Il D.Lgs 102/2014 prescrive che gli audit energetici consentano

Transcript

1 Sul sito di Energy Manager News è consultabile la bibliografia di riferimento utilizzata per la realizzazione delle tre puntate sulla diagnosi energetica pubblicate sui numeri 4, 5 e 6 della rivista VEDEMECUM DIAGNOSI ENERGETICA/TERZA PUNTATA PER POTER MISURARE IL RISPARMIO SONO NECESSARI DATI PRECISI I calcoli atti a predisporre adeguatamente una diagnosi energetica devono consentire anche di valutare il rischio connesso a un possibile intervento di efficienza Il D.Lgs 102/2014 prescrive che gli audit energetici consentano calcoli dettagliati e convalidati per le misure proposte in modo da fornire informazioni chiare sui potenziali risparmi. I dati utilizzati per gli audit energetici possono essere conservati per le analisi storiche e per il monitoraggio della prestazione. La diagnosi energetica, per essere strumento decisionale, deve rispondere a criteri di oggettività e rigorosità che consentano a chiunque, esperto in materia, di rielaborare i dati in essa contenuti e verificarne i risultati. Ma non sempre i dati a disposizione per effettuare le diagnosi energetiche sono sufficientemente chiari e precisi per poter individuare strategie precise con un margine di rischio accettabile, per cui ogni previsione contenuta nella diagnosi energetica deve essere associata anche all intervallo di confidenza (precisione) e alla sua probabilità. In altre parole ogni previsione dovrebbe essere espressa con una terminologia statistica appropriata, ad esempio: «Siamo confidenti al 90% che il range tra 400 e 500 kwh contenga il valore vero». Una seria proposta operativa per una diagnosi energetica necessita di uno studio preliminare basato su dati che l auditor serio ed esperto certamente deve richiedere preliminarmente, per capire e dimensionare le attività di indagine ed eventuali campagne di misurazione specifiche. Per aumentare la precisione delle previsioni contenute nella diagnosi, sono spesso necessari supplementi di indagine ad essa successivi, che vanno focalizzati sugli interventi che l imprenditore ritiene di maggiore interesse, in modo che all investimento in efficienza possa essere associato anche una rigorosa analisi di rischio. In queste pagine analizziamo proprio questi aspetti. IL PROFILO DI CONSUMO Tornando alla definizione dei contenuti minimi richiesti dal D.Lgs 102/2014 per le diagnosi energetiche ed in particolare al punto b) dell allegato 2 (al quale si sottolinea che gli audit energetici comprendono un esame dettagliato del profilo di consumo energetico di edifici o di gruppi di edifici, di attività o impianti industriali, ivi compreso il trasporto ), viene spontaneo interrogarsi su cosa voglia dire esame dettagliato dei profili di consumo energetico : quanto dettagliato? Che tipo di profilo? Ovviamente la risposta non può essere che dipende ; dipende dal tipo di edificio, dagli obbiettivi dell analisi e dal budget a disposizione per raccogliere i dati. È certo che il profilo di carico deve coprire, per ciascun centro utilizzatore di energia, almeno un ciclo completo di funzionamento che dipende fortemente dal tipo di utilizzo: in un edificio destinato ad attività commerciali, i cui consumi sono fortemente dipendenti da affollamento e clima esterno, non si potrà prescindere dall ottenere i profili di carico su un arco temporale di almeno FOCUS

2 Filippo Belviglieri, autore di queste pagine, è ingegnere meccanico, è certificato Cpmp da Ashrae, è Ege Uni Cei e Leed AP mesi; in una fonderia, invece, sarà certamente sufficiente analizzare la durata di un ciclo di produzione. Assieme ai profili di consumo dell energia è fondamentale ottenere, contestualmente, anche i profili degli energy drivers che li determinano, ad esempio i fattori fisici identificabili che governano il processo energivoro; solo una volta correlati consumi di energia con energy drivers sarà possibile soddisfare il requisito del decreto espressi nell allegato 2: gli audit energetici consentono calcoli dettagliati e convalidati per le misure proposte in modo da fornire informazioni chiare sui potenziali risparmi. I dati utilizzati per gli audit energetici possono essere conservati per le analisi storiche e per il monitoraggio della prestazione. Per stimare, infatti, l effetto di una determinata misura di efficienza energetica, è necessario poter calcolare il nuovo fabbisogno di energia e confrontarlo con quello storico. Ma come stimare il nuovo fabbisogno di energia? Come individuare il driver corretto? Inoltre, il driver è uno solamente? BLACK BOX O WHITE BOX È evidente che l individuazione del driver è fondamentale e richiede una trattazione approfondita che non è possibile esaurire in poche righe di un articolo divulgativo; basti sapere che ci sono degli strumenti e delle tecniche statistiche, (IPMVP, ASHRAE Guideline 14, per esempio) che forniscono importanti indicazioni su come si possa correlare un determinato consumo energetico ad uno o più drivers. Tali tecniche statistiche consentono di costruire modelli energetici detti Black box costituiti da relazioni matematiche, generalmente molto semplici, che nulla hanno a che vedere con i principi fisici che stanno alla base del comportamento energetico del sistema: sono modelli che legano una o più variabili indipendenti in ingresso (i drivers) con una variabile dipendente, il fabbisogno energetico. Una volta ottenuto il modello Black box esso può essere utilizzato per prevedere quanta energia consumerà il sistema descritto al verificarsi di un determinato valore del driver (o quanto avrebbe consumato, se il sistema fosse stato modificato a seguito di un intervento di efficienza) e anche per costruire, grazie a calcoli ingegneristici, un nuovo modello che descriva il comportamento del sistema dopo una determinata azione di efficienza (ad esempio, se abbiamo costruito un modello che descrive la risposta di un chiller raffreddato ad acqua, al variare dell energia frigorifera richiesta dall impianto e della temperatura di ritorno, potremo trovare la risposta che avrebbe un chiller con efficienza diversa). Ma un modello energetico, anche se ben correlato e statisticamente corretto, è pur sempre il risultato di misurazioni e le misurazioni sono sempre afflitte da errori; anche il modello matematico introduce degli errori, che derivano dal tipo di regressione che si è voluto adottare (una regressione lineare potrebbe non essere esattamente la relazione corretta per descrivere l effetto di una determinata variabile sul sistema). Ne risulta che, ricavata la legge che descrive il modello, la stima deve sempre essere associata al suo intervallo di confidenza e al relativo indice. La stima ricavata da un modello deve sempre essere espressa nei seguenti termini: al verificarsi della condizione X (driver), il consumo di energia è stimato pari a Y± Δy con il livello di confidenza (precisione) del xy% (solitamente si assume 95%) che la stima sia vera. Fornito un determinato set di misure (dati), l ampiezza dell intervallo di confidenza Δy (errore assoluto della stima) è tanto maggiore quanto più grande è la precisione che si vuole ottenere. Una considerazione può aiutare a comprendere il concetto: quanto più grande è il bersaglio da centrare (intervallo di confidenza), tanto più è probabile centrarlo (ovvero che la stima sia corretta), viceversa se mi accontento di centrare il bersaglio per il 50% dei tiri, posso usarne uno più piccolo; a parità di tiratore, arma e condizioni al contorno. È evi- FOCUS 25

3 DA SAPERE BLACK BOX: L ANALISI DI REGRESSIONE LEGA LE VARIABILI IN GIOCO Detta anche Black box, l analisi di regressione è uno strumento di analisi statistica che mette in relazione due gruppi di variabili: una variabile dipendente e una o più variabili indipendenti. Lo scopo dell analisi è cercare una possibile correlazione tra le due serie di dati. Matematicamente la regressione è una funzione che stabilisce il legame di una variabile con un altra. La variabile indipendente è scelta da chi opera nell analisi mentre la variabile dipendente è, nel nostro caso, la lista delle rilevazioni dei consumi. La bontà della regressione è tanto maggiore quanto più la correlazione tra variabile dipendente ed indipendente è alta. Questa bontà è indicata da alcuni parametri statistici, il più noto dei quali è il coefficiente di determinazione R2. Se il parametro è maggiore di 0,75 la regressione è buona, altrimenti è scarsa. Avere una buona correlazione significa che il parametro indipendente scelto è corretto per descrivere, al suo variare, l andamento della variabile dipendente. Al contrario invece, se la correlazione è scarsa (R2<0,75) significa che non è possibile stabilire una legge matematica che leghi le due serie di dati. Analisi preliminare dei dati raccolti Rilievi puntuali IL PERCORSO DELLA DIAGNOSI DALL ANALISI DEI DATI AL REPORT ESECUZIONE AUDIT REPORT FINALI Fase investigativa di dettaglio Esecuzione di interviste al personale Misure con strumentazione in campo dente che per costruire un modello energetico statistico sono necessarie misurazioni idonee: a volte le fatture energetiche su base mensile mostrano buone correlazioni con le temperature esterne (o meglio con i Cdd Cooling Degree Days o Hdd Heating Degree Days), altre volte invece no. Spesso poi non sono disponibili misure per i sottosistemi energetici, per cui non è possibile costruire i modelli energetici statistici che consentano di fare i calcoli dettagliati richiesti dalla normativa. COSTI IN FUNZIONE DEGLI OBIETTIVI Una diagnosi energetica ben condotta e che voglia fungere da strumento decisionale non può prescindere da dati di consumo energetico reale dell edificio. Se i dati storici non sono sufficientemente dettagliati, si presentano due opzioni: intraprendere una campagna di misurazioni per raccogliere i dati che servono per creare il modello statistico; opppure costruire un modello energetico White box, che descriva cioè i reali processi fisici interni al sistema e calibrarlo con i dati a disposizione fino ad ottenere una descrizione sufficientemente buona del sistema. In entrambi i casi l approccio è costoso e richiede professionalità specifiche che non si possono improvvisare; tornando all esempio del poligono di tiro, per aumentare la precisione di tiro (ovvero la probabilità di centrare il risultato) si deve intervenire sul tiratore (deve essere esperto, sull arma (deve essere preci- 26 FOCUS

4 Le informazioni raccolte sono sufficienti? Elaborazione dati e caratterizzazione consumi Proposta nuove ECMs NO SÌ NO Il comfort ambientale viene garantito? Per ottenere previsioni sufficientemente precise sono spesso necessari supplementi di indagine Report di diagnosi energetica UNI EN CE Analisi costi-benefici e sviluppo report finali SÌ sa e costosa), sul poligono (deve avere luce controllata, e ambiente protetto dai venti laterali.) In altre parole, aumentare la precisione costa. Quando si affronta una diagnosi energetica, si deve pertanto avere ben chiaro che la sua utilità dipenderà da quanto ci si voglia investire: un mero soddisfacimento dei requisiti di legge è giusto che sia considerato un costo da minimizzare e non un investimento, fermo restando che analisi non rispondenti ai requisiti minimi sono sanzionate fino a euro, mentre la mancata analisi fino a Se invece si ritiene che l individuare soluzioni che consentano di ridurre i costi energetici sia un investimento che richiede, come tutti gli investimenti fatti con l approccio del buon padre di famiglia, un affidabile analisi preliminare di fattibilità, ecco che la diagnosi energetica non può essere improvvisata e chi la propone deve chiaramente specificare quali saranno i criteri con cui raccoglie e analizza i dati, come vengono creati i modelli energetici, come verranno calcolati gli effetti delle misure di efficienza che si andranno ad individuare. Non bastano pochi giorni di lavoro per fare una diagnosi seria: servono parecchie giornate per preparare la sola proposta (offerta) per fare un analisi. Un auditor energetico esperto vi chiederà di avere quante più informazioni possibili solo per valutare il carico di lavoro necessario e vi chiederà, nella sua proposta, di mettere a disposizione risorse interne all azienda per raccogliere dati, installare strumenti di misura (anche se di proprietà dell auditor, l istallazione di uno strumento di misura in un azienda implica impegno da parte delle risorse interne, per garantire procedure di sicurezza e non interferire sulla produzione), fornire informazioni. L ANALISI DEL RISCHIO Fare efficienza produce una riduzione delle spese operative (Opex) ma richiede investimenti (Capex). E l investimento implica un rischio che, comunque, può essere calcolato. Esistono molteplici fonti di rischio di natura sia interna al confine della diagnosi (volumi di energia impiegata, asimmetria informativa, eccetera) che esterna al confine (prezzi dell energia, volatilità degli incentivi, performance delle tecnologie, ecc). Secondo la bibliografia, un corretto risk management può portare all incremento dell indice Van (Valore attuale netto) di un investimento fino al 10%. L auditor esperto dovrà stimare nel costo (Capex) e nelle nuove Opex, non solo i costi diretti di investimento ma anche le cosiddette esternalità, ovvero i costi indiretti: un sofisticato sistema di controllo potrebbe richiedere l assunzione di personale specializzato per gestirlo (vanificando l auspicata riduzione delle Opex); oppure, la trasformazione di una centrale termica da gasolio a pellet, con realizzazione della riserva di pellet al posto dei serbatoi di gasolio, potrebbe evidenziare, all atto della rimozione dei serbatoi, situazioni di inqui- FOCUS 27

5 SOMMARIO NELLE PUNTATE PRECEDENTI In queste pagine abbiamo parlado dei modelli per l analisi dei dati e delle misure di efficienza, compresa quella del rischio. Nelle precedenti due puntate sulla diagnosi energetica, pubblicate sul n.4 e sul n.5 di Energy Manager News, abbiamo inquadrato la diagnosi energetica così come viene definita nel Decreto 102/2014, affrontando gli elementi base di questa complessa pratica. In particolare abbiamo parlato di: - definizione della diagnosi ai sensi di legge: il decreto 102/2014 e cosa prescrive la norma Uni Cei En /2/3/4 - requisiti minimi della diagnosi - differenti livelli a seconde delle esigenze: conformità normativa oppure opportunità strategica - l importanza dell indipendenza dell auditor - gli elementi base della diagnosi - ambito della diagnosi: tutti gli edifici/processi/usi energetici di un azienda obbligata - raccolta dati: dati storici e di aggiustamento - inventario energetico - introduzione all analisi dei dati: l intervallo di incertezza e il livello di confidenza NORMATIVA Obbligo della diagnosi, è tempo di prepararsi Entro il 5 dicembre 2015 diventa obbligatoria la diagnosi energetica per le grandi aziende (con più di 250 dipendenti o 50 milioni di euro di fatturato) e per quelle grandi consumatrici di energia. Successivamente, la diagnosi dovrà essere effettuata ogni quattro anni. L obbligo non si applica alle grandi imprese che hanno adottato sistemi di gestione conformi Emas e alle norme Iso o En Iso 14001, a condizione che il sistema di gestione includa un audit energetico. Le imprese che non effettuano la diagnosi saranno soggette ad una sanzione amministrativa pecuniaria compresa tra e euro. namento passate con costi di bonifica che elevano le Capex tanto da vanificare l investimento. Altri elementi da considerare sono gli incentivi a cui si può accedere, anche qui considerando che ottenerli costa e che alcuni di essi (i Titoli di Efficienza Energetica) sono soggetti a volatilità anche elevata. Stimare in modo esaustivo Capex e Opex però non basta. Come accennato nel paragrafo precedente, la stima di consumo di un sistema, al verificarsi di un determinato set di condizioni determinanti (Drivers), deve essere sempre associata all intervallo di confidenza ed alla sua precisione (oppure il complemento a 1 della precisione che rappresenta il rischio). Si immagini che per un determinato intervento, dall ipotetico costo di euro (Capex), venga fornita la stima di risparmio pari a euro annui. Il payback quindi è di due anni, il Van è a posto, l Irr (tasso interno di rendimento) molto buono. Ma siamo sicuri di procedere con l investimento? Assolutamente no! Manca infatti un parametro fondamentale: l analisi del rischio; analisi che deve tenere conto di diversi possibili scenari di evoluzione dei costi energetici ma, ancor prima e più importante, della precisione della stima. Se la previsione fosse stata presentata come segue: Risparmio = euro ± 10 % al livello di confidenza del 60% avrebbe significato che c è un rischio del 40% che il risparmio non rientri nell intervallo euro. L investimento è ancora così allettante? Ciò non significa che lo si debba definitivamente scartare ma solo che è necessario passare ad una fase di diagnosi più approfondita, per lo specifico intervento, acquisendo maggiori dati in modo da poter fare la previsione di risparmio (50k ± 5k ) con la precisione del 95% (ossia con il rischio del 5% che sia sbagliata). Tutt altra musica non è vero? Filippo Belviglieri 28 FOCUS