La gestione come opportunità

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1 DALL INDUSTRIA La gestione come opportunità Carbotermo progetta e realizza impianti a misura delle esigenze dei committenti, tecnologicamente avanzati e ottimizzati in ottica gestionale, per conseguire i risparmi energetici indispensabili a massimizzare gli investimenti. Ing. Andrea Berti, Direttore tecnico Carbotermo Le spese energetiche costituiscono un capitolo sempre più importante per enti pubblici, aziende e famiglie, e l attuale congiuntura economica sfavorisce l accesso al credito per la riqualificazione e la sostituzione degli impianti esistenti con tecnologie più efficienti ed evolute, che permettono di ripagare i costi attraverso il contenimento dei consumi. Per le società che si occupano principalmente di gestione energetica, questo tipo di opere può però configurarsi come un investimento finalizzato a migliorare l efficienza energetica delle attività dei propri clienti e, perciò, il risparmio di gestione, assicurando così continuità e sviluppo all attività imprenditoriale. Questa è la strada intrapresa da Carbotermo, azienda leader nella gestione degli impianti di riscaldamento, di climatizzazione e tecnologici, che si propone al mercato come partner energetico di realtà pubbliche e pri- Carbotermo (nell immagine la sede centrale di Milano) è una società attiva nel settore della gestione impiantistica dal 1950, che progetta e realizza impianti a misura delle esigenze energetiche e finanziarie dei propri clienti. 68

2 vate di grande, media e piccola dimensione. A questa offerta combinata si affiancano l eccellenza dei servizi prestati, la conoscenza approfondita e la presenza capillare sul territorio, che permettono di coniugare le esigenze del cliente con le migliori opportunità e soluzioni disponibili. centrale e delle spese per la manutenzione ordinaria e straordinaria. Il project financing per l Aeroporto militare di Cameri, i cui lavori sono iniziati a luglio 2013 e termineranno entro l inizio della stagione di riscaldamento 2014/2015, è stato sviluppato con una specifica attenzione anche agli aspetti ambientali dell operazione. Costruire per gestire L impianto di trigenerazione presso l Ospedale A. Manzoni di Lecco è il risultato di una gara aggiudicata secondo il criterio dell offerta economicamente più vantaggiosa, costato complessivamente 5 milioni di euro. Entrato in attività da poco meno di due anni, nei primi dodici mesi di esercizio l impianto ha permesso un risparmio di kwh elettrici, pari a circa euro solo sulla parte elettrica. L intervento è significativo soprattutto in ragione del fatto che la produzione del freddo mediante gruppi ad assorbimento sfrutta il 100% dei cascami termici resi disponibili dai cogeneratori, conseguendo un importante risultato sotto il duplice profilo energetico e ambientale. Grazie ai risultati ottenuti e come previsto dal bando di gara il contratto di gestione, originariamente di sei anni, è già stato prolungato di un ulteriore triennio. Lo strumento del project financing si dimostra particolarmente efficace al crescere della complessità degli interventi e dell ammontare degli investimenti, in quanto permette al committente pubblico di trovare una risposta a misura delle proprie esigenze (tecnico-progettuali, costruttive e gestionali, economiche e finanziarie) attraverso il confronto diretto con un gruppo di attori privati, competenti e strutturati. È il caso della nuova Centrale tecnologica realizzata per l Università degli Studi di Milano, realizzata nell ambito di una partnership che comprende investimenti privati per 8,5 milioni di euro e una durata della concessione di anni. Rispetto alla situazione precedente, il risparmio conseguito è pari al 20%, al netto dei costi di realizzazione della Uno dei cogeneratori installati presso il Presidio ospedaliero A. Manzoni a Lecco: nei primi dodici mesi di esercizio l impianto di trigenerazione ha permesso un risparmio di circa euro solo sulla parte elettrica. 69

3 Il sistema di abbattimento delle emissioni all ospedale di Lecco consente il contenimento del contenuto di NOx (<100 mg/m 3 ) e CO (<80 mg/m 3 ) dei fumi provenienti dai cogeneratori, nel rispetto delle normative vigenti. Consentirà infatti una significativa riduzione delle emissioni di anidride carbonica, dovuta alla sostituzione di una quota significativa di combustibile fossile (gasolio) con fonti energetiche rinnovabili e assimilate ad alta efficienza (cippato di legna e cogenerazione a gas metano). L investimento privato è nell ordine di 11 milioni di euro con durata della concessione di 25 anni. Con la riqualificazione delle attuali centrali e l implementazione, nel progetto, di predisposizioni e sovradimensionamenti, sarà migliorata la fruizione energetica della base aerea e dei relativi piani di sviluppo futuri. In tutti questi casi, Carbotermo ha selezionato Sauter come partner di riferimento per la progettazione, la realizzazione e la manutenzione dei sistemi di supervisione e controllo. Nella nostra esperienza, si tratta infatti del produttore specializzato in grado di offrire la migliore risposta, in termini di efficienza e qualità dei sistemi come di appropriatezza e rapidità del servizio di assistenza. Ottimizzare la produzione energetica Fra l ottobre 2011 e luglio 2012 Carbotermo ha realizzato un impianto di trigenerazione per il principale ospedale dell Azienda Ospedaliera di Lecco, il presidio A. Manzo- efficienza e qualità dei servizi. Fra questi ultimi si distinguono: gestione del calore, conduzione e manutenzione, telegestione degli impianti, diagnosi e certificazione energetica, progettazione e realizzazione di opere impiantistiche (da fonti energetiche tradizionali e rinnovabili; climatizzazione; cogenerazione e trigenerazione; impianti di sollevamento idrico e di depurazione e addolcimento acque, ecc.), fornitura di combustibili (dispone di un deposito e di una flotta di proprietà) oltre a raccolta, trasporto e smaltimento rifiuti, reperini. Oltre alla riduzione degli assorbimenti elettrici del complesso ospedaliero, l intervento ha integrato la produzione di calore e ottimizzato la potenza frigorifera installata. Sfruttando le superfici disponibili nel fabbricato tecnologico preesistente sono stati installati 2 cogeneratori (1.063 kwe e kwt ciascuno; rendimento complessivo 87,20%) composti da: motore alternativo a ciclo otto (48,67 l; 20 cilindri) alimentato a gas metano, con relativo alternatore; 2 trasformatori elevatori ( V); quadri elettrici MT e BT, per l alimentazione del presidio ospedaliero e delle utenze tecnologiche; Il valore dei servizi Carbotermo opera nel settore energetico dal Si occupa di gestione degli impianti di riscaldamento, di climatizzazione e tecnologici a servizio di strutture pubbliche (università, scuole, ospedali, comuni) e private (oltre condomini). L azienda (circa 200 dipendenti; circa 85 milioni di euro di fatturato annuo) è attiva prevalentemente nella provincia di Milano: si tratta di una scelta precisa volta a mantenere un legame stretto con il territorio, facilitando il rapporto diretto con la clientela e un elevato livello di moduli di recupero calore dai circuiti di raffreddamento acqua e olio motore e dai fumi di combustione; 4 elettrodissipatori di emergenza, per l alternatore e per il secondo stadio intercooler; unità e controllo SCR (convertitore catalitico) e Oxicat per contenere le emissioni (NOx <100 mg/m 3 ; CO <80 mg/m 3 ). Il calore viene convogliato sul collettore di ritorno della centrale termica, per l eventuale integrazione con gli altri generatori di calore. La commessa ha interessato anche l installazione di: 3 caldaie ad altissimo rendimento (3.480 kw ciascuna), con bruciatori modulanti a metano, a basse emissioni di NOx e CO; 2 assorbitori (824 kw ciascuno) con altrettante torri evaporative (2.067 kw ciascuna); 8 elettropompe con inverter, a servizio dei circuiti caldo (90 70 C) e refrigerato (7 11 C) diretti alle sottocentrali di scambio; sistema di controllo e supervisione dell intero impianto. Per la produzione dei fluidi freddi la priorità di funzionamento è attribuita agli assorbitori. A seconda del periodo di funzionamento e delle richieste provenienti dalle utenze presenti nel presidio, vengono poi inseriti i gruppi frigoriferi preesistenti. Un disgiuntore idraulico separa i circuiti a portata costante (gruppi frigoriferi) da quelli a portata variabile (utenze). 70

4 L impianto di trigenerazione prevede tre scenari di funzionamento: in inverno i cogeneratori producono circa il 70% dell energia elettrica necessaria al presidio, con recupero termico totale del calore prodotto eventualmente integrato dai generatori di calore; nelle stagioni di transizione l elettricità prodotta è pari al 65% della domanda, con recupero termico del 50% per il riscaldamento e il restante 50% per il funzionamento di uno dei due assorbitori; in estate la copertura elettrica è del 60% circa, con recupero termico a totale appannaggio degli assorbitori. bilità e pronto intervento, finanziamenti. La valorizzazione della struttura, in particolare la sezione Engineering composta da 20 tecnici, consentono alla società di affrontare progettazione e realizzazione di impianti tra i più impegnativi e avanzati dal punto di vista tecnologico, in piena rispondenza alle aspettative del mercato in termini di prestazioni, affidabilità, costi e sicurezza. Attenta alle tematiche di sviluppo sostenibile, risparmio energetico e riduzione dei problemi ambientali, Carbotermo ha da Veduta esterna della nuova centrale energetica presso l Università degli Studi di Milano, realizzata da Carbotermo con lo strumento del project financing: fuori terra sono visibili solo il parco pubblico e la torre rivestita in cor-ten. Un progetto pilota La finanza di progetto è uno strumento che risponde alla duplice esigenza di ridurre l esborso finanziario dell ente pubblico e migliorare l efficacia nella realizzazione e gestione degli impianti, attraverso la partnership con un operatore privato. Quest ultimo rimane proprietario dell opera realizzata, perciò anche responsabile della sua conduzione e manutenzione, fino alla conclusione del periodo di gestione, durante il quale è obbligato a fornire i servizi energetici a fronte di un canone concordato. La nuova Centrale tecnologica al servizio dell Università degli Studi di Milano è il primo project financing intrapreso da Carbotermo, in associazione temporanea con la Società Consortile Consorzio Stabile di Milano. L intervento è al servizio dell intero complesso universitario nell area Città Studi e sostituisce le centrali esistenti poste nei singoli corpi di fabbrica. In questo caso il partner privato ha finanziato completamente l operazione. I lavori sono iniziati nel maggio 2009 e si sono conclusi, collaudi compresi, nell ottobre 2011, in tempo utile per l inizio della stagione di riscaldamento. La nuova centrale (circa m 2 di superficie) è completamente interrata ed è oggi coperta da un area a verde a disposizione degli studenti. Dispone di 6 locali tecnologici che accolgono: 2 cogeneratori alternativi (1.063 kwe e kwt ciascuno; rendimento complessivo 85%) a ciclo otto (48,67 l; 20 cilindri) a gas metano, con moduli di recupero calore dai circuiti di raffreddamento (acqua e olio motore) e dai residui della combustione in espulsione; quadri elettrici per la distribuzione dell energia elettrica, elevata alla media tensione, alle quattro cabine (MT/BT) esistenti e a quella di nuova realizzazione nello stes- tempo adottato una politica di sensibilizzazione del mercato finalizzata all utilizzo di fonti di energia rinnovabili, di tecnologie e risorse naturali e di combustibili liquidi a basso contenuto di zolfo. L azienda è certificata BS OHSAS 18001, ISO 9001, UNI ISO 14001, SOA e UNI CEI Fra i tecnici Carbotermo che hanno partecipato ai progetti illustrati in questo articolo ringrazio in particolare il p.i. Danilo Pasini, che ne ha seguito la realizzazione e svolge tuttora il ruolo di capocommessa e gestore dei costi/ricavi. so locale, al servizio all impianto di trigenerazione; 3 caldaie a gas metano (5.200 kw ciascuna) del tipo a fiamma passante, tre giri di fumo e fondo bagnato a bassa emissione di NOx (rendimento 92%); 2 gruppi frigoriferi ad assorbimento (850 kw ciascuno). La struttura è modulare, perciò predisposta per l installazione di un cogeneratore, una caldaia e un assorbitore in più rispetto a quelli oggi presenti. Sono state inoltre costruite le nuove reti di distribuzione elettrica MT, di teleriscaldamento (salto termico C) e teleraffrescamento (6 11 C), oltre a 2 pozzi per il prelievo dell acqua di falda, dotati di pompe sommerse (200 m 3 /h), utilizzata per la condensazione e la dissipazione del calore in emergenza e poi smaltita mediante con- 71

5 ferimento in un canale coperto limitrofo. È stato perciò possibile evitare l installazione di torri di evaporazione e la conseguente diffusione di vapori acquei aerodispersi in una zona densamente abitata. Gestione continua e programmata I fluidi caldi prodotti da cogeneratori e caldaie sono distribuiti alle sottocentrali di scambio termico ricavate nelle centrali termiche preesistenti. Durante la stagione estiva, gli assorbitori utilizzano tutto il calore recuperato dai cogeneratori per la produzione centralizzata di acqua refrigerata, distribuita alle utenze esistenti e a quelle, di nuova realizzazione, nella Biblioteca e nella Didatteca d ateneo, mediante 10 sottocentrali realizzate ad hoc. La nuova centrale dell Università di Milano è equipaggiata con componenti Sauter Modulo 5, che impiegano il protocollo di comunicazione aperto BacNet/IP nativo per l integrazione con sistemi di terza marca. Anche in questo caso, l impianto è gestito da sistemi elettronici che supervisionano e controllano in continuo tutti i dispositivi presenti nell impianto. Il sistema è caratterizzato da unità di calcolo in grado di elaborare i dati acquisiti dalla sensoristica in campo e di intervenire sugli impianti attraverso gli organi di regolazione quali valvole e saracinesche. Queste attività si svolgono in ogni istante in modo continuo e programmato, a seconda delle esigenze, senza la presenza costante dell operatore. La centrale dispone di un sistema di monitoraggio che analizza i fumi prodotti dalle caldaie e dai cogeneratori in ogni istante di funzionamento, registrando i dati acquisiti. Si tratta di un vero e proprio laboratorio di analisi automatizzato che utilizza sonde per il prelievo dei campioni rilevando la concentrazione di ossidi di azoto e di carbonio. La torre per l evacuazione dei fumi e del calore prodotti dalla centrale è composta da struttura metallica autoportante di acciaio zincato, rivestita di pannelli in acciaio corten, materiale estremamente resistente alla corrosione e dal colore caldo, che si inserisce con una propria personalità architettonica nel complesso accademico esistente. Efficienza, ambiente e paesaggio Per la realizzazione del nuovo sistema di produzione e distribuzione di energia e calore per gli edifici dell Aeroporto militare di Cameri, in provincia di Novara, nel 2010 il Ministero della Difesa ha indetto una gara di project financing per la progettazione esecutiva, la costruzione e la gestione economica e funzionale, aggiudicata nel settembre 2012 a un associazione temporanea di imprese capeggiata da Carbotermo. Lo sviluppo della concessione prevede la realizzazione delle opere in 365 giorni e la loro conduzione e gestione per 25 anni, affidate alla società di scopo Cameri Srl. Il progetto risponde alle esigenze di: razionalizzazione dell efficienza energetica complessiva con abbattimento del fabbisogno di energia primaria; 72

6 Uno dei componenti del sistema di supervisione e controllo Sauter Modulo 5 installati nella nuova Centrale energetica presso l Università degli Studi di Milano, realizzata da Carbotermo con lo strumento del project financing. riduzione dei fattori di rischio intrinseci connessi soprattutto agli aspetti di prevenzione degli incendi; contenimento delle emissioni climalteranti con controllo e monitoraggio di fumi, polveri sottili (<11 mg/m 3 da cogenerazione; <30 mg/m 3 da biomassa), NOX (<135 mg/m 3 da cogenerazione; <300 mg/m3 da biomassa), CO 2 (-526 ton/anno da cogenerazione; ton/anno da biomassa), ecc.; modularità e potenziamento, grazie alle predisposizioni per l installazione di ulteriori gruppi frigorifero ad assorbimento e cogeneratori. L intervento è composto dalle seguenti opere: nuovo polo energetico (trigenerazione) alimentato dalla rete urbana di distribuzione del gas metano e da biomassa di origine locale; allacciamento alla sottostazione elettrica MT già presente nell aeroporto e realizzazione della nuova rete elettrica MT diretta alla centrale elettrica principale; rete interrata di distribuzione dei vettori termici (tele-riscaldamento/raffreddamento e fibra ottica per segnali), per uno sviluppo complessivo di circa 10 km, atta a collegare la centrale alle 42 sottocentrali di scambio termico per le utenze poste a sud, sudovest e nord-ovest della pista di decollo e atterraggio. Il corretto inserimento della centrale nel paesaggio agricolo circostante prevede un intervento di modellazione del suolo, con creazione di dune artificiali, avvallamenti e nuove piantumazioni, dissimulando la presenza dell infrastruttura, parzialmente interrata, e delle aree logistiche per la movimentazione delle biomasse. Le attività amministrative sono accolte in un compatto volume parallelepipedo soprastante la centrale, con copertura verde a falda unica. L entrata in attività del sistema consentirà una significativa riduzione delle emissioni di anidride carbonica, per effetto della sostituzione di una quota significativa di combustibile fossile (gasolio) con fonti energetiche rinnovabili (cippato di legna) e sistemi ad alta efficienza. Un intervento integrato Il polo energetico è composto da: 1 caldaia a cippato (3.480 kw) a totale copertura della domanda termica da biomassa rinnovabile; 2 cogeneratori a metano (1.189 kwe e kwt ciascuno; rendimento complessivo 85,9% a ciclo otto (48,88 l; 16 cilindri), con sezioni di recupero termico dalla camicia motore, dal raffreddamento olio, Partnership tecnologica La collaborazione fra Carbotermo e Sauter è consolidata da anni: i tecnici della multinazionale svizzera partecipano attivamente all attività di progettazione e installazione, seguendo tutti gli aspetti connessi alla manutenzione dei sistemi di supervisione e controllo. Gli impianti realizzati e gestiti da Carbotermo presso l Ospedale A. Manzoni di Lecco e l Università degli Studi di Milano sono equipaggiati con un sistema di supervisione Sauter NovaProOpen (SCADA), che verrà utilizzato anche per il progetto dell Aeroporto di Cameri. In quest ultimo caso è prevista l installazione di circa punti di controllo software/hardware. Questa tipologia di sistemi prevede il dialogo tra le periferiche Sauter Modulo 5 e il sistema di supervisione NovaProOpen attraverso rete TCP/IP, impiegando i seguenti protocolli di comunicazione: BacNet per le apparecchiature DDC/PLC Sauter; ModBus per la ricezione registrazione e controllo dei cogeneratori Jenbacher; MBus per la ricezione e registrazione dei dati di consumo per la contabilizzazione termica con contatori Sauter. Sauter Modulo 5 è una stazione di automazione di tipo modulare DDC stand alone liberamente programmabile, certificata BTL (Bacnet Testing Laboratories). Il protocollo di comunicazione aperto BacNet/IP nativo (EN ISO ) consente la perfetta integrazione con sistemi di terza marca, mentre il protocollo ModBus/Mbus utilizza schede integrative. Il Web Server on board dispone mette a disposizione pagine grafiche tabellari integrate nel modulo, accessibili via web browser. Sono presenti funzioni per allarmi, storico e notifica allarmi (mediante invio di direttamente dalla stazione di automazione), calendario e programmi orari, registrazione dei dati, grafici della variabili e gestione degli utenti con password, con espandibilità sino a 8 moduli I/O per un massimo di 154 input/output. 73

7 Schema di funzionamento della nuova centrale energetica presso l aeroporto militare di Cameri: il project financing comprende anche la realizzazione delle reti di distribuzione e la riqualificazione delle sottocentrali. L architettura di rete progettata per l aeroporto di Cameri: il sistema costituisce il principale strumento di programmazione e controllo in tempo reale di tutti i parametri funzionali e gestionali degli impianti. dal primo stadio e dal recupero fumi; 2 caldaie a condensazione a metano (2.743 kw ciascuna), come riserva. 2 gruppi frigoriferi ad assorbimento (860 kw ciascuno) con altrettante torri evaporative. In luogo degli attuali kwt, prodotti mediante caldaie a gasolio, saranno complessivamente installati kwt e kwe. Le reti di teleriscaldamento e teleraffrescamento sono formate da tubi neri saldati e preisolati (schiuma poliuretanica rigida con densità 60 kg/m 3 e rivestito con guaina pehd) con cavi in rame per il rilevamento delle perdite (sistema nordico). I fluidi freddi saranno destinati ai fabbricati attualmente dotati di impianti di condizionamento di grande potenza, mantenendo i gruppi frigoriferi esistenti come riserva. Il sistema informatico di gestione immobiliare, telecontrollo impiantistico e facility management costituisce il principale strumento di programmazione e controllo in tempo reale di tutti i parametri funzionali e gestionali degli impianti tecnologici all interno del sito. Sfrutta una rete in fibra ottica, affiancata alla rete di distribuzione dei fluidi, e interessa i seguenti sottosistemi: controllo e supervisione del polo tecnologico e delle sottocentrali; contabilizzazione dei fluidi primari e dell energia elettrica prodotta e consumata; impianto tvcc e sistema di controllo degli accessi. Le funzionalità del sistema di automazione spinta del controllo di funzionamento e manutenzione degli impianti permetteranno anche di contenere gli spostamenti del personale, che utilizzerà mezzi elettrici alimentati da una colonnina di ricarica tramite la quota autoprodotta dagli impianti. Ulteriori benefici della concessione di costruzione e gestione sono connessi al servizio di manutenzione e alle opere di trasformazione della centrali termiche esistenti in sottocentrali equipaggiate con scambiatori a piastre, valvole di termoregolazione, accessori di sicurezza e pompe di circolazione, che ha l obiettivo di conseguire un prolungamento della vita utile degli impianti. RIPRODUZIONE RISERVATA 74