L’audit energetico Matteo Locati Certiquality S.r.l. Rastignano (BO) 19 dicembre 2006 Monitorare l’efficienza energetica Attuali esigenze relative all’utilizzo razionale dell’energia: - ottimizzare i consumi (es. attraverso modifiche di processi produttivi) - ottimizzare i consumi attraverso adozione di tecnologie innovative - valutare benefici e vantaggi di una eventuale autoproduzione di energia elettrica - ridurre l’impatto ambientale prodotto dalle emissioni di CO2 connesse alle attività di produzione di energia termoelettrica - ottenere un riconoscimento di parte terza (certificazione) A seguito di uno specifico progetto pilota voluto da Assolombarda, Certiquality, in partnership con Assoutility, ha sviluppato e applicato, in differenti settori merceologici, una metodologia di verifica che consente, mediante attività di audit energetico, di focalizzare l’attenzione sui processi aziendali più critici dal punto di vista degli utilizzi dell’energia. possedere una base di informazioni Il percorso concettuale sviluppare considerazioni tecnico - economiche orientare gli sforzi e gli investimenti 1. Assessment di efficienza energetica (audit) Le fasi 2. Progettazione degli interventi Azienda 3. Esecuzione degli interventi Azienda 4. Verifica dei miglioramenti conseguiti Attività di audit energetico in ambito industriale a. Valutazione degli utilizzi energetici Consiste nell’individuare, tenendo conto delle specificità del settore, le problematiche energetiche dell’unità operativa. E’ svolta mediante analisi documentale di schemi tecnici e documentazione descrittiva dei processi. E’ preliminare alla verifica in campo. ANALISI ENERGETICA INIZIALE - QUESTIONARIO PRELIMINARE 1 2 3 4 5 6 8 Potenza elettrica impegnata. Consumi orari elettricità (biennio precedente) - analisi ciclicità (giorno, settimana, stagione). Consumi di gas (possibilmente su base oraria). Consumi di altri combustibili (possibilmente su base oraria). Planimetria/layout dello stabilimento con ubicazione degli allacciamenti esterni. Schema elettrico unifilare generale con riportati: -allacciamento alla rete del distributore -eventuali gruppi di continuità -quadri di smistamento della potenza (metal cled, power center, QMM) -quadri di rifasamento (in caso di indisponibilità dello schema reperire informazioni sui sopra citati componenti). P&ID (Piping & Instrumentation Diagram) distribuzione vapore con riportati (fra l'altro): -strumentazione -apparecchiature (scambiatori, pompe, filtri, accumulatori ecc.) -tubazioni e valvole -regolatori e interblocchi -linee con indicazione delle caratteristiche dei fluidi (temperatura, pressione, portata) -dati di targa dei generatori di vapore -portate e pressioni linee di distribuzione -accumuli e scambiatori Qualora il P&ID non riporti i dati di processo, allegare se disponibile un PFD (Process Flow Diagram). P&ID distribuzione aria compressa. 9 P&ID distribuzione altri fluidi vettori energetici (acqua calda/fredda, gas tecnici, ecc). 10 P&ID rete raccolta drenaggi/scarichi/reflui gassosi o liquidi. 7 ANALISI ENERGETICA INIZIALE QUESTIONARIO PRELIMINARE A B C D E Esiste già un sistema di cogenerazione? Se sì fornire breve descrizione (potenze elettrica e termica, tecnologia cogeneratore) La produzione del biennio precedente è confrontabile con gli attuali volumi e processi di produzione? Sono allo studio variazioni della capacità produttiva o variazioni del mix di prodotti - a breve e lungo termine? Esiste un sistema di controllo (DCS o PLC di supervisione impianto) in grado di rilevare i principali flussi energetici (portate fluidi, assorbimenti elettrici)? Esiste un consumo di combustibili legato a mezzi di trasporto/movimentazione prodotti (in caso affermativo fornire breve descrizione)? Attività di audit energetico in ambito industriale b. Attività di diagnosi energetica e gestione dell’energia Si sviluppa mediante l’attività di auditor con elevata specializzazione, e l’utilizzo di protocolli. E’ svolta con interviste ed esame di dati e informazioni presenti presso lo stabilimento in modo da avere un quadro delle modalità di somministrazione dell’energia. Sono presi in considerazione gli scambi energetici dell’impresa al fine di predisporre una mappa delle utenze (termiche, elettriche) - es. processi endo-esotermici, picchi di utilizzo, dissipazioni, fluidi ausiliari ecc. E’ prevista una valutazione degli elementi di base di un sistema di gestione dell’energia. Attività di audit energetico in ambito industriale c. Analisi dei risultati e valutazione energetica Consiste nella ri-valutazione delle risultanze dell’attività di diagnosi, con approfondimenti tecnici sulle aree di particolare interesse in quanto valutate di maggiore riduzione di consumi o di maggiore ritorno economico. E’ svolta una ulteriore sessione con i tecnici aziendali, in alcuni casi con eventuali campagne di misura di potenza assorbita alle singole utenze. E’ svolta una quantificazione di massima dei benefici sia in termini energetici sia in termini economici, al fine di consentire una successiva analisi di fattibilità da parte dell’impresa. AUDIT ENERGETICO Programma di audit NOTA: il sopralluogo al sito avviene in due fasi: una prima fase (mattino) per ottenere un inquadramento generale una seconda (pomeriggio) in sede di approfondimento su temi specifici AUDIT ENERGETICO STRUMENTO: LISTA DI RISCONTRO Argomenti principali della lista di riscontro •Impianti di distribuzione dell'energia elettrica; •Impianti di conversione di energia termica •Impianti di refrigerazione di processo •Impianti di condizionamento e ventilazione ambienti •Impianti di riscaldamento ambienti •Sistemi di distribuzione dei fluidi vettori •Utilizzi di energia elettrica •Ventilatori •Pompe •Aria compressa •Gas industriali •Illuminazione •Edifici •Rifiuti AUDIT ENERGETICO Esempio Argomento Della lista Di riscontro •Impianti di distribuzione dell'energia elettrica 1 IMPIANTI DI DISTRIBUZIONE DELL'ENERGIA ELETTRICA 1.1 Esiste una reportistica relativa ai costi di fornitura dalla rete, sulle modalità (livello di tensione, tipologia utilizzatore - base, punta, emergenza) di prelievo dalla rete? 1.2 Sono disponibili diagrammi di carico su base giornaliera/settimanale/stagionale? 1.3 Sono state valutate alternative (operatore, tipologia di tariffa) di contratti di fornitura per e.e.? 1.4 Esiste un monitoraggio del fattore di potenza (cosfi) su base mensile (cfr. fatturazione e.e.)? 1.5 Vi è la possibilità di razionalizzare la tipologia di impianto di rifasamento (diretto, per settori di carico, evitando il centralizzato)? 1.6 Esiste un elenco dei carichi elettrici (in termini di grosse singole utenze o per settori di carico)? 1.7 I carichi elettrici sono equilibrati nelle tre fasi, in modo da ridurre le perdite Joule e le cadute di tensione? 1.8 Sono presenti riscaldatori elettrici sostituibili con riscaldatori che utilizzano fluidi vettori termici? 1.9 Per ciascun carico elettrico significativo esiste un monitoraggio dei prelievi (profilo giornaliero/mensile/stagionale)? 1.10 Vi sono utenze elettriche che sono in servizio anche quando non richieste, la cui alimentazione potrebbe essere sospesa temporaneamente in alcuni periodi? 1.11 Vi sono utenze elettriche che potrebbero essere messe in servizio in fasce orarie di bassa tariffa (ore vuote)? 1.12 Chiedere ad un operatore dei servizi ausiliari (manutenzione elettrica) una spiegazione del sistema di distribuzione elettrica ed i possibili punti deboli (es. perdite Joule nei cavi, cadute di tensione ecc.) utilizzando lo schema unifilare. 1.13 E' monitorato il livello di tensione alle singole utenze al fine di verificare eventuali colli di bottiglia nel sistema di distribuzione? 1.14 Sono disponibili i dati di targa dei trasformatori presenti in stabilimento? 1.15 Verificare il grado di sovradimensionamento dei singoli trasformatori (I media assorbita/ I nominale). 1.16 Verificare la baricentricità della cabina MT/BT rispetto ai principali settori di carico (cfr. anche buon dimensionamento cavo montante). 1.17 Vi sono margini di razionalizzazione del sistema di distribuzione elettrica? 1.18 Sono svolti controlli e verifiche periodiche degli impianti (648/6)? AUDIT ENERGETICO RAPPORTO DI AUDIT COMMENTI E AREE DI POSSIBILE INTERVENTO INDIVIDUATE LEAD AUDITOR 1) SCOPO DELL’AUDIT 2) PRESENTAZIONE DELL’ORGANIZZAZIONE (ATTIVITÀ, RECENTI CAMBIAMENTI ORGANIZZATIVI) E DEL/I SITO/I (INQUADRAMENTO TERRITORIALE) 3) PROCESSI, IMPIANTI E SERVIZI PRESENTI NEL/I SITO/I 4) INDICARE I REPARTI E LE AREE PRESSO CUI SONO STATI ESEGUITI I SOPRALLUOGHI, LE FUNZIONI INTERVISTATE 5) CONDIZIONE IN CUI SI È SVOLTO L’AUDIT 6) SINTESI DELLE RISULTANZE DELL'AUDIT (STESSA ARTICOLAZIONE DELLA LISTA DI RISCONTRO) 7) VERIFICA DELL’ATTUAZIONE DELLE MISURE INTRAPRESE A SEGUITO DELLE RACCOMANDAZIONI RILEVATE NELL’AUDIT (NON APPLICABILE) 8) NOTE AGGIUNTIVE (EVENTUALI INDICAZIONI DI CUI TENER CONTO NELL’AUDIT SUCCESSIVO, ALTRO) 9) AREE DI POSSIBILE INTERVENTO INDIVIDUATE Attività di verifica dei miglioramenti d. Verifica energetica di follow up A seguito dell’assessment è lasciato all’impresa il compito di procedere a: -elaborazione di un progetto completo di dettaglio (specifiche tecniche, tempi, costi) -effettiva realizzazione degli interventi con la successiva fase di analisi valutativa della bontà dell’intervento svolto (verifica di follow up). AUDIT ENERGETICO ESEMPIO DI RAPPORTO DI AUDIT Aree di possibile intervento individuate A) analisi del processo di riscaldamento/raffreddamento dei forni di pre-vuotatura; B) analisi delle modalità di inserzione dei gruppi frigo al variare del carico richiesto; C) modifica del sistema di regolazione della distribuzione acqua calda /refrigerata (da Qcost a Pcost); D) adozione di un compressore a giri variabili o di un piccolo compressore di pressurizzazione (jockey); E) adozione di un sistema solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS); F) adozione di migliorie nella disposizione/tipologia dell’illuminazione nelle aree produzione/laboratori; G) adozione di pannelli fotovoltaici; H) cogenerazione (possibilità di trigenerazione con gruppi frigo ad assorbimento). PROPOSTE DI AUMENTO DELL’EFFICIENZA A - Analisi del processo di riscaldamento/raffreddamento dei forni di prevuotatura SITUAZIONE RISCONTRATA: Nei forni di pre-vuotatura vengono caricati batch di circa 200 kg di materiale ferroso che viene portato a 350°C tramite resistenze elettriche e successivamente raffreddato ad opera di acqua industriale a perdere in un tempo di circa 2 ore POSSIBILE INTERVENTO: E' possibile ipotizzare di effettuare il raffreddamento ad opera dell'acqua calda delle rete di riscaldamento (Tman 85°C, Trit 70°C). Il raffreddamento da 350°C a 90°C potrebbe essere effettuato con tale acqua mentre l'ultimo raffreddamento sarebbe ancora con acqua industriale. QUANTIFICAZIONE ENERGETICA: Per il singolo ciclo: 200 kg x (350 - 90)°C x 0,1184 kcal/kg °C = 6.157 kcal (corrispondenti a 0,746 Smc di metano al netto del rendimento) La valutazione deve essere rapportata al numero di cicli di pre-vuotatura che vengono eseguiti nonché ad una analisi del processo che determinerà le apparecchiature necessarie. ACCESSO AI TITOLI DI EFFICIENZA ENERGETICA (CERTIFICATI BIANCHI): E’ possibile ottenere il Titolo di Efficienza Energetica ma non è stata pubblicata dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG) nessuna scheda tecnica di valutazione del risparmio ottenuto. La valutazione del risparmio sarà oggetto della verifica da parte dell’AEEG. PROPOSTE DI AUMENTO DELL’EFFICIENZA Analisi delle modalità di inserzione dei gruppi frigo al variare del carico richiesto SITUAZIONE RISCONTRATA: Nella centrale frigorifera sono presenti n.3 compressori frigoriferi con le seguenti caratteristiche: 1) da 380.000 frig/h del 1974 monostadio 2) da 452.000 frig/h del 1995 monostadio 3) da 608.000 frig/h del 1988 multistadio I tre gruppi intervengono in cascata sulla base della richiesta frigorifera senza privilegiare il gruppo di massimo rendimento nell'utilizzo di base. POSSIBILE INTERVENTO: Con una semplice ritaratura dei set di temperatura di intervento, è possibile far sì che il gruppo di massima efficienza soddisfi la base mentre il gruppo di efficienza minore soddisfi solo le punte. QUANTIFICAZIONE ENERGETICA: A titolo indicativo, assumendo un tipico andamento "climatico" (base 1.500 h, punta pari alla potenza installata, la metà della potenza frigorifera installata è 715.000 frig/h): se l'energia di base è prodotta dai monostadio con COP=2,5 (1.500 h x 600.000 frig/h) / (2,5 x 860 frig/kWh) = 418.605 kWh/stagione se l'energia di base è prodotta dal multistadio con COP=4 (1.500 h x 600.000 frig/h) / (4 x 860 frig/kWh) = 261.628 kWh/stagione Con un beneficio di 156.977 kWh a stagione (pari a circa il 2% del consumo annuo) . ACCESSO AI TITOLI DI EFFICIENZA ENERGETICA (CERTIFICATI BIANCHI): E’ possibile ottenere il Titolo di Efficienza Energetica ma non è stata pubblicata dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG) nessuna scheda tecnica di valutazione del risparmio ottenuto. La valutazione del risparmio sarà oggetto della verifica da parte dell’AEEG. PROPOSTE DI AUMENTO DELL’EFFICIENZA H – Cogenerazione (possibilità di trigenerazione con gruppi frigo ad assorbimento). SITUAZIONE RISCONTRATA: Un fornitore di energia elettrica ha già condotto uno studio finalizzato alla verifica di redditività di un sistema basato di cogenerazione (motore a gas ciclo Otto da circa 410 kWe e 600 kWt) dimensionato per la produzione termica con l’acquisto di una consistente quota di energia elettrica. Tale sistema presuppone la generazione termica dedicata alla produzione di calore per riscaldamento. I risultati economici portano ad una stima del tempo di ritorno dell'investimento in circa 5 anni. POSSIBILE INTERVENTO: Lo studio andrebbe ripreso e riformulato ipotizzando che il calore cogenerato venga utilizzato anche durante la stagione estiva attraverso l'utilizzo di un gruppo frigorifero ad assorbimento. Questa tecnologia consente di sfruttare la cogenerazione al meglio durante tutto l'arco dell'anno (e non solo nella stagione invernale) riducendo nel contempo il fabbisogno di energia elettrica dalla rete per la generazione frigorifera. Il gruppo frigo sarebbe necessariamente monostadio, viste le modeste entalpie estraibili in cogenerazione dai motori a gas. Per questa ipotesi è necessario un approfondimento non affrontato in questa fase. QUANTIFICAZIONE ENERGETICA: Da effettuarsi sulla base di un approfondimento progettuale. ACCESSO AI TITOLI DI EFFICIENZA ENERGETICA (CERTIFICATI BIANCHI): E’ possibile ottenere il Titolo di Efficienza Energetica ma non è stata pubblicata dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG) nessuna scheda tecnica di valutazione del risparmio ottenuto. La valutazione del risparmio sarà oggetto della approvazione da parte dell’AEEG. CONSIDERAZIONI FINALI ALLA LUCE DEI CASI REALI AFFRONTATI •Grande interesse delle organizzazioni partecipanti per le tematiche energetiche affrontate. •Risulta comunque utile un apporto esterno all'organizzazione per portare alla luce eventuali aree di inefficienza, altrimenti lasciate a margine dai preponderanti interessi aziendali per il “core business”. •Audit energetici per aumentare il "peso politico" interno all'azienda, in generale assai esiguo, degli operatori dei servizi energetici. •Il processo di audit manifesta la sua massima utilità laddove non vi è una funzione aziendale istituzionalmente deputata a trattare le materie energetiche, caso tipico delle piccole e medie aziende. •Ricadute in termini di effettivo risparmio energetico anche in relazione all'eventuale avvio di un processo di ottenimento di titoli di efficienza energetica (certificati bianchi). FINANZIARIA 2007: DETRAZIONI FISCALI z Detrazione dell’imposta lorda del 55% degli importi a carico del contribuente (art 22): – – – – Riqualificazione energetica degli edifici esistenti che consegue una riduzione del 20% del fabbisogno invernale stabilito dal DLgs 192/05 (fino a 100.000€ in 3 anni) Intervento su strutture opache e trasparenti che raggiungono livelli stabiliti di trasmittanza termica unitaria (fino a 60.000€ in 3 anni) Installazione collettori solari per uso di acqua calda sanitaria nel settore domestico, industriale, sportivo, scolastico ed ospedaliero (fino a 60.000€ in 3 anni) Sostituzione di impianti di climatizzazione invernale (fino a 30.000€ in 3 anni) FINANZIARIA 2007: DETRAZIONI FISCALI z Detrazione dell’imposta lorda del 20% degli importi a carico del contribuente (art 24): – – – Sostituzione di frigoriferi, congelatori e loro combinazione con apparecchi di classe A+ (fino a 200€) Installazione e sostituzione di motori elettrici di potenza tra 5 e 90 kW (fino a 1.500€ per motore) Installazione di inverter su motori elettrici di potenza tra 7,5 e 90 kW (fino a 1.500€ per applicazione) FINANZIARIA 2007: CONTRIBUTI z z Contributo del 55% degli extracosti sostenuti per la nuova edificazione di immobili con un fabbisogno energetico invernale del 50% inferiore a quello stabilito dal DLgs 192/05 (art. 23) Istituzione di un fondo rotativo per il finanziamento delle misure di riduzione delle emissioni dei gas effetto serra (art. 158) – – – Installazione di impianti di microgenerazione ad alto rendimento Installazione di impianti a fonte rinnovabile di piccola taglia Sostituzione di motori elettrici industriali con potenza superiore a 45 kW con motori ad alta efficienza Matteo Locati [email protected] 02 80691741