Abbatti i consumi energetici

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1 Abbatti i consumi energetici Pagina 1 di 17

2 Indice 1. SCOPO DEL PROGETTO PERCORSO 1 - FORMAZIONE SULLA METODOLOGIA EOE e SPE (2 giorni) PERCORSO 2 - Survey & Assessment (1 giorno) PERCORSO 3 EOE - Economic & Operational Efficiency PERCORSO 4 SPE - System Physical Efficiency STRUMENTO INFORMATICO DI SUPPORTO BLINK SUITE PIANIFICAZIONE TEMPORALE DI MASSIMA DEL PROGETTO PILOTA SVILUPPI FUTURI IN CONCLUSIONE...16 Inspiring Consulting; Inspiring Software; BLINK Energy Efficiency; FDS Data Historians & Performance; OTM Maintenance & Reliability; sono marchi di Inspiring Software, tutti gli altri marchi citati sono di proprietà delle rispettive aziende. Inspiring Software si riserva il diritto di modificare contenuto e funzioni di ciascun prodotto. Pagina 2 di 17

3 1. SCOPO DEL PROGETTO L obiettivo dell Energy Efficiency è quello di supportare e guidare l azienda verso comportamenti virtuosi dal punto di vista della gestione delle risorse energetiche al fine di conseguire sensibili risparmi in termini economici congiuntamente alla riduzione delle emissioni inquinanti. Questa metodologia sistemica ed integrata si prefigge il raggiungimento del risparmio energetico attraverso la scelta della tariffa di acquisto dell energia elettrica più conveniente alle esigenze dell azienda, il controllo on-line dei consumi con tempestiva segnalazione di eventuali anomalie e/o derive rispetto ad andamenti definiti sulla base dei dati storici e delle caratteristiche dell impianto e del sito e, infine, attraverso l ottimizzazione dei sistemi di autoproduzione dell energia presenti o da installarsi. Inspiring Consulting propone la sua innovativa metodologia che combina Formazione e Consulenza di affiancamento nella realizzazione di un Progetto Pilota per fornire alle aziende le competenze al fine di utilizzare e applicare le metodologie di risparmio energetico. Attraverso una Applicazione Reale verranno conseguiti risultati tangibili e di breve termine. Durante il progetto sarà messo a disposizione un supporto informatico, BLINK di Inspiring Software, che è di fondamentale importanza, in quanto l applicazione della metodologia richiede l elaborazione e la gestione di una grande quantità di dati e di informazioni. Il progetto è strutturato secondo Percorsi in relazione all ampio ventaglio applicativo delle tematiche legate al risparmio energetico sui diversi processi aziendali che vanno dalla Scelta della Tariffa, all Analisi dei Consumi alla Ottimizzazione del Sistema di Autoproduzione. Tali percorsi prevedono quindi: a. Formazione sulla metodologia EOE (Economic Energy Efficiency) e SPE (System Physical Efficiency) b. Survey & Assessment c. Consulenza di Affiancamento nella realizzazione di un Progetto Pilota per l applicazione della Metodologia EOE (Economic and Operational Efficiency) e SPE (System Physical Efficiency) Un Report conclusivo supporterà la definizione di una nuova strategia di miglioramento e crescita. Pagina 3 di 17

4 2. PERCORSO 1 - FORMAZIONE SULLA METODOLOGIA EOE e SPE (2 giorni) Tale percorso rappresenta un momento propedeutico a tutto il progetto integrato per lo sviluppo di competenze sulla EOE e SPE. Il progetto formativo ha l obiettivo di fornire ai partecipanti le competenze per utilizzare ed applicare le metodologie EOE (Economic Energy Efficiency) e SPE (System Physical Efficiency) prima con una fase di Apprendimento dei concetti base e poi attraverso una Applicazione Reale volta a risolvere un esigenza specifica del partecipante e che porterà risultati tangibili. Programma e contenuti del percorso di formazione: I. Energy Management Lo scenario di riferimento nazionale ed internazionale Esigenze del settore: il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni inquinanti II. I Contratti di fornitura dell energia elettrica e del gas La liberalizzazione del mercato del gas e dell energia I contratti di fornitura e sistemi di tariffazione dell energia elettrica, gas e combustibili liquidi Principi e metodi dell Economic Efficiency III. I Sistemi energetici Sistemi e componenti Analisi e complessità dei sistemi La caratterizzazione dei componenti di un impianto La produzione di energia termica, frigorifera ed elettrica: principi di system efficiency La cogenerazione e rigenerazione industriale La produzione di energia elettrica da fonti rinnovabile ed i sistemi di incentivazione economica Valutazione, progettazione e scelta degli interventi di risparmio energetico Ottimizzazione del funzionamento di un sistema di autoproduzione IV. Il controllo dei consumi energetici e l energy audit Strumenti di analisi storica dei consumi Richiami di statistica e calcolo delle probabilità I Key Performance Indicator per l analisi energetica I modelli previsionali per il monitoraggio e controllo dei consumi: elaborazione e analisi Il controllo dei consumi: metodi e strumenti di operational efficiency Individuazione degli interventi di efficientamento: l energy audit Valutazione economico finanziaria dei progetti di investimento per l efficientamento energetico Pagina 4 di 17

5 V. Razionalizzazione energetica - Esercitazioni Esercitazioni e consolidamento di quanto appreso con l utilizzo di un Software che consentirà: Analisi dei consumi storici Caratterizzazione del sistema di autoproduzione Elaborazione di modelli previsionali Costruzione modelli di controllo consumi Analisi delle criticità, degli interventi migliorativi e dei relativi costi e tempi di ritorno economico L energy game: Individuazione della soluzione migliore a partire dagli scenari di consumo dell azienda sulla base dei dati storici reali. Pagina 5 di 17

6 3. PERCORSO 2 - Survey & Assessment (1 giorno) L implementazione di una metodologia integrata e sistemica per la riduzione dei costi e dei consumi energetici basata sul supporto informatico BLINK, parte da una prima verifica dei processi di trasformazione energetica dello stabilimento produttivo. Si tratta di una diagnosi energetica preliminare dello stabilimento, denominata Survey & Assessment, che ha lo scopo di valutare lo status dell Azienda e la sua sensibilità ad interventi di risparmio e razionalizzazione energetica. Una giornata dedicata alla raccolta di informazioni e dati storici disponibili di consumo, allo scambio di idee, opinioni ed alla susseguente discussione seguita da una ispezione della struttura e degli impianti. Tale attività si caratterizza quindi come una AUDIT ENERGETICA DI I LIVELLO che riviste un ruolo fondamentale per la redazione del Report Finale in quanto consentirà di acquisire le informazioni necessarie al successivo dimensionamento del Progetto Pilota. SWOT Analysis Forza Il Report conterrà la SWOT Analysis ed i risultati dell Assessment in cui, attraverso un grafico di sintesi, vengono evidenziate le caratteristiche aziendali che esprimono potenzialità verso e/o contro l utilizzo della metodologia integrata per la riduzione dei costi e dei consumi energetici. Opportunità Debolezza Minacce Questo consentirà alla consulenza di individuare il percorso di sviluppo più consono per la riuscita del Progetto Pilota e l implementazione definitiva in Azienda della metodologia proposta. Pagina 6 di 17

7 4. PERCORSO 3 EOE - Economic & Operational Efficiency Il percorso EOE inerente l efficienza economica ed operativa dei costi e consumi ha come obiettivo quello di promuovere l acquisto efficace e l uso efficiente dell energia all interno della struttura. In particolare lo sviluppo di modelli previsionali basati sui dati storici dell azienda consente, in funzione dei vari energy driver (volumi di produzione, temperatura esterna, ore luce/buio, ecc.) sia di contrattare efficacemente il prezzo dell energia nel mercato libero sia la segnalazione in tempo reale di eventuali anomalie. Inoltre un cruscotto di Key Performance Indicator permette di controllare real time l incidenza dei costi e consumi energetici sugli energy driver. Le attività operative prevedono: Scomposizione fisica dei consumi Installazione contatori per acquisizione dati di consumo Analisi paretiana dell impatto dei principali impianti di utilizzazione dell energia sui consumi totali Analisi di trend per individuare componenti costanti, tendenze e stagionalità; Elaborazione dei KPI; Previsione dei consumi energetici al variare degli energy driver di riferimento (ad es. volume di produzione, ore lavorative, gradi giorno, ecc.) Monitoraggio dei consumi energetici mediante carte di controllo. Scelta tariffa energetica Nel dettaglio Caratterizzazione dell azienda dal punto di vista dei consumi energetici: una volta effettuata la raccolta dei dati di consumo su base storica a seconda della disponibilità dell azienda vengono messe in evidenza, al fine di caratterizzare e definire lo scenario di riferimento, eventuali caratteristiche costanti in termini, ad esempio, di stagionalità o tendenze. Definizione di un modello previsionale dei consumi energetici: In questa fase, lo sviluppo di un modello di previsione dei consumi energetici, attraverso un approccio deduttivo. Il sito viene analizzato come una black box che presenta dei consumi energetici dipendenti dal valore di specifici energy driver. Attraverso tecniche di analisi quali la regressione lineare multivariabile sarà possibile desumere dai dati storici di consumo energetico un modello matematico che descriva il meccanismo di consumo energetico che caratterizza il sistema produttivo oggetto dell analisi. Monitoraggio dei consumi energetici: La fase operativa relativa al monitoraggio dei consumi viene sviluppata mediante l adozione di tecniche di controllo avanzate mutuate dal monitoraggio della qualità dei processi produttivi, quali ad esempio la carta di controllo CUSUM, in grado di individuare e segnalare tempestivamente delle modifiche significative intervenute nel comportamento dei consumi energetici. Tale fase sulla base del modello e previsione dei consumi precedenti permette di identificare eventuali deviazioni di consumi anomali. Pagina 7 di 17

8 Scelta tariffa energetica: nel mercato libero l utente industriale deve essere in grado di contrattare la tariffa energetica su previsioni di consumo affidabili. Sulla base del modello di previsione elaborato, si definirà uno scenario di consumo sulla base delle variabili tecnico operative ritenute significative statisticamente (volume produzione, gradi giorno ) al fine di poter simulare i costi energetici a fronte dei differenti sistemi di tariffazione considerati. Attraverso l utilizzo dello strumento software BLINK, dopo aver inserito i parametri relativi alle proposte di fornitura ricevute dai diversi trader, ovvero le diverse offerte con caratteristiche differenti (ad esempio per l energia elettrica permette l inserimento di tariffe indicizzate e non, con diverse fasce: peak off peak, F1, F2, F3 ), saranno calcolati i costi unitari medi relativi all offerta sulla base dei carichi previsti e dei propri energy driver. Si consideri che tale valutazione sarà effettuata nell area ritenuta significativa per il progetto pilota. Il risultato sarà quindi un indicazione della tariffa più conveniente e di quei parametri tariffari che hanno maggior influenza sui futuri costi energetici dello stabilimento. Questo permette, dunque, di guidare l azienda, non solo nella scelta della tariffa migliore, in una rosa di offerte, ma anche nella trattativa con il fornitore per sconti e riduzioni. Pagina 8 di 17

9 5. PERCORSO 4 SPE - System Physical Efficiency Il percorso inerente all ottimizzazione dei sistemi di produzione/trasformazione: ha lo scopo di supportare l utente nell individuazione delle modalità operative ottimali e/o di interventi strutturali su sistemi esistenti. Le attività operative prevedono: Simulazione dei flussi termici (produzione di caldo e freddo) del sistema; Simulazione dei flussi elettrici del sistema; Caratterizzazione di tutti i componenti facenti parte del sistema; Definizione delle interconnessioni tra i vari componenti evidenziando eventuali inefficienze; Analisi delle emissioni inquinanti dell impianto e dei singoli componenti al variare del carico e delle condizioni di funzionamento; Nel dettaglio: Identificazione dei carichi energetici: Prima fase operativa è la caratterizzazione dei carichi di riscaldamento, raffreddamento ed elettrici della struttura ricavati da dati sperimentali reperiti in sito e/o determinati sulla base di simulazioni al calcolatore anche eventualmente attraverso l installazione di contatori/strumenti di misura, distinguendo fra calore a bassa temperatura (< 100 C), calore a media temperatura ( C), calore ad alta temperatura (> 300 C), raffrescamento (10-20 C), freddo refrigerato (< 10 C), energia elettrica ed energia meccanica. Caratterizzazione del sistema energetico: In questa fase viene definito il sistema energetico in esame specificandone apparecchiature utilizzate, fabbisogni e rendimenti con particolare riferimento alla composizione dell impianto centrale (i.e. numero di motori, congelatori, caldaie ecc) alla connessione con la rete nazionale. Oltre ai singoli componenti devono essere specificate le interconnessioni tra di loro, ovvero i flussi energetici entranti o uscenti dalle singole macchine, mettendo in evidenza, sin da questa fase preliminare, la presenza di eventuali inefficienze. Ottimizzazione del sistema energetico: In questa fase viene definito il modello matematico rappresentativo del sistema in oggetto. Una volta definite le funzioni obiettivo da raggiungere (riduzione dei costi, minimizzazione delle emissioni inquinanti), la simulazione numerica del sistema, sulla base delle informazioni provenienti dagli altri moduli (ad esempio il sistema di tariffazione vigente e/o altre possibilità tariffarie) consente di identificare le condizioni di funzionamento dei differenti componenti operando un risparmio energetico ed economico di primo livello. Pagina 9 di 17

10 6. STRUMENTO INFORMATICO DI SUPPORTO BLINK Durante la Formazione, Esercitazioni, e nel Progetto Pilota sarà utilizzata la Piattaforma informatica BLINK. BLINK ed è un framework operativo e insieme diagnostico teso alla creazione di un ciclo virtuoso di riduzione de costi e dei consumi energetici realmente efficace. Esso serve a due scopi. Primo, fotografare lo stato attuale dei consumi energetici per capire quali siano le aree a maggior impatto energetico e quali fattori concorrono a questo consumo. Secondo, prevedere, monitorare e controllare i consumi energetici per capire quali azioni intraprendere per porre l impresa su una traiettoria di forte riduzione dei consumi e dei costi. BLINK è modulare nella struttura con livelli di approfondimento diversi in grado di adattarsi alla maturità aziendale nell affrontare i problemi relativi alla gestione energetica. E facile da utilizzare e chiaro nella lettura delle informazioni da parte dell utente mediante percorsi guidati per l inserimento e l elaborazioni dati. BLINK è costituito da moduli indipendenti che fanno riferimento a differenti aree di conoscenza e opportunamente integrabili in funzione delle esigenze del progetto. Questi sono: Pagina 10 di 17

11 Caratterizzazione energetica e definizione di un modello previsionale Questo modulo di BLINK sviluppa un modello di previsione dei consumi energetici, attraverso un approccio deduttivo. L'Azienda viene analizzata come una "black box" che presenta dei consumi energetici dipendenti dal valore di specifici energy driver. Attraverso tecniche di analisi quali la regressione multipla dei minimi quadrati ordinari o dei minimi quadrati parziali (Partial Least Squares) in caso di più energy drivers sarà possibile desumere, dai dati storici di consumo energetico, un modello affidabile che descriva il meccanismo di consumo energetico che caratterizza l'azienda oggetto dell'analisi. Carte CuSum per controllo e allarme in Real Time Sulla base del modello e previsione dei consumi, il modulo permette di identificare eventuali deviazioni di consumi anomali ovvero il controllo delle aree oggetto di analisi attraverso il supporto nell individuazione degli energy driver, del modello di consumo e dei limiti di controllo. Il monitoraggio dei consumi viene sviluppato mediante l adozione di tecniche di controllo avanzate mutuate dal monitoraggio della qualità dei processi produttivi, quali ad esempio la carta di controllo CuSum, in grado di individuare e segnalare tempestivamente le modifiche significative intervenute nel comportamento dei consumi energetici. Budgeting energetico BLINK consente di pianificare, formulare e controllare il budget energetico sulla base del modello di previsione elaborato dall utente o sulla base degli energy driver (volume produzione, gradi giorno ) che si prevedono per il futuro. Il budget viene quindi monitorato nel tempo mediante indici di controllo che permettano di individuare le cause reali di eventuali deviazioni e la successiva ripianificazione. Scelta e monitoraggio della tariffa energetica Il modulo permette di simulare gli effetti delle offerte del mercato in relazione all andamento dei propri consumi. E possibile comparare le diverse offerte al variare degli scenari ed individuare la migliore. Il modulo, infine, consente di verificare gli scostamenti dei consumi tra dati fattura e rilevamento diretto. Reporting e analisi BLINK è dotato di un potente tool analitico che consente di effettuare analisi sui dati storici e simulazioni sui dati di budget. Un interfaccia visuale, adatta a vari tipi di utente, faciliterà il processo di estrazione, visualizzazione e interpretazione dell informazione, per decidere rapidamente, ridurre e ottimizzare i consumi energetici. Ottimizzazione della produzione di energia termica ed elettrica Questo modulo consente di simulare i flussi termici (produzione di caldo e freddo) ed elettrici del sistema, prendendo in considerazione la caratterizzazione di tutti i componenti. o Definizione delle interconnessioni tra i vari componenti che consentono di evidenziare eventuali inefficienze; o Analisi delle emissioni inquinanti e dei singoli componenti al variare del carico e delle condizioni di funzionamento; o Simulazione e confronto dei diversi scenari per determinare la configurazione più idonea. Pagina 11 di 17

12 7. PIANIFICAZIONE TEMPORALE DI MASSIMA DEL PROGETTO PILOTA Dati gli obiettivi descritti, la pianificazione temporale del progetto pilota è riassunta come di seguito. L analisi è stata eseguita considerando un impegno del Team per due giorni a settimana full time. Nella tabella viene evidenziato il percorso di riferimento con i relativi punti cardine per lo svolgimento del progetto Pilota in un ottica EOE e SPE. Infine è presente una visualizzazione dell impegno minimo richiesto, suddiviso fra quello svolto dai membri del Team Cliente e quello di Inspiring Software. Pagina 12 di 17

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14 8. SVILUPPI FUTURI La scelta di eseguire il progetto pilota, consentirà all azienda di avere un contatto operativo con la metodologia EOE/SPE che aprirà i seguenti scenari di sviluppo: BUDGETING ENERGETICO Terminate le fasi precedenti può essere definito il budget energetico sia sulla base della tariffa ottimizzata che sulla base del modello di previsione elaborato dall utente o sulla base degli energy drivers (volume produzione, gradi giorno ) che si prevedono per il futuro. Il budget deve essere quindi monitorato nel tempo mediante opportuni parametri che permettano di individuare le cause reali di eventuali deviazioni dovuti e la successiva ripianificazione. AUDIT ENERGETICA di II LIVELLO L audit energetica di II livello permette di verificare se, attraverso l'utilizzo più corretto degli impianti esistenti ovvero apportando nuove tecnologie, sia possibile ridurre il consumo energetico primario (elettricità e combustibili) a parità di servizio reso dall'impianto. Quindi rispetto ai percorsi precedenti di riduzione continua dei consumi energetici focalizza sul breakthrough. In particolare si differenzia rispetto alla prima sia perché allarga la visione all intero impianto sia perché dettaglia i possibili interventi in ambito tecnologico. In particolare, gli obiettivi dell attività sono: individuare indicatori di intensità energetica individuare condizioni di inefficienza strutturale/impiantistica e gestionale individuare interventi proponibili di miglioramento dell esistente considerare soluzioni tecnologiche innovative su casi studio concreti ed esistenti al fine di definirne l applicabilità su nuove strutture in via di realizzazione (o di futura realizzazione). Gli step operativi secondo cui viene eseguito l Energy Audit sono generalmente i seguenti: 1. esame consumi e fabbisogni energetici dello stabilimento o del processo produttivo; 2. ricognizione degli impianti e delle principali tecnologie in sito, con valutazione del macchinario relativo ai primari servizi energetici (servizio calore, servizio condizionamento, servizio aria compressa, servizio illuminazione, ecc.); 3. predisposizione di una specifica relazione di Audit Energetico che comprenderà: bilanci energetici ed economici globali di stabilimento; bilanci energetici ed economici dei principali servizi energetici; per i principali servizi energetici (servizio calore, servizio condizionamento, servizio aria compressa, servizio illuminazione, ecc.); analisi dello stato tecnologico del macchinario installato; eventuale proposta di correttivi e soluzioni alternative. Pagina 14 di 17

15 PROGETTAZIONE DI SISTEMI DI PRODUZIONE ALTERNATIVI Questa fase operativa consiste nella simulazione di diversi scenari virtuali alternativi alla condizione in essere del sistema al fine di ottenere dei benefici in termini energetici ed economici mediante eventuale riconversione del sistema energetico. Obiettivo fondamentale di tale fase è dunque, nel caso se ne sia riscontrata la necessità, la riconversione del sistema energetico con impiego di tecnologie avanzate (i.e. sistemi di rigenerazione) e fonti rinnovabili (i.e. pannelli fotovoltaici, pannelli solari termici, sistemi solari passivi ecc.) attraverso: definizione e simulazione di sistemi energetici virtuali in modo da conoscere a priori possibili vantaggi; verifica della fattibilità tecnica ed economica dell introduzione di tali soluzioni innovative (fattori ambientali, tipologici e sistemazione dell area) compatibilmente con i vincoli derivanti dall intervenire sulle strutture esistenti; scelta dei vettori di approvvigionamento energetico più idonei evitando di usare vettori ad elevato contenuto exergetico (come l elettricità) per un utilizzo a basso valore exergetico (come il calore a bassa temperatura); classificazione dei possibili interventi sulla base dei potenziali risparmi energetici conseguibili. Pagina 15 di 17

16 9. IN CONCLUSIONE L EOE e SPE per una riduzione sistematica dei costi e consumi energetici L energia è il fattore chiave del nuovo millennio e la gestione dei flussi energetici negli stabilimenti produttivi è diventata oggi una priorità per rendere le aziende ancora competitive sul mercato. Nell attuale contesto energetico mondiale, delicato e complesso, oltre che costantemente in mutazione, le spese per l elettricità ed i combustibili fossili rappresentano una porzione considerevole del budget. Inspiring Software propone una metodologia innovativa per ridurre strutturalmente i costi connessi all uso dell energia (elettricità, caldo, freddo) attraverso la razionalizzazione dei consumi energetici e la semplificazione dei processi decisionali, ottimizzando l intera filiera energetica aziendale. Il fine ultimo del progetto è quello di permettere all azienda di controllare ed ottimizzare sistematicamente ed automaticamente i propri consumi dopo le fasi di formazione, consulenza ed installazione della piattaforma software. Il progetto energy efficiency di Inspiring Software è basato sulla piattaforma software BLINK, uno strumento informatico di supporto per le attività di: a. ottimizzazione dell acquisto di energia elettrica attraverso la definizione di procedure che consentano in maniera automatizzata di simulare e confrontare le offerte dei diversi trader operanti nel mercato libero dell energia basandosi sui profili di consumo storici e previsti, fornendo dunque uno strumento di supporto decisionale alla scelta della tariffa migliore b. controllo e riduzione dei consumi attraverso la definizione di modelli previsionali dei consumi (basati sui dati storici e definiti mediante procedure statistiche) in funzione dei vari energy driver (volumi prodotti, temperatura esterna, ore luce/buio, ecc.), potendo quindi segnalare in tempo reale comportamenti anomali che rivelino sprechi energetici e monitorare i Key Performance Indicator di periodo con riferimento ai valori storici c. ottimizzazione del sistema di autoproduzione dell energia attraverso la simulazione di tutti i flussi elettrici e termici del sistema, la caratterizzazione di tutti i componenti del sistema e le loro interconnessioni, evidenziando eventuali inefficienze, garantendo il funzionamento ottimale delle macchine sulla base del conseguimento dell obiettivo della riduzione dei costi e/o dell impatto ambientale Il progetto prevede dunque: formazione sulla metodologia di Energy Management e sulle tecniche utilizzate consulenza per la personalizzazione e l applicazione della metodologia implementazione del software di supporto L offerta è stata pensata e strutturata in modo da dimostrare la valenza della metodologia nel raggiungimento degli obiettivi sopra esposti e instaurare una costruttiva e solida partnership. Pagina 16 di 17

17 consulting Esperienza e passione per incoraggiare il talento delle persone nella ricerca dell eccellenza. Experience and passion to encourage people s talent in the pursuit of excellence. software Innovativi e all avanguardia per supportare le imprese nell efficientamento dei propri processi di business. Innovative and avant-garde to support the companies in making their business processes more efficient. Pagina 17 di 17