic-96 gen-97 ONSUNTIO PROGRESSIO ONSUNTIO BUDGET FLEX BUDGET BUDGET BUDGET Il dato puntuale del mese e quello progressivo dell anno (sino al mese considerato) sono confrontati con il dato consuntivo dell anno precedente. Il confronto evidenzia un miglioramento del dato progressivo, mentre peggiora il dato del mese a causa di una riduzione del volume produttivo rispetto ai valori previsti. Lo stesso diagramma riporta il confronto con i dati assunti come obiettivi di budget che conferma che il peggioramento del mese è comunque inferiore al budgetflex. In altri casi le situazioni evidenziate dal cruscotto non sono interpretabili in modo immediato. E compito, in particolare, dello specialista in energia dello stabilimento od azienda, fornire il supporto per le analisi dei dati ed indicare gli eventuali interventi migliorativi. Abbiamo visto l influenza dei volumi produttivi sugli indici energetici; è importante, quindi, che un azienda riesca ad analizzare, con i rapporti mensili, e a spiegare, nei Rendiconti Ambientali, l eventuale peggioramento degli indici, dovuto ad una diversa congiuntura di mercato, ed evidenziare, possibilmente, il proseguimento delle azioni di miglioramento. ediamo, allora, alcuni modi per controllare, prevedere, o almeno spiegare l evoluzione degli indici dei consumi energetici. Abbiamo visto l influenza di K e del livello produttivo (saturazione impianti) sugli indici di consumo. ediamo ora se c è una relazione sufficientemente semplice per calcolare l effetto combinato di questi due parametri sugli indici di consumo Diagramma universale É uno strumento (di tipo grafico) utile per interpretare le variazioni degli indici di consumo. Esprimiamo lo standard tecnico K in funzione del coefficiente della retta di regressione, in modo da ricavare l espressione di quest ultimo in funzione del primo. Per fare questo, occorre preliminarmente esplicitare il consumo in corrispondenza della capacità nominale: n + c 1 c K n n n n n (7.5) (7.6) 126 Gestione Sistemi Energetici

9 ONFRONTO DEGLI INDII DI ONSUMO n ( 1 K) (7.7) Dalla definizione di coefficiente di controllo della quota fissa a capacità nominale può essere ricavato anche : c 1 K c n (7.8) Sostituendo nell equazione di caratterizzazione (7.1) i valori di e c 1 così ottenuti, si ottiene: n ( 1 K) K n (7.9) Passando all indice di consumo si ha: n ( 1 K) K n (7.1) I I n ( 1 K) n K Introduciamo il coefficiente di saturazione degli impianti volume produttivo effettivo e quello nominale: s (7.11) pari al rapporto tra s (7.12) Sostituendo nell equazione (7.11) il coefficiente s, il rapporto tra l indice di consumo I in corrispondenza del generico volume produttivo e l indice di consumo in condizioni di produzione nominale I n risulta: I 1 K K I n s Esso è funzione di due parametri: (7.13) il coefficiente di controllo della quota fissa K ; il coefficiente di saturazione s. Solitamente tale rapporto viene rappresentato graficamente in funzione di parametrizzato in funzione di K. s e Gestione Sistemi Energetici 127

10 INDII DI ONSUMO 1% 9% I/In 8% 7% K 6% 5% 4% 3% 2% K1 1% % 2% 4% 6% 8% 1% s In alternativa, si può fissare come variabile indipendente K e parametrizzare le curve (che questa volta sono rette, anziché iperboli) in funzione di s. I/In 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% s1% s s1% K Si osserva che il consumo specifico peggiora rispetto a quello di riferimento ( I n ) sia al diminuire del coefficiente di saturazione sia al diminuire del coefficiente di controllo della quota fissa. Il peggioramento legato ad una diminuzione di s è tanto più forte quanto più è basso il valore di K, cioè quanto più i consumi sono rigidi al variare del volume produttivo. In modo speculare, il peggioramento al diminuire del coefficiente di controllo della quota fissa è tanto più forte quanto più è basso il livello di saturazione a cui lavorano gli impianti. ediamo un esempio di impiego del diagramma universale. Supponiamo che il sistema esaminato abbia K.6 e s pari all 8%: di quanto peggiora l indice di consumo rispetto a quello di capacità nominale al variare delle condizioni di saturazione, a parità di K? Dal diagramma, riportato nella figura che segue, si osserva come nella situazione di partenza l indice di consumo sia del 1% più elevato rispetto a quello di capacità nominale. Inoltre, si ricava immediatamente l informazione che 128 Gestione Sistemi Energetici

11 ONFRONTO DEGLI INDII DI ONSUMO se, per ipotesi, si verificasse una diminuzione del volume produttivo pari al 5% di ( s passa dall 8% al 75%), il consumo specifico si porterebbe al 13.3% in più rispetto a quello di capacità nominale, con un delta del 3.3% rispetto al caso di partenza. Una pari diminuzione del coefficiente di saturazione abbinata ad un valore minore di partenza di s (65% che si porta a 6%) causerebbe un incremento maggiore: +5.1%. 13% K % 5.1% 12% (/)/(/)n 115% 11% 3.3% 15% 1% s (%) I Di quanto varia il rapporto al variare di K, a parità di s? E al variare contemporaneo di K e s? Sono tutte domande a cui è possibile rispondere costruendo ed I n interpretando il diagramma universale. Fornendo indicazioni sull indice di consumo atteso in corrispondenza di determinati valori di K (caratterizzazione) e di s (condizioni operative di saturazione impianti), esso può essere utilizzato non solo con la finalità di fare del benchmarking interno a consuntivo, ma anche in un ottica previsionale per valutare l impatto che potranno avere determinate misure di risparmio energetico. Le leve che si hanno a disposizione per ridurre il consumo per unità di prodotto sono due: cercare di ridurre il più possibile la quota fissa di consumo (migliorando la gestione degli impianti esistenti o sostituendoli con impianti nuovi); aumentare il più possibile il livello di saturazione degli impianti. Mentre la prima possibilità è di tipo tecnologico, la seconda è in gran parte legata alle richieste di mercato, per cui il margine di intervento può essere decisamente più ridotto Applicazione del diagramma universale Il diagramma universale può essere impiegato per un interpretazione più immediata della differenza tra indici di consumo che si possono riscontrare nei casi di confronto tra stabilimenti diversi. Esempio. Una grande industria produce i suoi prodotti in numerosi insediamenti di cui si vuole confrontare la situazione energetica per mezzo degli indici di consumo dei vari vettori energetici. Un confronto effettuato sulla base del solo istogramma degli indici di consumo potrebbe mostrare situazioni incredibilmente e inspiegabilmente diverse. Gestione Sistemi Energetici 129

12 INDII DI ONSUMO STABILIMENTI FIAT AUTO LASTRATURA H19: H19: E.E. E.E. Forza Forza Motrice Motrice INDIE DI ONSUMO [kwh/ettura] - progressivo Nov kwh/ettura Po Se Mi a Ti STABILIMENTO Ora sappiamo che una bassa saturazione degli impianti produttivi determina un aumento degli indici, tanto maggior quanto minore è il coefficiente di controllo K. Provando a diagrammare gli indici di consumo a consuntivo in funzione della saturazione impianti s, otteniamo una chiara evidenziazione dell influenza di questo parametro sugli indici di consumo. E.E. E.E. Forza Forza Motrice Motrice --LASTRATURA LASTRATURA 25 INDIE DI ONSUMO [kwh/ettura] Po K.72 Mi K.8 Se K.43 ALORI MEDIO-BASSI DI K ALORI MEDIO-ALTI DI K a K.67 Ti K OEFFIIENTE DI SATURAZIONE s Il diagramma mostra poi che i casi con valori medio-bassi di K pari saturazione, hanno indici di consumo superiori. sono quelli che, a L influenza di K sugli indici di consumo può essere evidenziata diagrammando gli indici in funzione di K : si ottiene un andamento chiaramente decrescente, nel quale inoltre si riscontrano valori superiori dell indice per i casi con saturazione impianti inferiore. 13 Gestione Sistemi Energetici

13 ONFRONTO DEGLI INDII DI ONSUMO E.E. E.E. Forza Forza Motrice Motrice --LASTRATURA LASTRATURA 25 INDIE DI ONSUMO [kwh/ettura] Se s.8 ALORI MEDIO-ALTI DI S a s.8 Po s.33 ALORI MEDIO-BASSI DI S Mi s.56 Ti s OEFFIIENTE DI ONTROLLO K Il diagramma universale ci consente un analisi comparativa di maggiore sintesi. on questo diagramma è possibile, infatti, verificare quanto della differenza riscontrata negli indici di consumo è da attribuire ai diversi valori di s e K. N.B. L aumento dell indice di consumo rispetto alle condizioni nominali che viene riportato sul diagramma universale è calcolato con l equazione (7.13): il valore di K deriva dalla caratterizzazione energetica dello stabilimento mentre s dal risultato a consuntivo del volume produttivo. iò significa che nel diagramma universale si fa riferimento ai consumi corrispondenti al budget flex. E.E. E.E. Forza Forza Motrice Motrice --LASTRATURA LASTRATURA Aumento dell'indice di onsumo/osto rispetto alla condizione di saturazione max 16% 14% 12% 1% Po K Mi OEFFIIENTE DI SATURAZIONE s [%] Ti Se a Analisi degli scostamenti In un'analisi comparativa di indici consuntivi è importante riuscire a spiegare le motivazioni della loro diversità, ripartendo lo scostamento complessivo tra le diverse cause che lo hanno generato. Il diagramma universale può essere utilizzato come strumento grafico per l analisi degli scostamenti. Gestione Sistemi Energetici 131

14 INDII DI ONSUMO Si può procedere in due tempi. Innanzitutto, utilizzando i consumi a budget flex per lo stabilimento j e per lo stabilimento j 1, con il diagramma universale, si può determinare l incidenza della saturazione e del coefficiente di controllo delle quote fisse di consumo: I I n j I I n j 1 B flex s + K (7.14) attraverso le differenze s e K, rispettivamente. Per convenzione, ci si muove prima a K costante e poi a s costante. Successivamente si può calcolare la differenza dei rapporti degli indici di consumo a consuntivo: I I n j I I n j 1 ONS s + K + U (7.15) che mette in evidenza la differenza U dovuta ad un utilizzo diverso dell energia rispetto agli standard (delta utilizzo). Osservazioni: nel caso in cui si confrontino stabilimenti diversi, la differenza degli indici a consuntivo si spiega quindi per il valore diverso che hanno i coefficienti di saturazione s e i coefficienti di controllo della quota fissa K, e inoltre per la presenza del delta utilizzo, somma dei delta utilizzo dei due stabilimenti; nel caso in cui si confrontano gli indici dello stesso stabilimento riferiti a diversi periodi (ad esempio: due mesi successivi), si possono utilizzare le relazioni precedenti, salvo ricordarsi che, se il modello di caratterizzazione non è cambiato, il contributo di è nullo perché lo standard K è lo stesso. K Si consideri, infine, il caso di una realtà che a distanza di tempo sia passata dalla situazione iniziale alla situazione finale illustrate in figura. Il diagramma universale mostra la scomposizione del miglioramento complessivo nella somma del miglioramento ottenuto agendo su s e del miglioramento ottenuto agendo su K. Influenza della Saturazione s e del coefficiente di controllo K sull' Indice di onsumo/osto 13% K,8,75,7,65,6,5,4,2 125% Aumento dell' Indice di onsumo/osto rispetto alla condizione di saturazione max 12% 115% 11% 15% miglioramento dovuto alla ariazione di olume produttivo miglioramento dovuto alla ariazione di K situazione iniziale situazione finale 1% oefficiente di saturazione s (%) 132 Gestione Sistemi Energetici

15 QUADRO RIASSUNTIO DEGLI INDII DI ONSUMO 7.4 QUADRO RIASSUNTIO DEGLI INDII DI ONSUMO Abbiamo considerato finora l indice di consumo ---, ovvero il consumo per unità di prodotto. E quello di gran lunga più utilizzato (la norma ANSI/MSE 2 lo indica come indice di efficienza ). Per le aziende che controllano i consumi energetici a livello di dettaglio, gli indici di consumo saranno diversi a seconda del caso in esame. Nella tabella che segue è riportato qualche esempio. Per rendere l utilizzo degli indici di consumo più generale, alcuni di essi sono stati rapportati anche ad alcuni dati rappresentativi della dimensione dell insediamento industriale: la superficie coperta illuminata per l energia elettrica per illuminazione; il volume riscaldato per l energia termica per riscaldamento; il numero medio di addetti presenti per l acqua potabile. In questo modo è possibile prescindere dalle eventuali variazioni di quei dati ed è possibile confrontare insediamenti con dimensioni diverse. ettore energetico Energia elettrica per forza motrice Energia elettrica per termoventilazione Energia elettrica per illuminazione Energia termica per riscaldamento apore per uso tecnologico Gas metano per uso tecnologico Acqua surriscaldata per uso tecnologico Acqua surriscaldata per condizionamento cabine verniciatura Aria compressa (e/o surpressa) Acqua potabile Acqua industriale Acqua demineralizzata Acqua tecnologica di raffreddamento Indice di consumo kwh pz kwh m 3 risc GG kwh m 2 ill turno GJ m 3 risc GG GJ pz Sm pz GJ pz GJ GG Nm pz m turno addetto m pz m pz m pz Gestione Sistemi Energetici 133

16 INDII DI ONSUMO ettore energetico Acque reflue tecnologiche Acque reflue biologiche Indice di consumo m pz m turno addetto 7.5 MODELLO DI ONSUMO IN DUE ARIABILI INDIPENDENTI onsideriamo adesso un modello di caratterizzazione che sia ancora di tipo lineare, ma funzione di due variabili indipendenti anziché una, ad esempio volume produttivo e numero di turni lavorati: T (7.16) Anche in questo caso, l indice di consumo di maggior interesse rimane il consumo per unità di output ---. Allo stesso modo, risulta interessante valutare di quanto si discosti un certo valore di consumo specifico da quello di riferimento: I n --- n n (7.17) dove: n T n (7.18) con T n numero di turni lavorati nominali. In questo caso si possono definire due coefficienti di controllo della quota fissa, uno relativo al volume produttivo: K n (7.19) e uno relativo ai turni lavorati: K 2 T n T n (7.2) Similmente, si definiscono il coefficiente di saturazione relativo al volume produttivo: s e il coefficiente di saturazione relativo ai turni lavorati: t T ---- T n alendo la proprietà: (7.21) (7.22) 1 K K T n (7.23) si può scrivere: 134 Gestione Sistemi Energetici

17 MODELLO DI ONSUMO IN DUE ARIABILI INDIPENDENTI n ( 1 K K T ) (7.24) Inoltre, dalla definizione di K si ricava: K c n (7.25) K T e dalla definizione di : K c T n T n (7.26) c 2 Sostituendo nell equazione di caratterizzazione i valori dei coefficienti, c 1 e così ricavati, si ottiene: K n ( 1 K K T ) n KT n T T n T n 1 K K T + K K T ---- T n (7.27) n ( 1 K K T + K s+ K T t) n [ 1 K ( 1 s) K T ( 1 t) ](7.28) Passando all indice di consumo: I n [ 1 K ( 1 s) K T ( 1 t) ] Moltiplicando e dividendo il secondo membro per : (7.29) I n n 1 K [ 1 K ( 1 s) K T ( 1 t) ] I 1 s n [ ( ) K T ( 1 t) ] s In definitiva, l equazione del diagramma universale si trasforma in: I I n [ 1 K ( 1 s) K T ( 1 t) ] s (7.3) Rispetto al caso di modello di consumo con una sola variabile dipendente, le cose si complicano a livello di rappresentazione grafica perché il rapporto tra indice di consumo e indice di consumo in condizioni nominali dipende da quattro parametri anziché due: K, K T, s e t (due parametri per ogni variabile, di cui uno riferito alle condizioni strutturali e l altro alle condizioni operative). In questo caso, occorrono raccolte di grafici parametrizzati. Non cambiano, però, le conclusioni: t e s si comportano come s di prima, K e K T si comportano come il K di prima. on riferimento ad un caso in cui si vogliano confrontare le prestazioni energetiche di due sistemi prescindendo dai delta utilizzo (cioè in condizioni di budget flex), la scomposizione della differenza evidenzia quattro contributi: I I n B I K I n + s + K T + t A (7.31) i due sistemi sono caratterizzati da una diversa rigidità rispetto al volume produttivo; nei due vi sono stati differenti coefficienti di saturazione rispetto alla produzione; i due sistemi sono caratterizzati da una diversa rigidità rispetto ai turni; nei due vi sono stati differenti coefficienti di saturazione rispetto ai turni. Gestione Sistemi Energetici 135

18 INDII DI ONSUMO 136 Gestione Sistemi Energetici