Le soluzioni di Energy Management per il Pulp&Paper

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1 Daniele Saccardi, SAVE, Verona 26 Ottobre 2011 La sfida dell efficienza energetica Le soluzioni di Energy Management per il Pulp&Paper

2 Agenda Concetti e definizioni di efficienza energetica Scenario di riferimento Approccio globale ABB: le metodologie di analisi Esempi di soluzioni ABB per l efficienza energetica cpmplus Energy Manager ROI

3 Efficienza Energetica La definizione di Efficienza Energetica La definizione efficienza energetica indica quella serie di azioni di programmazione, pianificazione, progettazione e realizzazione che permettono, a parità di servizio, di consumare meno energia. L efficienza è da intendersi riferita al sistema energetico nel suo complesso, come capacità di garantire un determinato processo produttivo o l erogazione di un servizio (ad esempio il riscaldamento) attraverso l utilizzo della minor quantità di energia possibile.

4 Agenda Concetti e definizioni di efficienza energetica Scenario di riferimento Approccio globale ABB: le metodologie di analisi Esempi di soluzioni ABB per l efficienza energetica cpmplus Energy Manager ROI

5 Efficienza Energetica Obiettivi Pacchetto Energia Clima Ob Italia Al 2020 l Italia deve obbligatoriamente: Ridurre del 20% emissioni CO 2 rispetto al 1990 Produzione rinnovabili > 0.17 (17%), Consumi finali Consumi per trasporti alimentati con 10% da biocombustibili.

6 Agenda Concetti e definizioni di efficienza energetica Scenario di riferimento Approccio globale ABB: le metodologie di analisi Esempi di soluzioni ABB per l efficienza energetica cpmplus Energy Manager ROI

7 L approccio globale ABB per l Efficienza Energetica L approccio globale Norme di riferimento ISO Sistemi di gestione dell energia: requisiti e guida all uso. BS EN Energy efficiency services. Definizioni e requisiti essenziali. UNI CEI Gestione dell'energia - Società che forniscono servizi energetici (ESCO). UNI CEI Gestione dell energia. Esperti in gestione dell'energia. Requisiti generali per la qualificazione CEN-EN Rendimento energetico degli edifici: l influenza dei sistemi di controllo e gestione sulle prestazioni energetiche Vettore / Processo Energetico Energia Elettrica Gas e combustibili in genere Aria Acqua Sistema Elettrico Termodinamico Affidabilità, Disponibilità e Manutenibilità Impianti e componenti Modifiche processo produttivo e utilities Ottimizzazione processi energetici Sistemi sw di gestione, supervisione e contabilizzazione Energetica Contratti Energetici Implementazione di un sistema di gestione per l energia (EnMS) Indicatori di misura e miglioramento continuo. GAP analysis vs benchmark

8 L approccio globale ABB per l Efficienza Energetica I vettori Vettore / Sistema energetico Elettrico Termico Gas / Combustibili Aria / Acqua Analisi e bilancio energetico dei vettori per sistema e sottosistema (gruppi funzionali / componenti) Misura/Analisi storico trend e identificazione profilo di consumo ottimale delle principali utenze; Verifiche bilanci termici sistemi e sottosistemi; (gruppi funzionali / componenti) Analisi e verifica fattibilità installazione soluzioni tecnologiche su processi produttivi per risparmio energetico e fonti rinnovabili Razionalizzazione e ottimizzazione processi e sistemi energetici Verifica sistemi / metodologie di gestione e supervisione consumi della parte energetica; Analisi della disponibilità, affidabilità e manutenibilità dei gruppi funzionali / componenti; (fattore di utilizzo fattore di guasto stato manutentivo); Analisi contratti fornitura energia

9 L approccio globale ABB per l Efficienza Energetica Le aree Area di analisi / soluzione Prodotti Sistemi Affidabilità Organizzazione Identificazione KPI s / benchmark di comparazione e misura Identificazione GAP Analysis Identificazione azioni di miglioramento e scelte strategiche Progettazione proposte di intervento Area Prodotti / Sistemi Area Affidabilità Area Organizzazione Innovazione Tecnologia di prodotto Gestione - Supervisione Tecnologia di Processo Disponibilità Manutenibilità EnMS (Energy Management System) Contratti Energetici Proposta Tecnica Identificazione Budget Identificazione Ritorno di investimento Identificazione KPI di controllo / misura Proposta Economica Preparazione Gantt di progetto Realizzazione intervento di Miglioramento Analisi finale ritorno investimento

10 L approccio globale ABB per l Efficienza Energetica La scalabilità dell analisi Auditing Anagrafica e dati prevalentemente Qualitativi del sito CHECK-UP Dati Quantitativi del sito relativi ad aspetti tecnico economici dei consumi e dei costi delle varie aree / processi FLASH AUDIT Individuazione del Potenziale di Miglioramento (per singola area di intervento) Individuazione del Potenziale di Efficienza (identificazione delle opportunità di miglioramento) + + Dati Quantitativi (tecnico economici) del sito dettagliati sistema / componente con focus su scenari di miglioramento individuati nelle fasi precedenti FEASIBILITY STUDY Determinazione del Valore di Efficienza (risparmio e pay-back) relativi alle soluzioni scelte per implementare il miglioramento Soluzioni ABB Design Progettazione personalizzata della soluzione

11 L approccio globale ABB per l Efficienza Energetica Le aree e la struttura dell analisi SEDE AZIENDALE BUILDING - BUI Domande generali Check Up Domande incrementali Flash Audit Domande incrementali Feasibility Study BUI-1 BUI-2 AREE LOGISTICHE - AL Q BUI Q BUI Q BUI AL-1 Q AL Q AL Q AL AREE PRODUTTIVE - AP AP-1 UTILITY - UTI Q AP Q AP Q AP UTI-1 Q UTI Q UTI Q UTI UTI-2

12 L approccio globale ABB per l Efficienza Energetica La scalabilità dell analisi PHASE Check-Up Flash Audit Energy Mapping e Measurement ISO50001 e EN implementazione Analisi specialistiche Feasibility Study Analisi delle Aree Analisi Equipment AREA Edifici Aree Produt. Utilities Organiz. Edifici Aree Produt. Utilities Utilities Organiz. Edifici Aree Produt. Utilities Organiz. Edifici (EN15232) Società (ISO50001) Processi Produttivi Edifici Aree Produt. Utilities Organiz. OUTPUT Check-up Report Flash Audit Report Energy Mapping (Sankey diagram) ISO50001 Sistema di gestione dell energia Specialist Core Processes Assessment Report Feasibility Study Report Eseguito dal cliente In piena autonomia Eseguito dal cliente con supporto di specialisti ABB Eseguito da specialisti ABB (*) Potential Opportunity Portfolio Trends analysis (*) In assenza di dati, ABB offre un servizio dedicato di misurazione dei vettori personalizzato sulle reali necessità del cliente. EN Rendimento energetico degli edifici: l influenza dei sistemi di controllo e gestione sulle prestazioni energetiche Improvement Master Plan Improvement Opportunity Sheets

13 Audit Energetico Esempi di analisi specifiche di Efficienza Energetica (Attività specifiche) PHASE Check-Up Check-Up Analisi specifiche Specifiche analisi di Efficienza Energetica AREA Edifici Utilities Aree Produttive (coperte scoperte) EDIFICI (UNI 15232) SISTEMI DI GESTIONE E SUPERVISIONE MOTORI e INVERTERS POWER QUALITY e POWER FACTOR COGENERAZIONE ISO5001 (conformità) TRASFORMATORI RAM S (Reliability, Availability and Maintainability) OUTPUT Check-up Check-up Report Report Assessment Report Eseguito dal cliente In piena autonomia Eseguito dal cliente con supporto di specialisti ABB Eseguito da specialisti ABB Schede Tecniche Studio di Fattibilità

14 L approccio globale ABB per l Efficienza Energetica Un analisi integrata con il sistema di gestione per l energia Energy Audit Check-Up Flash Audit Feasibility Study 0,5-1 gg 2-5 gg 10 - gg (dipendente dalla complessità del sito) Programma di Miglioramento Progettazione Installazione Verifica Design Implementazione Follow-Up e monitoraggio ACT PLAN Definizione Politica Energetica CHECK DO Sistema di Gestione per l Energia ISO Svolto dall azienda cliente in autonomia Svolto dall azienda cliente con supporto di specialisti ABB Svolto da specialisti ABB

15 Gli strumenti Una Piattaforma on-line a supporto delle decisioni Allo scopo di rendere più accessibili e standardizzate le attività di audit e di consentire agli interessati di valutare anche in autonomia la propria realtà di riferimento, ABB ha sviluppato una piattaforma web che offre percorsi guidati per l esecuzione degli audit e indirizza il cliente verso le decisioni più adeguate da adottare in materia di efficienza energetica. L accesso alla piattaforma è completamente anonimo e protetto da privacy. Solo l azienda che effettua l accesso sarà in grado di riconoscersi attraverso un codice di autenticazione. Grazie alla piattaforma è possibile: Svolgere un valutazione generale della propria realtà, ottenendo un report personalizzato Analizzare aree di maggior interesse (buildings, utilities, aree produttive, aree logistiche, aree scoperte / coperte..) Simulare e validare scelte progettuali prima della loro implementazione Accedere a percorsi prestabiliti di supporto alle decisioni inerenti particolari scelte tecnologiche Storicizzare i risultati e analizzare il piano di miglioramento

16 Gli strumenti Portale di accesso alla piattaforma internet energyefficiency

17 Agenda Concetti e definizioni di efficienza energetica Scenario di riferimento Approccio globale ABB: le metodologie di analisi Esempi di soluzioni ABB per l efficienza energetica cpmplus Energy Manager ROI

18 Panoramica generale dei prodotti ABB External Power Grid Local Electrical Network and CoGen Manufacturing Operations Process Automation Hardware

19 Esempi di casi applicativi Cogenerazione con motore a gas naturale La semplificazione impiantistica associata a questa soluzione consente di ottenere benefici sia in termini gestionali (un solo impianto integrato) che di riduzione dei costi diretti legati ai vettori energetici. PRODOTTI SISTEMI ORGANIZZAZIONE (EnMS) TECNOLOGIA PROCESSO AFFIDABILITA (RAMs) CONTRATTI INDUSTRIALE LAMINATOI UTILITY Pay-back < 18 mesi % Efficienza > 50 % (a parità di energia utile prodotta)

20 Esempi di casi applicativi Banco di rifasamento Nelle utenze industriali, la maggior parte dei carichi è costituita da motori e trasformatori che generano un campo magnetico che sfasa tensione e corrente con produzione di potenza reattiva, non utilizzabile. L installazione di specifici banchi di rifasamento permette una riduzione economica significativa delle spese energetiche. PRODOTTI SISTEMI ORGANIZZAZIONE (EnMS) TECNOLOGIA PROCESSO AFFIDABILITA (RAMs) CONTRATTI INDUSTRIALE IMPIANTISTICA AREA PROD. COPERTA Pay-back < 6 mesi % Efficienza > 15 %

21 Esempi di casi applicativi Riduzione delle perdite d aria In quei contesti produttivi nei quali il servizio principale è costituito da aria, il monitoraggio delle perdite lungo tutta la distribuzione è ottenibile con interventi molto puntuali a cui possono corrispondere guadagni di efficienza significativi. PRODOTTI SISTEMI ORGANIZZAZIONE (EnMS) TECNOLOGIA PROCESSO AFFIDABILITA (RAMs) CONTRATTI INDUSTRIALE PETROLCHIMICO UTILITY Pay-back < 8 mesi % Efficienza > 8 %

22 Esempi di casi applicativi Affidabilità dei componenti Una bassa affidabilità e manutenibilità degli equipment comporta una loro scarsa disponibilità con conseguenti improduttività a fronte comunque di costi fissi. A componenti meccanici operanti al di fuori delle loro tolleranze di montaggio possono corrispondere variazioni nei corrispondenti carichi elettrici. PRODOTTI SISTEMI ORGANIZZAZIONE (EnMS) TECNOLOGIA PROCESSO AFFIDABILITA (RAMs) CONTRATTI INDUSTRIALE METALLURGICO UTILITY Pay-back < 18 mesi % Efficienza > 15 %

23 Agenda Concetti e definizioni di efficienza energetica Scenario di riferimento Approccio globale ABB: le metodologie di analisi Esempi di soluzioni ABB per l efficienza energetica cpmplus Energy Manager ROI

24 cpmplus Energy Manager è Una Suite software che consente di: Benefici Stabilire degli obiettivi di consumo energetico Monitorare e consuntivare il consumo energetico e l efficienza con riferimento agli obiettivi Prevedere la domanda di energia sulla base di dati di produzione Equilibrare il consumo di energia a fronte dell'impegno di energia acquistata Ottimizzare l'utilizzo di energia, produzione e approvvigionamento Migliorare l'efficienza energetica, ridurre i costi energetici e le emissioni di anidride carbonica (2-5%) Acquistare o produrre l'energia al minor prezzo di mercato Ottimizzare l'utilizzo delle fonti energetiche alternative Aumentare la consapevolezza dei costi energetici Sostenere progetti di miglioramento dell'efficienza energetica cpmplus Energy Manager is winner of the 2010 Control Engineering Engineers Choice Award for best software package in the Energy Dashboard category

25 cpmplus Energy Manager è un prodotto modulare

26 Real Time Database Il sistema raccoglie i valori attuali delle variabili misurate e calcolate e li registra in un current history file in un formato compresso Gli utenti possono esaminare retrospettivamente valori correnti registrati specificando il grado di precisione Il sistema genera e memorizza vari aggregati dei valori delle variabili in intervalli di tempo configurabili

27 Automatizzazione della gestione dell energia Programma di Produzione Prezzo dell Energia Capacità dell Impianto cpmplus Energy Manager Dati in tempo reale Ordini di esecuzione Potenza richiesta cpmplus Expert Optimizer Setpoint ottimizzati Combustibile Load Shedding

28 Esempio 1 Ridurre i costi attraverso il monitoraggio dell efficienza energetica Strumenti visivi configurabili dall'utente per il monitoraggio, l individuazione degli obiettivi e le analisi Individuazione immediata di KPI rilevanti Chiara indicazione del potenziale di risparmio e delle opportunità perdute Rapido accesso ai dettagli Un risparmio del 10% -15% può essere ottenuto semplicemente rendendo visibili in tempo reale il consumo di energia e il risparmio potenziale

29 Esempio 1 Diminuire i costi attraverso il monitoraggio dell efficienza energetica ABB Group 7 novembre 2011 Slide 29

30 Esempio 2 Minimizzare i costi di acquisto di energia elettrica Essere in grado di prevedere con precisione il consumo di energia elettrica sulla base di dati in tempo reale Prevedere consumi energetici sulla base di piani di produzione imputabili direttamente da sistemi di programmazione della produzione Piani più precisi di acquisto dell energia riducono il rischio di penali Un incremento del 10% nell accuratezza dei piani di acquisto dell energia comporta un risparmio di costo del 1%

31 Esempio 3 Ottimizzare acquisto e consumo di energia elettrica Ottimizzare approvvigionamento e generazione sulla base di piani di consumo Ottimizzare il consumo non utilizzando le ore di punta se la capacità di stoccaggio intermedio lo consente Minimizzare i costi operativi e di start-up Confrontare diversi scenari, e aggiustare manualmente il piano di consumo Fornisce supporto alle decisioni per gli utenti o invia automaticamente i set point per il sistema di controllo avanzato o per il DCS L ottimizzazione consente di ottenere dal 2% al 5% di risparmi aggiuntivi

32 Ridurre i costi utilizzando cpmplus Energy Manager Elemento chiave nel programma di gestione energetica Prevedere programmi accurati di energia Costi più bassi, minori penalità Gestire la variazione del prezzo dell energia Allocare consumo e produzione di energia Utilizzare diverse sorgenti opzionali di energia Utilizzare le fonti / tipi di combustibile e i contratti di acquisto di energia più convenienti Monitorare l efficienza Stabilire obiettivi, monitorare l'efficienza energetica - migliorare il processo decisionale in tempo reale Assegnare i costi ai centri di produzione Contabilità dei costi per la distribuzione dell energia all interno dell azienda Consapevolezza dei costi Riconciliazione della bolletta energetica

33 cpmplus Energy Manager: principali referenze Installazioni a livello di stabilimento e corporate Soluzione collaudata con referenze in Industrie Cartarie Acciaierie Fonderie Power utilities Raffinerie di Petrolio Trattamento Acque Installazioni a livello corporate UPM-Kymmene Mayr-Melnholf Public Works and Government Services Canada ABB Group 7 novembre 2011 Slide 33

34 UPM Energy Management a livello corporate Rete di energy management a livello corporate 20 TWh/y di acquisto totale di energia 18 sistemi di stabilimento e due corporate centers UPM-Kymmene è la terza più grande azienda del settore forestale nel mondo, e leader nella produzione di carta per riviste Approvvigionamento energetico e pianificazione della produzione, monitoraggio in tempo reale e reportistica a livello di singolo stabilimento e a livello aziendale Riduzione delle emissioni di CO2 e di SO2 Tempo di ritorno degli investimenti ~ mesi ABB Group 7 novembre 2011 Slide 34

35 Contatti ABB Un team di esperti a vostra disposizione

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