Consumi Energetici nelle aziende: Conoscenza Razionalizzazione Interventi di Efficientamento Monitoraggio Continuo

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1 Consumi Energetici nelle aziende: Conoscenza Razionalizzazione Interventi di Efficientamento Monitoraggio Continuo GREEN ENERGY PLUS S.R.L. Via della Ricerca Scientifica snc c/o Parco Scientifico Romano Palazzina Spinover - Edificio PP Roma P.IVA: Tel Fax info@energyplus.it web: ID SKYPE: greenenergy.plus

2 Quadro introduttivo Il progetto che si vuole proporre prevede l utilizzo di una metodologia che è stata sviluppata in ambito universitario come strumento di supporto per l analisi delle prestazioni energetiche delle aziende nel loro complesso e delle varie utenze presenti. Tradizionalmente nei vari settori produttivi, l energia è considerata un costo, una bolletta da pagare e una spesa da tenere sotto controllo: il costo energetico non viene ancora del tutto percepito in fase amministrativa e considerato passivamente nelle fasi dei pagamenti. La spesa energetica viene intesa sempre come necessaria e tale concezione è supportata dal ragionamento per cui se si consuma vuol dire che si produce e se si produce tutte le spese sono coperte. È importante invece sottolineare che proprio alla luce delle più recenti vicende economiche mondiali, diventa sempre più pressante l esigenza di attività integrate di gestione energetica: le motivazioni che dovrebbero spingere maggiormente all attuazione di sistemi di gestione dell energia sono essenzialmente legate all aumento dei costi di approvvigionamento dell energia, ai vincoli legislativi in materia energetica e ai numerosi incentivi economici e finanziari che si sono sviluppati nel corso degli ultimi anni. In merito ai risparmi economici e di consumi conseguibili, si può sottolineare come tutte le esperienze fatte in questo campo hanno dimostrato che una corretta strategia di valutazione e gestione della filiera energetica all interno dell organizzazione (approvvigionamento, trasformazione e utilizzo) può portare a risparmi che possono 2

3 andare dal 10 al 40 % della bolletta energetica (a seconda del livello di maturità in materia dell azienda). Per quanto riguarda gli aspetti normativi invece, possiamo ricordare che alla fine del 2006, l UE si è impegnata a tagliare i consumi annuali di energia primaria del 20 % entro il Per supportare il raggiungimento di questo obiettivo, sta lavorando per indurre i decisori a definire standard minimi di efficienza energetica e regole per l etichettatura di prodotti, servizi ed infrastrutture. Queste direttive richiedono che i produttori che dispongono di più impianti eseguano interventi di ottimizzazione non solo all interno di un singolo impianto, ma anche su tutta la rete internazionale di produttori e fornitori. Inoltre i produttori devono gestire meglio l energia utilizzata nei propri processi produttivi e prepararsi alla possibilità dell introduzione della carbon labelling (etichettatura in base all impronta di carbonio) e di altre misurazioni finite dell utilizzo dell energia a livello di singola unità di prodotto. Ultimo aspetto è quello relativo agli incentivi di cui un impresa virtuosa in termini di consumi energetici può usufruire: un esempio su tutti è quello della legislazione sulle emissioni con, ad esempio, il sistema basato sui permessi di emissione negoziabili (i cosiddetti cap and trade), che viene ad aggiungersi alle numerose ragioni che sollecitano una maggiore attenzione per la gestione energetica. Altre notevoli opportunità provengono poi dalle diverse tipologie di certificazioni ottenibili, ad esempio quelle nel campo dell adozione di un sistema di Energy Management (UNI EN 16001:2009 o EMAS) o che ratificano l adozione delle Migliori Tecniche Disponibili per la riduzione dei consumi energetici e dell'impatto ambientale (certificazione IPPC). 3

4 Alla luce di tutte queste considerazioni emerge chiaramente che gli investimenti in programmi di efficienza si stanno trasformando da attraente opportunità a necessità assoluta. In questo contesto si colloca il lavoro che si vuole proporre in cui, in particolare, vengono presi in considerazione diversi aspetti che caratterizzano le prestazioni energetiche di un azienda e i costi ad esse connessi, che vanno dalle caratteristiche generali di impiego dell energia e dei modi produttivi alle forme contrattuali adottate con i fornitori di energia. Gli aspetti più interessanti in termini di risultati ottenibili dall applicazione del metodo che si vuole proporre sono essenzialmente la possibilità effettuare un analisi approfondita dei consumi energetici dell impianto industriale in ogni suo aspetto e una modellazione dei consumi anche a partire da situazioni di scarsità dei dati a disposizione (situazione molto frequente in quanto la spesa energetica non viene quasi mai gestita in modo organico): in altri termini si adotta un processo di analisi strutturato in più livelli in grado di individuare problematiche e anomalie anche con un attività di indagine poco dettagliata e con poche informazioni a disposizione. 4

5 Proposta d intervento Scendendo nel dettaglio, le varie fasi del lavoro possono essere così articolate: a) Analisi ed organizzazione dei dati di consumo Raccolta dati e fase di diagnosi energetica attraverso l utilizzo di check list e matrici decisionali: registrazione degli andamenti dei consumi di elettricità e termici, valutando ogni forma di approvvigionamento utilizzata (anche fonti rinnovabili, se presenti), individuazione del processo produttivo e registrazione dell andamento della produzione, tenendo conto delle diverse unità produttive presenti. L attività comprende: la raccolta ed analisi dei dati esistenti (ultimi mesi) sulle fonti energetiche approvvigionate dall impianto e di eventuali dati disponibili sui maggiori centri di consumo (bollette, dati provenienti da sub-contatori o precedenti studi, ecc.); la valutazione delle informazioni relative a tariffe e contratti di fornitura, anche attraverso l interfacciamento diretto con il fornitore. I dati raccolti verranno elaborati tramite strumenti software per: rappresentazione grafica dei dati disponibili, allo scopo di fornire un quadro preliminare delle dinamiche di consumo dell impianto; in tale fase sarà 5

6 individuato un primo modello di consumo (prevalentemente in funzione della produzione se sono disponibili i dati); rappresentazione tramite diagrammi a torta ed interpretazione preliminare degli utilizzi/costi energetici per tipo di fonte e fasce orarie in modo da ottenere una visione generale dei costi energetici sostenuti dall azienda e dell adeguatezza dei contratti di fornitura, utile per una prima stima dei margini di miglioramento e per indirizzare l analisi in maniera efficace. b) Analisi energetica dello stabilimento Questa fase prevede la raccolta, tramite interviste, e l organizzazione delle informazioni di alto livello per la caratterizzazione del sito come il layout, la lista dell equipment che influenza i consumi energetici in maniera significativa, i fattori che possono influenzare i consumi come dati climatici, orario di apertura impianto, volumi produttivi e gamma di prodotti, ecc. Verrà inoltre effettuata una mappatura degli strumenti di misura esistenti per la misura dei diversi vettori energetici presenti all interno dello stabilimento. La fase è finalizzata all esame sistematico delle diverse tipologie di sotto-sistemi utilizzatori di energia presenti all interno dello stabilimento (fabbricati, caldaia e impianto di distribuzione del vapore, impianto HVAC, impianto elettrico, impianto di illuminazione, impianto di distribuzione dell acqua calda, impianto di produzione e distribuzione dell aria compressa, linee di produzione, ecc.). In questa fase possono essere organizzate specifiche campagne di misura in accordo con il cliente. 6

7 c) Creazione dei modelli di consumo dell impianto attraverso l utilizzo di tecniche di regressione (individuazione Energy Driver) Individuazione degli Energy Driver che permettano la caratterizzazione dei consumi e la determinazione attraverso tecniche statistiche di creare un modello di previsione dei consumi per l impianto produttivo: analisi dell andamento temporale dei dati per evidenziare trend, comportamenti stagionali, condizioni di picco, e, in base al dettaglio dei dati ottenuti, ottenere indizi sull importanza relativa delle diverse tipologie di macroutilizzatori (processi produttivi, riscaldamento/raffreddamento, illuminazione, ecc.); utilizzo del modello per mettere in controllo i consumi nel tempo (individuazione di variazioni nel tempo del modo di consumo dell impianto) e prevedere gli andamenti futuri; individuazione delle caratteristiche critiche del consumo e delle inefficienze, delle aree più promettenti su cui focalizzare l attenzione e dei sottosistemi che meritano uno studio più dettagliato. d) Proposta di soluzioni ed interventi: valutazioni tecniche ed economiche A partire dal quadro generale e dall analisi delle informazioni raccolte durante le interviste sul campo verranno individuate per ciascun sottosistema analizzato le 7

8 principali opportunità di efficientamento energetico. In particolare tali opportunità verranno suddivise tra interventi di natura gestionale (che richiedono di modificare le modalità operative normalmente utilizzate) e interventi di natura strutturale (che richiedono modifiche impiantistiche di differente entità). Inoltre verrà effettuata una valutazione preliminare delle potenzialità dello stabilimento in termini di utilizzo di fonti di energia rinnovabile (solare termico, fotovoltaico, eolico, riutilizzo di scarti della produzione): interventi a costo zero (risparmi già tra il 5 e il 10 %). Eliminazione delle cattive gestioni al livello di impianti e di singoli utilizzatori e definizione delle buone pratiche di utilizzo e manutenzione di impianti e utilizzatori; interventi a livello tariffario e di organizzazione dei consumi. Verifica ed ottimizzazione delle tipologie di contratto presenti tramite un interfaccia diretta con i fornitori; interventi di efficientamento strutturali. Definizione degli interventi a seconda delle criticità emerse e loro verifica attraverso delle valutazioni di convenienza economica ed energetica: ottimizzazione di sistemi di autoproduzione dell energia esistenti, valutazione dell introduzione di sistemi di autoproduzione e di tecnologie ad alta efficienza energetica. 8

9 e) Progettazione e sviluppo di sistemi di monitoraggio e controllo real-time dei consumi energetici Definizione della collocazione ottimale dei contatori energetici per la predisposizione di un sistema di monitoraggio dei consumi che sia efficace (permetta di cogliere le principali opportunità di risparmio energetico) ed efficiente (che utilizzi un numero limitato di punti di misura). Sviluppo a partire dai dati acquisiti di modelli matematici per la previsione ed il controllo dei consumi rilevati sui punti di misura. Segnalazione in tempo reale di eventuali anomalie con impatto significativo sui consumi energetici. L introduzione del sistema di controllo consente una riduzione sensibile dei consumi per effetto di una maggiore conoscenza del funzionamento dei sottosistemi più energivori, dell individuazione delle condizioni ottimali di funzionamento dal punto di vista energetico e dal loro mantenimento nel tempo grazie al monitoraggio anche in tempo reale. Non vanno inoltre trascurati gli immediati effetti di riduzione dei consumi dovuti allo sviluppo di una maggiore sensibilità al problema energetico. f) Progettazione ed erogazione di percorsi formativi sui temi dell efficientamento energetico Per i temi illustrati ai punti precedenti è offerta piena assistenza nell individuazione e nel soddisfacimento dei fabbisogni formativi del personale aziendale coinvolto nelle attività di miglioramento dell efficienza energetica (Energy manager, Responsabili delle 9

10 Utilities/Facilities di stabilimento, Responsabili di produzione, ecc.). Le attività formative possono comprendere lezioni in aula, a distanza e simulazione di casi reali. g) Sviluppo di sistemi di energia, anche conformi alla norma UNI EN 16001:2009 Introduzione in azienda di un sistema di gestione dell energia che comprenda la definizione della politica aziendale, la definizione periodica di obiettivi, la pianificazione di attività e responsabilità per il loro raggiungimento, il controllo nel tempo dei risultati per favorire il miglioramento continuo dell efficienza energetica. Possibilità di ottenere anche una certificazione di parte terza del sistema di gestione creato attraverso la recentissima introduzione dello standard europeo UNI EN 16001:

11 Schema delle fasi della proposta d intervento Analisi ed organizzazione dei dati di consumo: acquisizione dati storici di consumo; acquisizione dati storici di produzione e delle caratteristiche di funzionamento dell impianto; valutazione tariffe e fornitori; report preliminare dei dati acquisiti per una stima dei margini di miglioramento dell impianto. a) Analisi energetica dello stabilimento b) Creazione dei modelli di consumo dell impianto attraverso l utilizzo di tecniche di regressione (individuazione Energy Driver). Proposta di soluzioni ed interventi: valutazioni tecniche ed economiche. Interventi a costo zero ; interventi a livello tariffario e di organizzazione dei consumi; interventi di efficientamento strutturali. Progettazione e sviluppo di sistemi di monitoraggio e controllo real-time dei consumi energetici c) d) e) Progettazione ed erogazione di percorsi formativi sui temi dell efficientamento energetico f) Sviluppo di sistemi di energia, anche conformi alla norma UNI EN 16001:2009. g) 11

12 Note Con riferimento al presente documento, l azienda si impegna a proteggere le informazioni (tecniche, metodologie, dati, idee, progetti) in esso riportate e ad utilizzare tali informazioni esclusivamente al fine di adempiere agli obblighi del documento stesso. 12