Efficienza Energetica nella Produzione...

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


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



CostiEnergetici

ImpattoAmbientale

Indice diCriticità

Indice diMiglioramento

Priorità diIntervento

9Il Modello diIl Modello diAssessment Assessment AvanzatoAvanzato


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



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


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



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


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



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


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


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



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

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Indi

retta

Ris.

Ter

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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


U.F.

PR

ODUZ

IONE

UF Produzi one 2

UF Produzi one 3

UF Produzi one …

HVAC

Aria

Co

mpr

essa

Illum

inaz

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Vapo

re

Ris.

Ele

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men

ti

Ris.

Ter

mic

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Indi

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Ris.

Ter

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a Co

mbu

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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

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Vapo

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Ele

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Ris.

Ter

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Indi

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Forn

o

Refri

gera

zion

e

TOTALE VE

Costi Costi EnergeticiEnergetici

CostiEnergetic i

13Indice di MiglioramentoIndice di Miglioramento


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



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


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



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


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



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


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



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

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Illum

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re

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a

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. Ter

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a C

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ile

Forn

o

Ref

riger

azio

ne

TOTALE VE


17Priorità di InterventoPriorità di Intervento


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale



HVAC

Ar i a Com pressa

I l l um i nazi one

Vapore

UF Produzi one 1

TOTA

LE

UF

U.F.

SE

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IO

VETTORI ENERGETICI

U.F.

PR

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IONE

UF Produzi one 2

UF Produzi one 3

UF Produzi one …

HVAC

Aria

Co

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essa

Illum

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Vapo

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Ris.

Ele

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men

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Ris.

Ter

mic

a El

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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

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IO

VETTORI ENERGETICI

U.F.

PR

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UF Produzi one 2

UF Produzi one 3

UF Produzi one …

HVAC

Aria

Co

mpr

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Illum

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Vapo

re

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Ele

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Ter

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Ter

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ile

Forn

o

Refri

gera

zion

e

TOTALE VE


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

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Vapo

re

Ris.

Ele

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iona

men

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Ris.

Ter

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Indi

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Ter

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ile

Forn

o

Refri

gera

zion

e

TOTALE VE


Priorità di Priorità di InterventoIntervento

18Priorità di InterventoPriorità di Intervento


Unità Funzionali


Costo Energetico

Impatto Ambientale


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%

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



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


Suddivisione azienda in:• 3 U.F. di impianti di servizio• 3 U.F. di impianti di produzione

CostiEnergetici

ImpattoAmbientale

Indice diCriticità



Indice diCriticità


Un primo importante risultato è la ripartizione dei costienergetici tra le diverse unità funzionali


CostiEnergetici

ImpattoAmbientale

Indice diCriticità




27


CostiEnergetici

ImpattoAmbientale

Indice diCriticità





Innovazione Ottimizzazione Ripristino


Analisi Orizzontale


Analisi Verticale


Interventi di ripristino delle condizioni operative

• Aria Compressa: ricerca sistematica delle perdite• Soffiaggio: isolamento termico insufficiente


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


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

Efficienza Energetica nella Produzione...

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