efficienza energetica nella produzione...
TRANSCRIPT
Energy Assessment MethodEnergy Assessment Method
Efficienza EnergeticaEfficienza Energeticanella Produzione Industrialenella Produzione Industriale
Valutazione tecnico-economicaValutazione tecnico-economicadelle potenzialità di miglioramentodelle potenzialità di miglioramento
POLITECNICO DI MILANOPolo Regionale di Como
Enrico Cagno - Guido Sala - Ottavio Grande
2Energia e IndustriaEnergia e Industria
• Costo
• Rischio Operativo
• Impatto Ambientale
• Produzioni di Processo: 35%• Produzioni Manifatturiere: 25%
• Competitività Internazionale• Continuità Produzione
• Industria: 25÷30% Energia Primaria• Industria: 45% CO2 Mondiale
3Le vie di interventoLe vie di intervento
EfficienzaEnergetica
Riduzione spesaenergetica
Riduzione deiprezzi di acquisto
Riduzione deiconsumi
E.E. Amministrativa E.E. Operativa
4LL’’Efficienza EnergeticaEfficienza EnergeticaOperativaOperativa
• Enfasi sulla riduzione dei consumi• Limitazione degli sprechi• Adozione delle migliori pratiche e tecnologie disponibili (BAT)
• Dove intervenire ?
• Come intervenire ? ??
5CaratteristicheCaratteristicheModello di Modello di AssessmentAssessment
Utilizzo di un nuovo modello di assessment in
grado di evidenziare velocemente le aree in grado
di offrire le maggiori potenzialità di miglioramento
• Modello quantitativo su base economica• Misura del gap rispetto a BAT documentate• Modularità e Scalabilità• Integrazione di aspetti economici e ambientali
Il Modello di Il Modello di AssessmentAssessment
7Le Unità FunzionaliLe Unità Funzionali
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
Insiemi omogenei dal punto di vista degliimpieghi energetici, delle modalità di
gestione o della tecnologia
Unità Funzionali:Unità Funzionali:
• Di Servizio
• Di Produzione
Aria CompressaVaporeIlluminazioneHVAC
Reparti/LineeUnità ProduttiveSezioni di Impianto…
Vettori Energetici:Vettori Energetici:
Aria CompressaVaporeIlluminazioneHVACRisorsa Elettrica/AzionamentiRisorsa Termica Elettrica/IndirettaRisorsa Termica CombustibileFornoImpianto di Refrigerazione
8Il Modello di Il Modello di AssessmentAssessment
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
CostiEnergetici
ImpattoAmbientale
Indice diCriticità
Indice diMiglioramento
Priorità diIntervento
9Il Modello diIl Modello diAssessment Assessment AvanzatoAvanzato
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
CostiEnergetici
ImpattoA mbientale
Indice diCriticità
Indice diMigliorameno
Indice diPriorità
Contratto di Fornitura(Prezzo dell’energia)
Profilo diProdotto
ProfiloTemporale
Caratteristiche delProdotto
ProfiloEnergetico
€/kWh
ore
tempo
kW
Prod.1 Prod. 2
kWhF.U. 1F.U. 2F.U. 3
10Costo EnergeticoCosto Energetico
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
HVAC
Aria Compressa
Illuminazione
Vapore
UF Produzione 1
TOTA
LE
UF
U.F
. S
ER
VIZ
IOVETTORI ENERGETICI
U.F
. P
RO
DU
ZIO
NE
UF Produzione 2
UF Produzione 3
UF Produzione …
HVA
C
Aria
C
ompr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris
. Ele
ttric
aA
zion
amen
ti
Ris
. Ter
mic
a El
ettr
/Indi
rett
a
Ris
. Ter
mic
a C
ombu
stib
ile
Forn
o
Ref
riger
azio
ne
TOTALE VE
CostiEnergetici
Ciascuna Unità Funzionale deve essere caratterizzata in base alcosto associato al consumo energetico
I costi possono essere ricavati sulla base di:• Misurazioni dirette• Stime (potenza di targa, consumi standard, …)
11Impatto AmbientaleImpatto Ambientale
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
Ad ogni fonte energetica è associato un impatto ambientale edè possibile caratterizzare le Unità Funzionali in base alla criticità
ambientale
Questo può essere eseguito attraverso:• Misurazioni dirette e Impact Assessment• Stime utilizzando impatti specifici
ImpattoAmbientale
HVAC
Aria Compressa
Illuminazione
Vapore
UF Produzione 1
TOTA
LE
UF
U.F
. S
ER
VIZ
IOVETTORI ENERGETICI
U.F
. P
RO
DU
ZIO
NE
UF Produzione 2
UF Produzione 3
UF Produzione …
HVA
C
Aria
C
ompr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris
. Ele
ttric
aA
zion
amen
ti
Ris
. Ter
mic
a El
ettr
/Indi
rett
a
Ris
. Ter
mic
a C
ombu
stib
ile
Forn
o
Ref
riger
azio
ne
TOTALE VE
12Indice di CriticitàIndice di Criticità
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
Attraverso l’introduzione di due pesi a somma unitaria è possibiletenere conto di entrambi gli aspetti precedentemente descritti
Strategiaproattiva
Strategia basatasui costi
HVAC
Ar i a Com pressa
I l l um i nazi one
Vapore
UF Produzi one 1
TOTA
LE
UF
U.F.
SE
RVIZ
IO
VETTORI ENERGETICI
U.F.
PR
ODUZ
IONE
UF Produzi one 2
UF Produzi one 3
UF Produzi one …
HVAC
Aria
Co
mpr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris.
Ele
ttric
aAz
iona
men
ti
Ris.
Ter
mic
a El
ettr/
Indi
retta
Ris.
Ter
mic
a Co
mbu
stib
ile
Forn
o
Refri
gera
zion
e
TOTALE VE
ImpattoAmbientale
ImpattoImpattoAmbientaleAmbientale
HVAC
Ar i a Com pressa
I l l um i nazi one
Vapore
UF Produzi one 1
TOTA
LE
UF
U.F.
SE
RVIZ
IOVETTORI ENERGETICI
U.F.
PR
ODUZ
IONE
UF Produzi one 2
UF Produzi one 3
UF Produzi one …
HVAC
Aria
Co
mpr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris.
Ele
ttric
aAz
iona
men
ti
Ris.
Ter
mic
a El
ettr/
Indi
retta
Ris.
Ter
mic
a Co
mbu
stib
ile
Forn
o
Refri
gera
zion
e
TOTALE VE
Indice diIndice diCriticitàCriticità
Indice di Critic ità
HVAC
Ar i a Com pressa
I l l um i nazi one
Vapore
UF Produzi one 1
TOTA
LE
UF
U.F.
SE
RVIZ
IO
VETTORI ENERGETICI
U.F.
PR
ODUZ
IONE
UF Produzi one 2
UF Produzi one 3
UF Produzi one …
HVAC
Aria
Co
mpr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris.
Ele
ttric
aAz
iona
men
ti
Ris.
Ter
mic
a El
ettr/
Indi
retta
Ris.
Ter
mic
a Co
mbu
stib
ile
Forn
o
Refri
gera
zion
e
TOTALE VE
Costi Costi EnergeticiEnergetici
CostiEnergetic i
13Indice di MiglioramentoIndice di Miglioramento
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
Ha lo scopo di valutare quale sia il livello di adozione dellemigliori pratiche e tecnologie disponibili
Statodell’impresa
BAT
MiglioramentoPotenziale
Checklist diindagine
Gap
Analysis
14Le Le ChecklistChecklist
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
Obiettivo: valutare il livello di implementazione delle BAT
La temperatura di ingresso dell'aria nel compressore:
E’ stata accuratamente scelta in modo che venga sempre utilizzata l’aria alla min. temp. disp.
L’aria viene prelevata sempre dall’esterno
L’aria viene prelevata sempre dai locali interni
L’aria viene prelevata dal locale dedicato in cui sono presenti solamente i compressori
Le checklist sono state sviluppate in modo da ottenere:
• Analisi veloce ed efficaceRaccolgono tutti i principali interventi di efficienza energetica
• Struttura modulareUna checklist per ogni vettore energetico
• Valutazione quantitativa su base economicaPunteggi a domande e risposte
• OggettivitàRisposte chiuse
15Risultati QuantitativiRisultati Quantitativi
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
Per ottenere un risultato quantitativo sono stati assegnati:
• Punteggi alle risposteIn modo proporzionale all’implementazione della misura correttiva collegata aciascuna domanda
• Punteggi alle domandeBasandosi su un database contenente i dati economici di oltre 13.000 visiteaziendali (per un totale di oltre 130.000 interventi di efficienza energetica)sono stati elaborati degli indici rappresentativi della redditività attesa diciascun intervento
La temperatura di ingresso dell'aria nel compressore:
E’ stata accuratamente scelta in modo che venga sempre utilizzata l’aria alla min. temp. disp.
L’aria viene prelevata sempre dall’esterno
L’aria viene prelevata sempre dai locali interni
L’aria viene prelevata dal locale dedicato in cui sono presenti solamente i compressori
16Indice di MiglioramentoIndice di Miglioramento
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
Definiti i pesi delle domande e ottenute le risposte dalle checklist, èpossibile giungere ad un indice numerico per ogni Unità Funzionale
che indicherà il margine di miglioramento disponibile
HVAC
Aria Compressa
Illuminazione
Vapore
UF Produzione 1
TOTA
LE
UF
U.F
. S
ER
VIZ
IO
VETTORI ENERGETICI
U.F
. P
RO
DU
ZIO
NE
UF Produzione 2
UF Produzione 3
UF Produzione …
HVA
C
Aria
C
ompr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris
. Ele
ttric
aA
zion
amen
ti
Ris
. Ter
mic
a El
ettr
/Indi
rett
a
Ris
. Ter
mic
a C
ombu
stib
ile
Forn
o
Ref
riger
azio
ne
TOTALE VE
Indice diMiglioramento
17Priorità di InterventoPriorità di Intervento
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment
HVAC
Ar i a Com pressa
I l l um i nazi one
Vapore
UF Produzi one 1
TOTA
LE
UF
U.F.
SE
RVIZ
IO
VETTORI ENERGETICI
U.F.
PR
ODUZ
IONE
UF Produzi one 2
UF Produzi one 3
UF Produzi one …
HVAC
Aria
Co
mpr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris.
Ele
ttric
aAz
iona
men
ti
Ris.
Ter
mic
a El
ettr/
Indi
retta
Ris.
Ter
mic
a Co
mbu
stib
ile
Forn
o
Refri
gera
zion
e
TOTALE VE
Indice diIndice diCriticitàCriticità
Indice diCritic ità
HVAC
Ar i a Com pressa
I l l um i nazi one
Vapore
UF Produzi one 1
TOTA
LE
UF
U.F.
SE
RVIZ
IO
VETTORI ENERGETICI
U.F.
PR
ODUZ
IONE
UF Produzi one 2
UF Produzi one 3
UF Produzi one …
HVAC
Aria
Co
mpr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris.
Ele
ttric
aAz
iona
men
ti
Ris.
Ter
mic
a El
ettr/
Indi
retta
Ris.
Ter
mic
a Co
mbu
stib
ile
Forn
o
Refri
gera
zion
e
TOTALE VE
Indice diMiglioramento
Indice di Indice di MiglioramentoMiglioramento
HVAC
Ar i a Com pressa
I l l um i nazi one
Vapore
UF Produzi one 1
TOTA
LE
UF
U.F.
SE
RVIZ
IO
VETTORI ENERGETICI
U.F.
PR
ODUZ
IONE
UF Produzi one 2
UF Produzi one 3
UF Produzi one …
HVAC
Aria
Co
mpr
essa
Illum
inaz
ione
Vapo
re
Ris.
Ele
ttric
aAz
iona
men
ti
Ris.
Ter
mic
a El
ettr/
Indi
retta
Ris.
Ter
mic
a Co
mbu
stib
ile
Forn
o
Refri
gera
zion
e
TOTALE VE
Priorità diIntervento
Priorità di Priorità di InterventoIntervento
18Priorità di InterventoPriorità di Intervento
Indice di Miglioramento
Unità Funzionali
Priorità di Intervento
Costo Energetico
Impatto Ambientale
Indice di Criticità
Modello di Assessment …è costituito da tre contributi differenti
Il risultato di ogni Unità Funzionalenon è semplicemente un valore unico, ma…
=I.P.
Ripristino Ottimizzazione Innovazione
19Tempi di AnalisiTempi di Analisi
Caso StudioCaso Studio
21Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Produzione di contenitori in materiale plastico (PVC e PP) persoffiaggio e stampaggio.
Fatturato annuo: € 1.200.000Numero dipendenti: 15
Incidenza Costi Energia/Costi Produzione: 10%Incidenza Costi Energia/M.O.N.: 28%
22Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
23
Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Suddivisione azienda in:• 3 U.F. di impianti di servizio• 3 U.F. di impianti di produzione
CostiEnergetici
ImpattoAmbientale
Indice diCriticità
Indice diMiglioramento
Priorità diIntervento
Potenza
installata [kW]
Funzionamento
annuo [h/anno]
Fattore
di utilizzo
Costo
annuo [!]
HVAC 20 720 1 1.397
Aria compressa 44.1 4730 0.8 16.187
Illuminazione 2.75 4730 1 1.262
UF Soffiaggio
Elettrico 99 4730 0.8 36.338
Termico 54 4730 0.5 12.388
Ventilatori 1.08 4730 1 496
UF stampaggio
Elettrico 22 709.5 0.8 1.211
Termico 18 709.5 0.5 619
UF Granulazione-macinazione
Granulatrice 1 30 4730 1 13.764
Granulatrice 2 30 3674 1 10.691
Mulino 19 880 1 1.622
TOTALE 95.975
CostiEnergetici
24
Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Suddivisione azienda in:• 3 U.F. di impianti di servizio• 3 U.F. di impianti di produzione
CostiEnergetici
ImpattoAmbientale
Indice diCriticità
Indice diMiglioramento
Priorità diIntervento
Indice diCriticità
25Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Un primo importante risultato è la ripartizione dei costienergetici tra le diverse unità funzionali
26Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
CostiEnergetici
ImpattoAmbientale
Indice diCriticità
Indice diMiglioramento
Priorità diIntervento
Indice diMiglioramento
27
Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
CostiEnergetici
ImpattoAmbientale
Indice diCriticità
Priorità diIntervento
Indice diMiglioramento
Priorità diIntervento
28Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
29Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Innovazione Ottimizzazione Ripristino
30Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Analisi Orizzontale
31Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Analisi Verticale
32Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Interventi di ripristino delle condizioni operative
• Aria Compressa: ricerca sistematica delle perdite• Soffiaggio: isolamento termico insufficiente
33Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Interventi di ottimizzazione delle condizioni operative
• Aria Compressa: differente logica di manutenzione e utilizzo dell’aria ad una pressione inferiore• Soffiaggio e Macinazione/Granulazione: differente logica di manutenzione
34Esempio Caso StudioEsempio Caso Studio
Interventi di innovazione
• Soffiaggio: sostituzione delle macchine (mancanza di motori ad alta efficienza, inverter, di trasmissioni ad alta efficienza edispositivi di spegnimento automatico)
• Macinazione/Granulazione: utilizzo di motori e trasmissioni ad alta efficienza
35Confronto PMI-GIConfronto PMI-GI
Innovazione
Ottimizzazione
Ripristino
GI TessileGI Tessile
36Confronto PMI-GIConfronto PMI-GI
Innovazione
Ottimizzazione
Ripristino
PMI StampiPMI Stampi
GI TessileGI Tessile
Vs.Vs.
37ConclusioniConclusioni
Nelle diverse applicazioni fin qui eseguite, il metodo hariscosso consensi per quanto riguarda:
• Velocità• Flessibilità• Valutazione Tecnico-Economica• Approccio Sequenziale• Impatto Ambientale