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16/01/2019

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di Michele Ciceri

Efficienza energetica? ICT e fattore umano

Ma anche intelligenza artificiale e demand response per aumentare la competitività delle imprese negli scenari futuri. Il futuro dell’energia è un digitale governato dalle persone.

© iStock - ipopba

Filo conduttore delle presentazioni a Enermanagement Industria, il convegno Fire conclusivo del 2018, è stato il ruolo delle risorse nelle dinamiche delle scelte aziendali. Oggi, hanno convenuto i relatori, si passa da una logica dell’acquistare al minor prezzo a una che prevede l’uso razionale delle stesse. È usando meno risorse e usandole meglio che si può puntare a raggiungere gli obiettivi fissati dall’UE per l’efficienza energetica e ad aumentare la competitività delle imprese. Altre strade non se ne vedono, tranne quella di spegnere le fabbriche. Secondo la Federazione italiana per l’uso razionale dell’energia abbiamo a disposizione alcuni strumenti per andare in questa direzione. Il primo su cui si dovrebbe far leva in maniera decisa è l’ICT, cioè il mondo delle tecnologie che mette assieme sistemi di connessione, sensori e capacità di trasmissione dati con tutto ciò che va sotto il nome di intelligenza artificiale.

Importante è anche la modifica dei comportamenti e delle attitudini aziendali, argomento che è stato al centro dell’intervento di Engineering nel corso della Energy Management Conference di Milano lo scorso ottobre. Parlando di ‘Fattore umano come parte di un ecosistema esteso a supporto delle strategie di efficienza energetica in azienda’, Fabrizio Fontanesi ha in effetti sdoganato un approccio metodologico e strutturato sul ruolo delle persone nell’efficienza energetica. Proprio mentre nell’evento Fire si richiamava la centralità del sistema di gestione dell’energia (EGE) che aiuta a far dialogare di più e meglio le varie funzioni aziendali, sviluppa cultura e un approccio olistico verso i temi e le problematiche, favorisce l’instaurarsi di grandi sinergie all’interno dell’azienda stessa e il trovare soluzioni comuni per esigenze e competenze differenti. Altro fattore importante emerso nel corso di tutti gli appuntamenti ‘energy’ del 2018 è quello di dare il giusto valore a quelli che sono i benefici non energetici dell’efficienza, quantificarli e gestirli in modo utile.

Sistemi di monitoraggio energetico
Secondo gli energy manager intervistati dalla Fire in un’indagine del 2017, i sistemi di monitoraggio sono una componente fondamentale delle imprese in ottica 4.0. Non solo perché questi strumenti facilitano l’energy management, ma anche perché collegano l’energia al core business, facilitano l’accesso agli incentivi e ai finanziamenti e agevolano l’implementazione di diagnosi energetiche e sistemi di gestione dell’energia. L’85% degli energy manager si avvale di sistemi di monitoraggio energetico e nel 73% dei casi lo fa con continuità. Tra chi ne è sprovvisto, il 62% vorrebbe dotarsene e soltanto il 15% li considera inutili. Viceversa, il 54% di chi li ha usati pensa di averne tratto benefici in termini di risparmi energetici e nel 31% dei casi ritiene che ai benefici si siano aggiunti altri NEBs (riduzione dei costi di manutenzione, migliore qualità del prodotto, maggiore produttività ecc...). Interessante il dato sul payback time rilevato nelle esperienze degli energy manager italiani: meno di due anni nel 29% dei casi, più di due anni ma meno di tre anni per il 24%, più di tre anni nel 20% dei casi. Ma quali sono le caratteristiche dei sistemi di monitoraggio implementati? In oltre il 70% dei casi, il sistema monitora l’energia elettrica e nel 55% anche il gas naturale. In più della metà delle implementazioni, il sistema è utilizzato per fare diagnosi energetiche e in poco meno della metà anche per la contabilità energetica. In quattro casi su dieci, il sistema produce report personalizzabili (per le diverse aree aziendali) e in quasi il 30% dei casi monitora anche dati non energetici. Due volte su dieci è collegato a sistemi di automazione e fornisce indicazioni anche sulla manutenzione delle macchine.

Il futuro dell’energia è digitale
All’interno di un’azienda, i sistemi di monitoraggio energetico sono un aspetto della digitalizzazione. In effetti, rileva l’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano in uno dei suoi report, ci si imbatte sempre più frequentemente nel termine Digital Energy a indicare la possibilità di utilizzare le tecnologie digitali per controllare i consumi di energia. In realtà, dietro questo termine si nasconde molto di più: l’uso di tecnologie digitali sempre più avanzate è ben più profondo lungo la filiera dell’energia, interessandone tutte le fasi, dalla produzione alla vendita; l’impiego potenziale del digitale va ben oltre il solo controllo. Parlare di digital energy significa, infatti, parlare di architetture complesse, che oltre ai sistemi hardware e software per il monitoraggio e l’azionamento dei diversi impianti energetici, comprendono i sistemi di trasmissione dei dati, e l’intelligenza necessaria alla loro elaborazione. Significa parlare di architetture distribuite e aperte, con funzione di elaborazione dei dati che dall’essere a bordo macchina diventano sempre più nel cloud, elaborate con gli strumenti di big data analytics. Gli apparati fisici che abilitano la trasformazione digitale consistono essenzialmente in prodotti intelligenti interconnessi che offrono nuove funzionalità. Tali apparati intelligenti vengono comunemente chiamati IoT (Internet of Things). “Ci sembra importante sottolineare – scrivono gli autori del ‘Digital Energy Report’ del Polimi – come la vera innovazione non consista nella mera connettività dell’oggetto ma nelle potenzialità che tale connessione consente di sviluppare. I prodotti tradizionali sono arricchiti da nuove funzionalità, abilitati alla possibilità di interagire con altri oggetti o con l’uomo”.

Digitale significa gestire i dati
Gli apparati fisici che abilitano la digitalizzazione possono essere hardware (sensori, contatori, processori e porte di collegamento che integrano componenti tradizionali meccanici ed elettrici) e software (sistema operativo, applicazioni software che consentono l’interfaccia tra l’utente e le componenti di controllo). Essi possono essere installati a bordo di macchinari o impianti con azioni di retrofit oppure essere già integrati in macchinari o impianti di ultima generazione. La raccolta dati è possibile grazie all’interfaccia con sistemi come Scada (Supervisory Control And Data Acquisition) o PLC (Programmable Logic Controller). Una volta che i dati vengono raccolti, vi è la necessità di implementare tecnologie che ne consentano la trasmissione fino alle piattaforme di immagazzinamento e la comunicazione tra i vari dispositivi digitali. Tali piattaforme possono essere locali (ad esempio software e server aziendali) oppure in cloud. Evidentemente le soluzioni cloud rispondono più prontamente all’esigenza di aggregazione, normalizzazione e gestione di ingenti moli di dati in tempo reale e serie storiche. Quale che sia il li vello di utilizzo, lo scopo delle unità di immagazzinamento è sempre lo stesso: aggregare i dati e potervi accedere con facilità. È in questo contesto che nascono anche approcci SaaS (Software as a Service) e PaaS (Platform as a Service) in cui le infrastrutture tecnologiche, sicure e costantemente aggiornate vengono utilizzate con la sottoscrizione di contratti di utilizzo. “Va ricordato – si legge nel ‘Digital Energy Report’ – che le capacità dei prodotti interconnessi spaziano dal più semplice monitoraggio delle condizioni di funzionamento di un asset, con la segnalazione di eventuali anomalie, al controllo, all’ottimizzazione, fino allo sviluppo di una certa autonomia del prodotto. Software evoluti infatti consentono di decifrare in modo sempre più accurato le informazioni contenute nei big data, creando nuove opportunità di business legate alla condivisione dei dati stessi ma anche a quella dei risultati delle elaborazioni numeriche”.

Transizione energetica
Un tema sempre di primo piano è la transizione energetica, che a sua volta riguarda il digitale e l’IoT. L’Information Communication Technology e l’Internet delle cose c’entrano con il fotovoltaico e l’eolico, due esempi, perché ne semplificano la gestione aumentandone il valore in termini di investimento. Make it easy: se vuoi che una cosa funzioni rendila semplice. E il digitale rende più semplice usare bene l’energia. La transizione energetica però non è soltanto una questione economica. Gli effetti dell’inquinamento sul pianeta sono ormai tali da convincere l’opinione pubblica che nella decarbonizzazione non ballano soldi, bensì la sopravvivenza. Pur con tutti i punti di domanda che si porta dietro (per esempio: come la metteremo con le batterie quando le auto saranno elettriche e gli edifici dotati di sistemi di accumulo?), i ritardi e gli ostacoli (si pensi agli obiettivi europei al 2030 e alla criticità legate ai rischi di eccessi produttivi al sud), il lento passaggio alle fonti energetiche rinnovabili è in atto. Secondo le stime ENEA nel corso del III trimestre 2018 le emissioni di CO2 del sistema energetico italiano sono risultate in lieve riduzione rispetto allo stesso periodo del 2017 (-0,5%). Complessivamente nei primi nove mesi del 2018 le emissioni sono stimate in diminuzione di circa un punto percentuale, dunque con un disaccoppiamento rispetto all’aumento dei consumi di energia (+2,3% la variazione tendenziale cumulata dei primi nove mesi), spiegabile però in misura significativa con fattori congiunturali. Le diverse questioni che riguardano il sistema energetico italiano sono sintetizzate dall’indice sintetico della transizione energetica ISPRED elaborato dall’ENEA (decarbonizzazione, sicurezza, prezzo), che nel III trimestre 2018 presenta un nuovo forte peggioramento, con un -5% su base tendenziale. È ormai dalla metà del 2016 che l’indice risulta in calo. In questo caso il peggioramento è però totalmente ascrivibile alla componente prezzi, che nel caso dell’energia elettrica per i clienti domestici sono sui massimi dell’ultimo decennio, mentre nel caso dei piccoli consumatori non domestici sono tornanti sui livelli di cinque anni fa, oltre a rimanere i più elevati dell’UE. Considerazioni simili valgono per il prezzo del gasolio, che pure non è più il più alto dell’UE, mentre resta migliore la situazione dei prezzi del gas, anch’essi però tornati vicini ai massimi quinquennali. Le componenti decarbonizzazione e sicurezza energetica sono invece sostanzialmente invariate. Nel caso della dimensione decarbonizzazione, il pur modesto miglioramento sul fronte delle emissioni di CO2, in disaccoppiamento con i consumi di energia, è compensato dalla frenata nella quota di FER sui consumi finali, per la quale è plausibile stimare che a fine anno si fermerà intorno al 17,5%, al di sotto del dato 2017.

Prezzi penalizzanti, specie per i piccoli
Secondo l’analisi ENEA del sistema energetico italiano, il quarto trimestre 2018 si caratterizza per una variazione congiunturale ancora verso l’alto dei prezzi dell’energia, estesa a tutte le tipologie di utenti non domestici. In questo caso l’aumento è particolarmente indicativo, dato che si registra su un trimestre, il II 2018, che era già dato in rialzo. In termini congiunturali, la variazione più alta riguarda l’utente medio-piccolo (+20%), quello medio (+17%) e quello piccolo (+15%). Per i grandi e grandissimi utenti l’aumento è stato molto più contenuto (rispettivamente 1% e 5%). Se si considera che le utenze di dimensioni minori sono proprio quelle che sopportano un prezzo più alto, la lettura di questi dati descrive un ampliamento della forbice di prezzo. Il piccolo utente nel IV trimestre si trova mediamente a pagare 21 centesimi di euro per un kWh (erano 18 appena sei mesi prima, nel periodo aprile-giugno), mentre per il grandissimo utente in alta tensione energivoro tale valore si attesta intorno agli 8 centesimi di euro. Per la piccola impresa trova ulteriore conferma il dato relativo alla stima della composizione dei costi, con una quota imputabile alla materia energia che ormai raggiunge il 50% del complessivo. Per le circa 3.000 imprese energivore (lo 0,8% circa del numero delle imprese manifatturiere) il livello medio di prezzo nel quarto trimestre è paragonabile a quello dell’inizio del 2018. Si può stimare che il valore dello sgravio in favore dei grandissimi utenti energivori si attesti nel periodo più recente a poco più di 3 centesimi di euro per kWh, un valore che corrisponde a più di un quarto del prezzo al netto delle imposte recuperabili. Se si ipotizza un’incidenza dei costi dell’energia elettrica sul fatturato non inferiore al 3%, tale sconto equivale allo 0,8% del fatturato, nella più conservativa delle ipotesi. Il confronto con gli altri Paesi europei evidenzia che nella prima metà del 2018 vi è stato un miglioramento relativo della posizione italiana, ma allo stesso tempo i prezzi italiani restano ancora i più alti tra quelli dei principali Paesi e ben oltre la media europea. Si stima che un utente non domestico italiano con un profilo medio/medio-piccolo sopporta un costo annuo per l’acquisto dell’energia elettrica di circa 70.000 euro superiore ad un competitor francese con analoghe caratteristiche

 
TAG: Energia

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