COME IMPOSTARE EFFICACEMENTE LA GESTIONE ENERGETICA DI UNA UNITÀ PRODUTTIVA

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1 COME IMPOSTARE EFFICACEMENTE LA GESTIONE ENERGETICA DI UNA UNITÀ PRODUTTIVA Prof.ing. Giovanni Petrecca Professore Ordinario di Energetica Elettrica UNIVERSITÀ DI PAVIA CSE srl CSE SRL VIA RIVIERA, PAVIA TEL FAX www. cseit.it e.mail 0 Come impostare efficacemente la Gestione Energetica delle unità produttive 1. Audit e Contabilità Energetica 2. I consumi energetici nelle diverse tipologie: residenziale, terziario, industriale: quali sono i relativi modelli energetici 3. I benefici e le criticità dei possibili interventi di risparmio energetico strutturali impiantistici gestionali 4. Analisi di alcuni esempi pratici: un ospedale, un centro commerciale 1

2 GESTIONE ENERGETICA E AUDIT ENERGETICO l Audit aziendale è uno strumento preliminare a qualsiasi intervento di gestione dell energia. L Audit può riguardare tutte o in parte le fasi di attività: gestione del personale e relativi servizi gestione dei processi operativi gestione servizi tecnici gestione normativa tecnica (ambiente sicurezza, etc.) gestione dell energia 2 L Audit energetico è una fase preliminare ma essenziale per la riuscita dell intero progetto di gestione dell energia. Obiettivi: ricostruire i modelli energetici a livello di unità produttiva, reparto, centro di costo individuare le aree critiche e i relativi costi operativi individuare i possibili interventi quantificare costi e benefici verificare la compatibilità con le strutture aziendali e l accettabilità degli interventi fissare in modo chiaro una situazione di riferimento 3

3 L Audit energetico deve consentire un confronto con altre strutture simili. Grazie ad indicatori di prestazione energetica che devono essere opportunamente individuati e confrontati tra di loro. L audit energetico si integra con la certificazione energetica degli edifici in quanto costituisce una attività di verifica periodica dell intera gestione energetica dell unità produttiva e delle attività che vi si svolgono e consente un controllo continuo nel tempo delle prestazioni energetiche. 4 PROBLEMI L Audit deve essere svolto da persone o società con elevata competenza professionale e con disponibilità di dati storici di riferimento L Audit deve avere pochi margini di incertezza, in quanto costituisce la base per lo sviluppo delle attività di gestione 5

4 ASPETTI ESAMINATI DURANTE L AUDIT ENERGETICO energia, acqua ambiente (correlato all energia) utilizzo degli impianti livello di preparazione e coinvolgimento del personale nelle attività aziendali 6 COME SVILUPPARE L AUDIT Alla base di un audit energia ambiente impianti è la schematizzazione dell unità produttiva e delle relative attività in blocchi funzionali e l individuazione dei flussi di massa ed energia 7

5 UTILIZZATORI DELL EDIFICIO ENERGIA elettrica metano olio acqua CABINE ELETTRICHE IMPIANTI DI SERVIZIO IMPIANTI COGEN. pompe Compressori frigoriferi IMPIANTI DI PROCESSO condizionamento EDIFICI UTILIZZATORI E SERVIZI illuminazione CENTRALI TERMICHE altro. ALTRO RECUPERO DI RIFIUTI ED ENERGIA 8 DATI DA ESAMINARE dati generali dell unità produttiva secondo una scheda informativa da predisporre in anticipo pianta dell unità produttiva descrizione delle attività che vengono svolte nell unità produttiva dati di sintesi annuali su consumi energetici, acqua e produzione Elenco delle apparecchiature e delle loro caratteristiche tecniche, delle modalità di utilizzo Eventuali misure disponibili (rendimenti caldaie, misure su flussi vapore, acqua, energia elettrica, altro) organigramma aziendale procedure di manutenzione certificazioni impianti elettrici (Legge 46/90) 9

6 verifiche impianti di messa a terra documenti V.V.F.F. (certificato prevenzione incendi o nullaosta provvisorio) autorizzazioni apparecchi a pressione e mezzi di sollevamento piano di emergenza/pronto soccorso 10 RAPPORTO DI AUDIT È così costituito: raccolta dei dati triennali ripartizione dei consumi e dei costi studio dei possibili interventi 11

7 In particolare, il rapporto di audit deve evidenziare i possibili interventi di riduzione dei costi operativi, ossia: riduzione dei costi e consumi energetici riduzione dei costi ambientali costi evitati (infrazioni alle normative, riduzioni costi assicurativi, etc.) 12 INDICE DI UN RAPPORTO DI AUDIT 1. SINTESI DEI DATI ANNUALI Sintesi dei consumi e costi energetici annuali (energia elettrica, energia termica, acqua) Andamenti dei consumi e costi energetici annuali Sintesi dei dati di produzione annuale Incidenza dei costi energetici sul fatturato Ripartizione dell energia per tipo di utilizzo Sintesi dei consumi e costi totali per unità di riferimento Sintesi dei consumi e costi specifici per unità di riferimento Confronto con valori medi di consumo specifico del settore 13

8 2. ANALISI DELLA FORNITURA DI ENERGIA Analisi fornitura di energia elettrica Analisi forniture di energia termica Analisi forniture di acqua 3. MODELLO ENERGETICO Descrizione delle attività Descrizione delle centrali e delle apparecchiature di servizio (centrale termica, centrale frigorifera, etc.) Modelli energetici e attribuzione dei consumi energetici ai reparti Verifica del modello energetico a livello globale Attribuzione dei consumi energetici ai prodotti/servizi 4. ANALISI DEI POSSIBILI INTERVENTI Interventi proposti 5. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE 14 I MODELLI ENERGETICI I modelli energetici di una unità produttiva devono essere costruiti per ogni flusso energetico principale: energia elettrica, combustibile (metano, altro), acqua: devono essere classificate e codificate le apparecchiature afferenti alle diverse utenze (condizionamento, illuminazione, macchinario di processo, etc.) ed ai relativi centri di costo; per ogni apparecchiatura devono essere individuate le potenze installate, i fattori di carico, le potenze assorbite, le ore di utilizzo e quindi calcolati i consumi (MWh/anno, Sm 3 /anno, m 3 acqua/anno; devono essere confrontati criticamente i consumi di energia elettrica, di metano e di acqua per ogni apparecchiatura e utenza; Devono essere individuati degli indicatori di prestazione energetica, da controllare periodicamente. 15

9 GLI INTERVENTI DI RISPARMIO ENERGETICO Gli interventi i riguardano le aree di processo e quelle dei servizi. Per ogni intervento deve essere verificata la compatibilità con e strutture aziendali (impianti e personale): ad ogni proposta di intervento deve seguire uno studio di dettaglio e la progettazione degli interventi deve essere altresì avviato un piano di formazione e sensibilizzazione del personale, per garantire nel tempo il successo del progetto deve inoltre essere predisposto un piano di verifiche periodiche (tipo verifiche ispettive) e di audit specifici per controllare l evoluzione del progetto 16 ESEMPI PRATICI Ospedale Consumo energia elettrica: 12,3 GWh/anno Consumo energia termica (metano): Sm 3 /anno Consumo di acqua: m 3 /anno Volume lordo: m 3 Superficie lorda: m 2 Posti letto: 600 Indicatori di prestazione Energia elettrica: Metano: Acqua: kwh/posto letto Sm 3 /posto letto 500 m 3 /posto letto 17

10 Modelli energetici modello elettrico - sintesi Tab TOTALE 2.005,5 kwass ,7 MWh/anno MODELLO ELETTRICO Ospedale SINTESI PER USO kwinst %car. kwass h/d d/anno h/anno MWh/anno rip. % % ,0% USO kwinst %car. kwass h/d d/anno h/anno MWh/anno rip. % MED % ,7 12,4% CDZ % ,6 24,9% HVAC % ,0 5,0% TER % ,8 2,4% ACO 39 35% ,1 1,0% VAC 5 35% ,9 0,1% ILLI % ,3 32,5% ILLE 18 64% ,0 0,3% UFF 70 57% ,7 2,8% MEN 65 28% ,4 1,3% SERV % ,5 13,0% LOSS ,6 4,3% LEGENDA ACO aria compressa MED utenze mediche CDZ condizionamento (produzione freddo) MEN mensa HVAC unità di trattamento aria (raffrescamento, riscaldamento) SERV servizi (ascensori, servizi acqua ) ILLE illuminazione esterna TER utenze termiche (pompe, centrale termica, sottocentrali ) ILLI illuminazione interna UFF uffici LOSS perdite VAC produzione vuoto 18 Modelli energetici - modello termico - produzione vapore Tab A TOTALE 3.549,9 kwass ,3 GJ/anno MODELLO TERMICO Ospedale PRODUZIONE VAPORE ENT. DESCRIZIONE REPARTO USO fluido n. kwuninst kwinst %car. kwresi h/d d/anno h/anno GJ/anno Sm 3 /anno rip. % 1 caldaia vapore CT VAP vapore % ,0% 2 caldaia vapore CT VAP vapore % ,0% 3 caldaia vapore CT VAP vapore % ,0% 4 cucina mensa cucina SERV fiamma % ,1% 5 camera mortuaria cam SERV HW % ,4% TOTALE % % legenda: CT centrale termica SERV servizi vari VAP produzione vapore HW acqua calda consumo metano Sm 3 /anno potere calorifico kj/sm 3 rendimento CT metano 89,4% 19

11 Tab TOTALE kwass MODELLO TERMICO GJ/anno Ospedale UTILIZZI - SINTESI PER REPARTO UTENZE VAPORE Sm 3 /anno REPARTO kwinst %car. kwass h/d d/anno h/anno GJ/anno Sm 3 /anno rip. % Modelli energetici modello termico Sintesi utenze vapore 1 pad % ,4% 2 pad % ,8% 3 pad % ,1% 4 pad % ,1% 5 pad % ,6% 6 pad % ,3% 7 pad % ,0% 8 pad % ,4% 9 pad 116 7% ,2% 10 pad % ,9% 11 pad % ,6% 12 pad % ,2% 13 pad % ,0% cucina % ,8% magaz % ,4% cam % ,3% convento 336 7% ,6% CT % ,8% ospedale % ,4% TOTALE % ,0% 20 Modelli energetici modello termico Sintesi utenze vapore Tab TOTALE kwass MODELLO TERMICO Ospedale GJ/anno UTILIZZI - SINTESI PER REPARTO USO Sm 3 /anno USO kwinst %car. kwass h/d d/anno h/anno GJ/anno Sm 3 /anno rip. % RISC % ,70% CDZ % ,40% SAN % ,09% VAP % ,20% HW % ,34% SERV % ,97% LOSS % ,29% TOTALE % ,0% LEGENDA RISC riscaldamento VAP vapore diretto HW acqua calda CDZ condizionamento (postriscaldamento) SERV servizi (mensa, uso diretto metano ) SAN uso sanitario LOSS perdite CT, autoconsumi e perdite distribuzione 21

12 Modelli energetici modello delle acque Tab TOTALE 37,7 m 3 /h m 3 /anno acquedotto 37,7 m 3 /h MODELLO ACQUE Ospedale m 3 /anno ENT. DESCRIZIONE m 3 /h %car. m 3 /h h/d d/anno h/anno m 3 /anno rip. % 1 acqua calda sanitaria 6,29 100% 6, ,7% 2 acqua fredda sanitaria 5,13 100% 5, ,6% 3 acqua mensa 9,57 100% 9, ,4% 4 acqua irrigazione giardini 2,57 100% 2, ,8% 5 acqua non attribuita 14,15 100% 14, ,5% TOTALE 37,7 37, % 22 INTERVENTI PROPOSTI RIDUZIONE DEI CONSUMI DI ENERGIA ELETTRICA INTERVENTO TIPO DI INVESTIMENTO RISPARMIO PAYBACK RIDUZIONE descrizione INTERVENTO /anno anno MWh/anno MODIFICA CONFIGURAZIONE impiantistico ,6 - RETE DISTRIBUZIONE ELETTRICA RIFASAMENTO CABINA impiantistico ,2 3,5 RIDUZIONE DELLA PERCENTUALE DI CARICO TRAFO gestionale NS 605 NS 6,3 ILLUMINAZIONE AD ALTA impiantistico ,2 841,4 EFFICIENZA CONDIZIONAMENTO FREE- impiantistico ,3 344,4 COOLING RETE VUOTO E RETE ARIA impiantistico/ NQ NQ 48,6 COMPRESSA gestionale TOTALE RISPARMI NQ= Non Quantificabile con i dati disponibili. NS= Non Significativo Prezzo energia= 0,11 /kwh 23

13 INTERVENTI PROPOSTI RIDUZIONE DEI CONSUMI DI METANO INTERVENTO TIPO DI INVESTIMENTO RISPARMIO PAYBACK RIDUZIONE descrizione INTERVENTO /anno anno Sm 3 /anno CENTRALE TERMICA impiantistico/ NQ NQ ,7 MIGLIORAMENTO DEI RENDIMENTI gestionale RITORNO CONDENSE impiantistico/ NQ NQ ,9 gestionale IMPIANTO DEMINERALIZZAZIONE impiantistico NQ NQ - RECUPERO CALORE DAI GRUPPI impiantistico , ,4 FRIGO COIBENTAZIONE TUBAZIONI CALDE E impiantistico , ,4 FREDDE SOSTITUZIONE INFISSI impiantistico NQ NQ ,9 TOTALE RISPARMI NQ= Non Quantificabile con i dati disponibili. NS= Non Significativo prezzo energia= 0,6 /Sm 3 24 INTERVENTI PROPOSTI RIDUZIONE DEI CONSUMI DI ACQUA INTERVENTO TIPO DI INVESTIMENTORISPARMIO PAYBACK acqua descrizione INTERVENTO /anno anno m 3 /anno RIDUZIONE CONSUMI ACQUA gestionale NQ NQ NQ RIDUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI INTERVENTO TIPO DI INVESTIMENTORISPARMIO PAYBACK energia elettrica metano descrizione INTERVENTO /anno anno MWh/anno Sm 3 /anno SUPERVISIONE E CONTABILIZZAZIONE ENERGETICA impiantistico ,

14 LA CONTABILITÀ ENERGETICA La contabilità energetica è lo strumento di controllo degli indicatori di prestazione energetica con riferimento alla volumetria o superficie dell unità produttiva, ai posti letto di un ospedale, al numero di utenti del servizio, etc. La contabilità energetica è lo strumento di controllo dei risultati raggiunti grazie a interventi di risparmio energetico e/o di razionalizzazione dei consumi. 26