Le valutazioni economiche nell adozione degli assorbitori

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1 Le valutazioni economiche nell adozione degli assorbitori Introduzione La convenienza economica di un investimento risulta determinante nella scelta di ogni soluzione impiantistica. La comparazione tra diverse ipotesi, anche se dettate da obiettive necessità applicative, non può esimersi da un attenta analisi dei differenti fabbisogni finanziari e dai risultati economici conseguibili. Nell esposizione seguente verranno illustrati i diversi metodi usualmente impiegati per le valutazioni ed i confronti di carattere economico fra le varie ipotesi impiantistiche, tenendo in debito conto sia i fabbisogni finanziari richiesti per la realizzazione degli impianti, sia i conseguenti costi di esercizio. Si procederà successivamente all analisi delle diverse metodologie di calcolo adottate mediante esempi numerici basati su di una ipotetica alternativa impiantistica, che prevede l utilizzo di un assorbitore alimentato ad acqua calda ricavata da un cogeneratore, in luogo di un tradizionale gruppo refrigerante ad azionamento elettrico. Valutazioni analoghe sono ovviamente applicabili ad impianti di produzione di acqua refrigerata, che adottino allo scopo assorbitori alimentati con cascami di calore di qualsiasi provenienza. Costi in conto capitale e costi operativi La prima operazione da eseguire è quella di raccogliere i dati necessari all investimento. Informazioni sulle principali voci di spesa potranno essere utilizzate per una prima analisi atta a giustificare una successiva indagine più approfondita. Le quotazioni formulate dai fornitori delle apparecchiature e dagli installatori dovranno ovviamente essere omogenee, precise ed accurate. Si dovranno successivamente valutare con attenzione i differenti costi operativi dei sistemi a confronto. Varrà a questo proposito considerare l opportunità di un analisi di sensitività (sensitivity analysis), ripetendo i calcoli con l assunzione di differenti scenari di costo. Molti progetti sono assai sensibili, ad esempio, ai differenti valori dell energia impiegata. Nel caso di seguito esaminato, di confronto tra un assorbitore ed un refrigeratore elettrico, un modesto incremento del costo dell energia elettrica, infatti, produce una significativa rivalutazione dell ipotesi assorbitore, indipendentemente dai criteri di valutazione adottati. Una volta assodati i costi in conto capitale ed in conto gestionale, si procederà alla stima della convenienza economica dei diversi investimenti ipotizzati. Si utilizzeranno allo scopo i metodi di valutazione appresso illustrati. Periodo di recupero Il periodo di recupero (Payback Period) è definibile come il lasso di tempo necessario a pareggiare, con i minori costi di esercizio richiesti, il costo di un impianto. È spesso denominato simple payback in quanto non opera nessuna assunzione in merito alla tempistica di realizzazione del progetto, alla vita operativa dell impianto ed ai tassi d interesse. Un affinamento del simple payback, applicabile allorchè si comparino due differenti alternative impiantistiche, è il

2 differential payback. Questo procedimento considera le differenze fra i costi di investimento e quelli operativi dei progetti in esame competitivo. Simple e differential payback sono ampiamente utilizzati nella pratica poiché risultano semplici, pratici e facilmente comprensibili. I due criteri sono anche assai efficaci nel riassumere le conclusioni di valutazione iniziali. Il loro principale svantaggio è costituito dal fatto che ripongono eccesiva enfasi nel flusso di cassa (cash flow) di corto termine. Ad esempio gli assorbitori possono richiedere payback più lunghi di tre anni, in particolare se associati a gruppi di cogenerazione, ma continuano a contabilizzare risparmi in conto esercizio per molti anni. Per tale motivo, qualora valutati con criteri di simple payback, gli assorbitori possono essere giudicati erroneamente non convenienti. Prima di prendere in considerazione altri procedimenti di valutazione finanziaria, risulta opportuno richiamare alcuni concetti di fondamentale importanza. Fattore di sconto Si supponga di possedere una somma iniziale pari a 100 e che, dopo un anno, la stessa valga 105. Si ha cosi: 100 (1 + 0,05) = 105 D ove 0,05 è il tasso di interesse i. Indicando ora con S 0 la somma iniziale e con S 1 la somma dopo un anno, si potrà scrivere: S 0 (1 + i ) 1 = S 1 e più in generale, indicando con Sn la somma dopo n anni: S 0 (1+ i ) n = S n (1) L equazione (1) può essere scritta anche: considerando come incognita la somma iniziale S 0, che si ricava quindi come valore attuale (valore scontato) della somma finale Sn. Nella formula (2) i rappresenta il fattore di sconto (discount factor), che è equivalente al tasso di interesse sopra citato, ma applicato a ritroso, in modo tale cioè da determinare quanto una somma futura valga oggi. (2) Costi originati nell intero ciclo di vita Per poter utilizzare correttamente gli strumenti di valutazione finanziaria sotto illustrati, occorre considerare i costi che si originano in tutte le fasi della vita utile dell impianto, ossia nell acquisto delle varie apparecchiature, nella loro istallazione e nella loro gestione e manutenzione (Life Cycle Costing-LCC). Per svolgere un analisi LCC è necessario quindi individuare in anticipo il momento in cui si verifica un evento, che da origine ad un costo. Rispetto all approccio tradizionale, l LCC permette di estendere l analisi del progetto a tutta la vita utile dell istallazione, evidenziando in tal modo la reale economicità dell investimento.

3 Ciò risulta più appropriato in quanto, una volta rientrato l investimento iniziale, l impianto continua a generare risparmi durante tutta la sua vita utile restante. Per contro, una scelta alternativa meno efficiente continuerà a produrre maggiori oneri per l intero suo periodo di operatività. Nel caso preso in esame appresso, verrà considerata una durata per entrambe le apparecchiature, ad assorbimento e convenzionale elettrica, di 15 anni. Esistono, in verità, per entrambi i casi esempi di unità similari con efficiente operatività più estesa nel tempo. Valore attuale netto / VAN Il metodo denominato valore attuale netto - VAN (Net Present Value - NPV) supera gli svantaggi di valutazione posti dal sopra considerato periodo di recupero. Il VAN provvede al calcolo del valore attuale netto del progetto ipotizzato, utilizzando la formula (2) sopra riportata, prendendo in considerazione tutti i flussi di cassa generati nel corso degli anni dall impianto, applicando ad ognuno di essi un opportuno fattore di sconto. Il valore ottenuto è sintetizzato dalla seguente formula (3) Dove : F 0 è l investimento iniziale. Il segnomeno sta ad indicare un esborso e pertanto un flusso di cassa negativo; F n sono i flussi di cassa positivi generati dall investimento nell anno n; i è il fattore di sconto adottato. Il risultato ottenuto, che ripetiamo rappresenta il valore attualizzato dell investimento, se positivo giustifica normalmente il progetto esaminato. Nel caso siano comparati diversi progetti, quello col più alto valore di VAN risulta ovviamente il favorito. Tasso interno di rendimento /TIR Il tasso interno di rendimento/tir ( Internal Rate of Return/IRR) è il fattore di sconto che azzera nella formula (3) il VAN. Per la sua determinazione si procede al calcolo del VAN per diversi fattori di sconto, fermi restando i valori di flusso di cassa nominali, fino ad individuare quello che ne azzera il risultato, ovverosia : VAN = 0 Un sistema grafico o più semplicemente un foglio di calcolo elettronico ne può agevolare la ricerca. Sebbene il TIR sia più complesso da determinare, esso produce un singolo numero, un tasso di rendimento che può essere immediatamente comparato con un tasso d interesse. Ciò consente di confrontare immediatamente progetti alternativi di differente investimento.

4 Assorbitore in impianto di trigenerazione Allo scopo di applicare le formulazioni sopra esposte si procederà ora ad una esemplificazione. In un impianto di trigenerazione verrà considerata l opportunità di installare per la produzione di acqua refrigerata un assorbitore in luogo di un convenzionale gruppo frigorifero elettrico. L assorbitore considerato sarà ovviamente alimentato con l acqua calda ottenuta dal cogeneratore. La figura 1 illustra lo schema concettuale dell impianto trigenerativo considerato. Di seguito non si procederà alla valutazione puntuale di un caso specifico, ma ci si limiterà a considerare i diversi parametri caratteristici delle due diverse soluzioni che ne influenzano la scelta, tralasciando quelli comuni alle stesse, quali ad esempio le tubazioni e le pompe dell acqua refrigerata all utenza. Figura 1. Schema concettuale di impianto di trigenerazione costituito da un cogeneratore e da un assorbitore Investimenti in immobilizzazioni I costi in immobilizzazioni tecniche riguarderanno nell ordine le seguenti voci. Apparecchiatura di refrigerazione. L assorbitore normalmente risulta più oneroso di una macchina a compressione di vapore di uguale potenza. Il più delle volte questo primo confronto costituisce l ostacolo principale per procedere ad una successiva valutazione obiettiva. Torre evaporativa Anche la torre evaporativa a sevizio dell assorbitore è più costosa, in quanto risulta di più importante capacità, essendo deputata allo smaltimento di una maggiore quantità di calore a parità di potenza frigorifera erogata.

5 Impianto di trattamento dell acqua Di conseguenza, nel caso di adozione di un assorbitore, data la maggiore quantità di acqua in gioco, risulteranno più costose le apparecchiature necessarie per il trattamento dell acqua ed i relativi prodotti chimici utilizzati. Circuito di condensazione. Le stesse considerazioni valgono per i costi del circuito di condensazione, vedi tubazioni e pompe Sistema di alimentazione dell energia elettrica Questo risulterà assai più costoso per i gruppi elettrici che necessitano di una potenza molto importante. Gli assorbitori alimentati ad energia termica non richiederanno, viceversa, che ridotti investimenti anche tenuto conto dei modesti incrementi di potenza elettrica richiesti per l azionamento delle più capaci pompe del circuito di condensazione e dei più possenti ventilatori di torre. Sistema di alimentazione dell acqua calda Nel caso degli assorbitori vanno considerati i costi del sistema di alimentazione dell acqua calda, quali scambiatori di calore, tubazioni e pompe di adduzione dell acqua calda, assenti nelle macchine a compressione di vapore. Sottostazione elettrica Si dovrà infine tener conto dell investimento richiesto per l eventuale costruzione della sottostazione elettrica, che ovviamente risulta essere assai penalizzante per la soluzione del gruppo a compressione di vapore. Apparecchiature ed infrastrutture comuni Non si dovrà tener conto, come sopra accennato, dei costi comuni alle due soluzioni analizzate, quali ad esempio quelle richieste dalla rete di distribuzione dell acqua refrigerata, delle opere civili, dei trasporti e dell istallazione delle diverse apparecchiature, che verosimilmente si pareggiano. Costi operativi I costi di esercizio da considerare risultano i seguenti. Manutenzione Gli oneri richiesti della manutenzione, sia ordinaria che straordinaria, possano in prima approssimazione essere considerati uguali, tanto per gli assorbitori, quanto per i refrigeratori tradizionali. Torri evaporative I costi di esercizio delle torri a servizio degli assorbitori, di dimensioni assai più importanti, per via dei maggiori consumi d acqua e dei prodotti chimici richiesti, risulteranno più pesanti. Alimentazione termica Gli oneri energetici per l alimentazione termica dell assorbitore sono fortemente dipendenti dalla fonte energetica utilizzata. Risulteranno ad esempio assai ridotti nel caso di utilizzo di cascami di calore da cogenerazione, come nel caso esaminato. Particolare attenzione dovrà essere prestata, quindi, all esatta valutazione di questa voce di costo. Alimentazione elettrica Le stesse considerazioni possono essere fatte per l energia elettrica. Il rapporto dei costi energetici primari, il più delle volte, va ancora sottolineato, risulta determinante nella scelta tecnologica da effettuare.

6 Esempio di valutazione economica Allo scopo di sviluppare numericamente un esempio di valutazione economica, supponiamo che, in base ai vari calcoli effettuati per le due diverse soluzioni in esame, la differenza degli oneri di investimento risulti pari ad a sfavore della soluzione assorbitore e che, viceversa, i costi di esercizio di questa ultima risultino a suo vantaggio per l anno. Detti valori sono puramente ipotetici; essi sono stati assunti solo allo scopo di quantificare numericamente un possibile esempio. Applicando i diversi metodi di valutazione sopra indicati si otterranno i seguenti risultati. Periodo di Recupero Il periodo di recupero differenziale, dato dal rapporto fra l ammontare del capitale addizionale investito e la differenza dei costi annui di esercizio, risulta pari a 5 anni, essendo: / / anno = 5 anni Valore attuale netto/van Per il calcolo del VAN, dato l attuale basso valore del costo del denaro, si è assunto un fattore di sconto, costante negli anni, pari al 10%. Nella pratica viene frequentemente utilizzato il costo medio ponderato del capitale (Weighted Average Cost of Capital/ WACC ) dato dalla media ponderata tra il costo del capitale proprio e il costo del capitale di debito. Il WACC è il tasso minimo che un azienda deve generare come rendimento dei propri investimenti per remunerare i creditori, gli azionisti e gli altri fornitori di capitali. Si è ipotizzata inoltre una vita operativa dell impianto di 15 anni. Nella tabella 1 sono stati quindi riportati i flussi di cassa nominali previsti ed i relativi flussi di cassa scontati. Un valore positivo del VAN giustifica normalmente un investimento. Nel caso in esame il valore ottenuto è di Ciò indica che l adozione dell assorbitore è un buon investimento. Anno Flussi di cassa nominali Flussi di cassa scontati Totale Tabella 1 Valore attuale netto calcolato sulla base di un fattore di sconto pari al 10 %

7 Tasso interno di rendimento/tir Per il calcolo del TIR è necessario procedere al calcolo di più VAN, ipotizzando diversi fattori di sconto allo scopo di individuare quello che genera il VAN pari a zero. Questo può essere determinato anche attraverso un grafico del tipo illustrato in figura 2 o, più semplicemente, mediante l utilizzo di un foglio di calcolo elettronico. Tenendo sempre fissi i flussi di cassa nominali previsti, considerati i fattori di sconto del 5%,10%, 15%,20% e 25%, sono stati calcolati i flussi di cassa scontati elencati nella tabella 2. Riportando i valori ottenuti nel grafico di figura 2 si è potuto rilevare che il valore del TIR del progetto in esame è pari a circa il 18%. Più precisamente, utilizzando un foglio di calcolo elettronico, il TIR risulta il 18,42%. Tabella 2 Valori attuali netti calcolati per diversi fattori di sconto

8 Figura 2. Grafico atto ad individuare il tasso interno di rendimento/tir pari al 18,42 % Questo valore conferma il buon investimento ottenuto nell adozione dell assorbitore. Conclusioni L analisi economica comparata fra le due soluzioni tecnologiche alternative sviluppata nell esempio,la prima con l adozione di un assorbitore, la seconda con un gruppo elettrico, ha fornito responsi discordanti. L indagine condotta con il metodo del periodo di recupero dell investimento ha prodotto come risultato 5 anni; responso questo che avrebbe suggerito di scartare l ipotesi più onerosa dettata dall assorbitore. L utilizzo del VAN ha evidenziato, viceversa, un valore attuale netto del capitale impiegato di tutto rispetto, pari ad Il TIR ha confermato, poi, che i risparmi economici conseguibili nei 15 anni di vita utile dell impianto, dotato di assorbitore, si traducono in un apprezzabile tasso di rendimento dell investimento iniziale, il 18,42%. Valutazioni del tutto analoghe sono applicabili ad impianti di produzione di acqua refrigerata, da utilizzare per la climatizzazione ambientale o per processi industriali, che adottino allo scopo assorbitori alimentati con cascami di calore da qualsiasi fonte.

9 Figura 3. Schema di concettuale di impianto di climatizzazione con assorbitore inserito su rete di teleriscaldamento Figura 4. Assorbitori alimentati ad acqua calda di potenza frigorifera complessiva pari a 140 kw. Mediante il loro impiego si provvede al raffreddamento del biogas di alimentazione di un impianto di cogenerazione

10 Figura 5. Impianto di trigenerazione realizzato con microturbina da 60 kw elettrici ed assorbitore da 70 kw frigoriferi

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