Energy management. Il ruolo dell energy manager attraverso lo studio di un caso reale

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1 Energy management Il ruolo dell energy manager attraverso lo studio di un caso reale

2 Obiettivo dell energy manager Ottimizzare dal punto di vista energetico economico i consumi della propria azienda, sia essa pubblica o privata Per far questo servono competenze: 1. Tecniche conoscenza dei sistemi energetici e delle tecnologie applicabili; 2. Economiche conoscenza del contesto del mercato dell energia (tariffe elettriche e del gas ) 3. Finanziarie saper redigere uno studio di fattibilità, calcolo del PBP, VAN, strumenti finanziari quali leasing, mutui 4. Giuridiche conoscenza della normativa di base, dei finanziamenti, regionali, europei

3 Strumenti dell energy manager Ridurre la bolletta energetica: COME? 1. Analisi della fotografia ATTUALE 2. Individuazione di tutti possibili interventi da fare 3. Analisi tecnico-economica per ciascun intervento ipotizzato 4. Assegnazione di una priorità agli interventi ( per remuneratività o per investimento iniziale) 5. Interventi a costo ZERO 6. Interventi a costo diverso da zero a seconda della priorità individuata

4 Strumenti dell energy manager Ridurre la bolletta energetica: COME? 1. Interventi a costo zero: audit energetico e analisi della situazione iniziale, ridistribuzione ottimizzata dei carichi (consumi) elettrici e termici; dati i nuovi consumi, scelta delle tariffe più convenienti; 2. Interventi con investimento iniziale: sostituzioni apparecchiature obsolete con tecnologie più efficienti (sostituzioni lampade, rifasamento motori elettrici, caldaie ), valutare di autoprodurre una parte di energia (installazione di motori diesel o a gas, di cogeneratori qualora la domanda termica fosse contemporanea alla elettrica, installazione di pannelli fotovoltaici )

5 TEST CASE Azienda marchigiana con : elevati consumi di vapore di processo; elevati consumi di vapore per riscaldamento; elevati consumi elettrici per stabilimento e climatizzazione; Obiettivo: Fornire all azienda uno studio di fattibilità da prendere come punto di riferimento per investimenti futuri da parte del management e, soprattutto per potersi confrontare con i progetti proposti dalle varie ESCo

6 TEST CASE Fotografia della situazione attuale: bolletta elettrica

7 TEST CASE Fotografia della situazione attuale: bolletta elettrica

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9 TEST CASE Fotografia della situazione attuale: bolletta elettrica

10 Consumi 2003 (m 3 ) TEST CASE Fotografia della situazione attuale: bolletta metano Costi 2003 ( ) Consumi 2004 (m 3 ) Costi 2004 ( ) Consumi 2005 (m 3 ) Costi 2005 ( ) gennaio , , ,74 febbraio , , ,59 marzo , , ,19 aprile , , ,48 maggio , , ,56 giugno , , ,00 luglio , , ,56 agosto , , ,00 settembre , ,55 ottobre , ,24 novembre , ,63 dicembre , ,31 bonus ENI ,00 bonus CONT. 03/ ,36 TOTALE , , ,12

11 Fotografia della situazione attuale: data monitoring elettrico POTENZA ORARIA - GENNAIO 2005 Giorno /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/

12 Fotografia della situazione attuale: data monitoring termico (linea vapore) NOVEMBRE Portata istantanea Vapore in Kg/h - LPS /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/

13 Fotografia della situazione attuale: data monitoring gruppi frigo Luglio lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug lug

14 Fotografia della situazione attuale: data monitoring gruppi frigo

15 Rielaborazione dati acquisiti : elettrico Andament o giornaliero della pot enza elet t rica di ogni 3 mercoledì del mese / 01/ / 02/ / 03/ / 04/ / 05/ / 06/ / 07/ / 08/ / 09/ / 10/ / 11/ / 12/ [h]

16 Rielaborazione dati acquisiti : elettrico Andamento sabato [kw] gen-05 feb-05 mar-05 apr-05 mag-05 giu-05 lug-05 ago-05 set-05 ott-05 nov-04 dic [h]

17 Rielaborazione dati acquisiti : elettrico Andamento domenica [kw] gen-05 feb-05 mar-05 apr-05 mag-05 giu-05 lug-05 ago-05 set-05 ott-05 nov-04 dic [h]

18 Rielaborazione dati acquisiti : termico Potenza termica oraria mese di Novembre ore kw

19 Rielaborazione dati acquisiti : termico GIORNO PIU' CALDO / GIORNO PIU' FREDDO INFRASETTIMANALE [kw] /11/05 24/11/ [h]

20 Rielaborazione dati acquisiti : gruppi frigo (mensile) 1400 Serie1 Serie Serie3 Serie4 Serie5 kw 1000 Serie6 Serie7 800 Serie8 Serie9 600 Serie10 Serie Serie12 Serie Serie14 Serie Serie16 Serie17 Serie18 giorni

21 Rielaborazione dati acquisiti : gruppi frigo (giornaliero) kw giorni Serie1 Serie2 Serie3 Serie4 Serie5 Serie6 Serie7 Serie8 Serie9 Serie10 Serie11 Serie12 Serie13 Serie14 Serie15 Serie16 Serie17

22 Rielaborazione dati acquisiti: estate Conf ront o diagramma di carico elet t rico e t ermico est ivo / 06/ / 07/ / 11/ giornat a mit e E.E. cogen E.T. recupero totale E.T. recupero parziale E.T. r ecuper o solo f umi [h]

23 Rielaborazione dati acquisiti: inverno Conf ront o diagramma di carico elet t rico e t ermico invernale 19/ 01/ / 02/ / 11/ / 11/ giornat a invernale E.E. Cogen E.T. recupero totale E.T. recupero intermedio E.T. recupero solo f umi [h]

24 Rielaborazione dati acquisiti: considerazioni Industria energy intensive: ,00 elettricità ,00 metano Elevata contemporaneità dei carichi termici ed elettrici durante tutto l arco della giornata Possibilità di installare un impianto di cogenerazione o di trigenerazione

25 Studio di fattibilità di un impianto di cogenerazione sulla base dei carichi precedentemente visti

26 Scelta della taglia del cogeneratore CARATTERISTICHE DEL COGENERATORE Descrizione ECOMAX 1800 Potenza elettrica [kw] Potenza termica fumi [kw] Potenza termica a bassa temperatura [kw] Consumo [smc/h] Costo iniziale d'impianto [ ] Quantità Costo specifico d'impianto [ /kw] 600 Costo specifico di manutenzione [ /kwh] 0,013 I.R.E. (indice di risparmio elettrico) 0, L.T. (limite termico) 0,51 CARATTERISTICHE DEL COGENERATORE Descrizione ECOMAX 24 Potenza elettrica [kw] Potenza termica fumi [kw] Potenza termica a bassa temperatura [kw] Consumo [smc/h] Costo iniziale d'impianto [ ] Quantità Costo specifico d'impianto [ /kw] 600 Costo specifico di manutenzione [ /kwh] 0,013 I.R.E. (indice di risparmio elettrico) 0, L.T. (limite termico) 0,52

27 Scelta della taglia del cogeneratore (1800 kwe) Conf ront o diagramma di carico elet t rico e t ermico est ivo / 06/ / 07/ / 11/ giornat a mit e E.E. cogen E.T. recupero totale E.T. recupero parziale E.T. r ecuper o solo f umi [h]

28 Scelta della taglia del cogeneratore (1800 kwe) Conf ront o diagramma di carico elet t rico e t ermico invernale 19/ 01/ / 02/ / 11/ / 11/ giornat a invernale E.E. cogen E.T. recupero totale E.T. recupero int ermedio E.T. recupero solo f umi [h]

29 Scelta della taglia del cogeneratore (2400 kwe) Conf ront o diagramma di carico elet t rico e t ermico est ivo / 06/ / 07/ / 11/ giornat a mit e E.E. cogen E.T. recupero totale E.T. recupero parziale E.T. solo f umi [h]

30 Scelta della taglia del cogeneratore (2400 kwe) Conf ront o diagramma di carico elet t rico e t ermico invernale 19/ 01/ / 02/ / 11/ / 11/ giornat a invernale E.E. Cogen E.T. recupero totale E.T. recupero intermedio E.T. recupero solo f umi [h]

31 La ricostruzione dei nuovi consumi elettrici CONSUMO ENERGIA ORE PIENE/VUOTE SENZA COGENERATORE (da bollette) Energia F1 Energia F2 Energia F3 Energia F4 Energia ore piene Energia ore vuote (MWh) (MWh) (MWh) (MWh) (MWh) (MWh) Gennaio 0 436,862 63, , ,21 581,912 Febbraio 0 538,628 77, , , ,904 Marzo 0 331,68 349, ,92 681, ,92 Aprile 0 143, , , , ,538 Maggio 0 471, , ,3 761, ,3 Giugno 462, ,502 60,91 382, ,54 382,928 Luglio 516,46 479,912 52, , , ,84 Agosto 120, ,176 53, ,35 407, ,35 Settembre 193, ,46 211, ,67 888, ,67 Ottobre 0 322, , , , ,932 Novembre 33, ,42 250,43 388, , ,742 Dicembre 109, , , , , ,168 AUTOPRODUZIONE ENERGETICA ORE PIENE/VUOTE CON COGENERATORE Energia F1 Energia F2 Energia F3 Energia F4 Energia ore piene Energia ore vuote (MWh) (MWh) (MWh) (MWh) (MWh) (MWh) Gennaio 0 396,576 66, ,672 0 Febbraio 0 495,72 82, ,34 0 Marzo 0 322, , ,174 0 Aprile 0 122, , ,536 0 Maggio 0 406, , ,018 0 Giugno 357,21 408,24 51, ,48 0 Luglio 357,21 408,24 51, ,48 0 Agosto 72, , , ,921 0 Settembre 157,95 437,4 216, ,62 0 Ottobre 0 285, , ,536 0 Novembre 34,02 252,72 184, ,42 0 Dicembre 89, , , ,24 0 TOTALE 7231,437 0

32 La ricostruzione dei nuovi consumi elettrici NUOVO CONSUMO ENERGETICO ORE PIENE/VUOTE CON COGENERATORE Energia prelevata dalla rete con cogeneratore Ore piene ore vuote (MWh) (MWh) 37, ,912 37, ,904 45, ,92 53,46 411,538 50,79 409,3 154,06 382, , ,84 31, ,35 76, ,67 57,96 433, , ,742 38, ,168

33 Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre La ricostruzione dei nuovi consumi elettrici Consumo e spesa di energia mese per mese SENZA COGENERATORE Descrizione Quantità (MWh) Prezzo ( /mese) Totale spesa annua ( ) Totale ante imposte ( ) Totale post imposte ( ) 1082, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,07 815, , , , , , , , , , , , , , , , ,67 Potenza elettrica cogeneratore (prodotta) + assorbitore (risparmiata) Potenza termica Consumo standard Ore funzionamento cogeneratore 2430,00 kwe 1262 kwt 609 smc/h 3300 h

34 La ricostruzione dei nuovi consumi elettrici Descrizione Consumo e spesa di energia mese per mese CON COGENERATORE Fattore d'utilizzo Quantità (MWh) Quantità (MWh) Prezzo ( /mese) Totale ( ) Totale ( ) Ore piene Ore vuote Ore piene Ore vuote ante imposte post imposte Risparmio mensile ante Gennaio 0, , , , , , ,83 Febbraio 0, , , , , , ,43 Marzo 0, , ,92 490, , , ,88 Aprile 0,8 0 53,46 411, , , , ,10 Maggio 0, ,79 409,3 460, , , ,10 Giugno ,06 382, , , , ,48 Luglio , ,84 688, , , ,96 Agosto 0, , ,35 439, , , ,43 Settembre , ,67 443, , , ,47 Ottobre 0,8 0 57,96 433, , , , ,01 Novembre , , , , , ,49 Dicembre 0,8 0 38, , , , , ,79 Totale spesa annua ( ) , , ,96 Risparmio ( ) ,22

35 La ricostruzione dei nuovi consumi di metano VALUTAZIONE SUL RISPARMIO DI METANO Descrizione Quantità DATI Cogeneratore "JENBACHER" 1 Ore accensione 3300 Potenza termica recuperabile [kw] 2594 Consumo specifico cogeneratore [Nmc/h] 609 COGENERATORE Consumo cogeneratore [Nmc/anno] DATI Rendimento (ηcaldaia) 0,88 Consumo [kg/h] Pci metano [kwh/nmc] 9,50 CALDAIA Produzione di vapore [t/h] Metano risparmiato in caldaia [mc] ,37 Costo medio mensile FISCALIZZATO [ ] DATI Costo medio mensile DEFISCALIZZATO [ ] Consumo di metano SENZA COGENERATORE nè Assorbitore [mc] ,00 METANO Consumo di metano CON COGENERATORE ed Assorbitore [mc] ,63 Differenza sul consumo di metano [mc] ,63 Prezzo medio metano , ,4093

36 Il ritorno dell investimento: analisi dei flussi di cassa Tariffa 2005 Anni Costi variabili [ ] Spesa metano senza cogeneratore Spesa metano con cogeneratore Spesa en.elettrica senza cogeneratore Spesa en.elettrica con cogeneratore Surplus spesa metano Risparmio spesa en. elettrica Costo di manutenzione Tassa autoproduzione energia elettrica -903 Totale Costi fissi [ ] Costo d'impianto Costo assorbitore + torre evaporativa 0 Costo di installazione iniziale Totale Flusso di cassa netto (CFN) Fattore di attualizzazione VAN

37 Pay-back-Period con le tariffe del 2005 VAN [ ] VAN ANNI

38 Il ritorno dell investimento: analisi dei flussi di cassa Tariffa Costi variabili [ ] Spesa metano senza cogeneratore Spesa metano con cogeneratore Spesa en.elettrica senza cogeneratore Spesa en.elettrica con cogeneratore Surplus spesa metano Risparmio spesa en. elettrica Costo di manutenzione Tassa autoproduzione energia elettrica -903 Totale Costi fissi [ ] Costo d'impianto Costo assorbitore + torre evaporativa 0 Costo di installazione iniziale Totale Flusso di cassa netto (CFN) Fattore di attualizzazione VAN Anni

39 Pay-back-Period con le tariffe del 2006 VAN [ ] VAN ANNI

40 IRE e LT Ee 8019 MWhe prodotti Et 4164,6 MWht prodotti Ec 19092,15 MWh immessi con il combustibile eta_elettrico 0,4 eta_termico 0,88 p_immessa 0 p_autocons 0,935 p 0,935 IRE 0, LT 0,34182

41 Tep (Tonnellate Equivalenti di Petrolio) Metano utilizzato per produrre E.E. Metano utilizzato per produrre E.T. Metano Consumato cogeneratore Metano risparmiato complessivamente ,737 mc/anno ,94 mc/anno mc/anno ,67 mc/anno 1 TEP 1219,5 Smc di metano TEP risparmiati 335

42 CONSIDERAZIONI L impianto di cogenerazione in questione comporta un risparmio energetico ed economico considerevole Il tempo di ritorno dell investimento rientra nei parametri stabiliti dall azienda, anche se bisogna stare molto attenti all evoluzione della tariffa nei prossimi anni Si potrebbe valutare anche la possibilità di un impianto di trigenerazione L azienda ha ora uno studio di riferimento per potersi confrontare con le ESCO che verranno a proporre studi interventi di risparmio energetico

43 Ricapitolando Per prima cosa si è proceduto al reperimento di tutte le informazioni necessarie : bollette, consumi elettrici e termici Successivamente sono stati rielaborati e graficati i consumi Constatata la contemporaneità dei carichi elettrici e termici, si è provveduto a studiare un impianto di cogenerazione Scelte alcune configurazioni di impianto, per ciascuna sono stati ricostruiti i consumi, i costi iniziali, i flussi di cassa Conclusioni: valutazione positiva o negativa da parte dell Energy Manager sulla fattibilità dell investimento