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06/11/2014

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Ridurre i costi dell'energia in azienda

Prima la raccolta e l’elaborazione delle informazioni sui consumi, poi una diagnosi energetica e l’eventuale rimodulazione del contratto di fornitura. A questo punto si possono valutare interventi migliorativi sugli impianti e l’autoproduzione di energia. Senza dimenticare il fattore umano.

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Come si riducono i costi dell’energia in azienda? Secondo Enea, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo sostenibile, per arrivare a questo risultato servono quattro cose. In una prima fase è necessaria la raccolta ed elaborazione dei dati di consumo di energia, senza i quali non è inquadrabile il problema; poi serve una diagnosi energetica basata sul confronto dei dati ottenuti con quelli delle imprese dello stesso settore, o della letteratura tecnica. La terza fase consiste nello stabilire interventi migliorativi che permettano di ottenere una diminuzione del consumo di energia; la quarta nel realizzare un sistema di monitoraggio continuo allo scopo di tenere sotto
controllo i consumi e intervenire tempestivamente in caso di anomalie. 
Dove deve essere seguito e poi applicato questo procedimento? Parlando di aziende e non di altro, gli ambiti applicativi sono i processi produttivi, gli impianti di illuminazione, di climatizzazione, di motorizzazione e anche la movimentazione delle materie prime e delle merci. Riguardo alla fase 3, quella degli interventi migliorativi, essa può riguardare l’eventuale produzione di energia (per mezzo di gruppi elettrogeni o di impianti di cogenerazione termica ed elettrica), la riduzione della quantità di energia consumata e il costo dell’energia consumata, il che implica il contratto di fornitura. Prima della tecnica però vengono i comportamenti. Nel corso delle Energy Management Conference sentiamo spesso dire dagli energy manager che il primo saving, anche molto significativo, lo si è ottenuto motivando i dipendenti a contribuire al risparmio energetico dell’impresa. A 

volte è bastato informarli sull’importanza economica e sociale dell’iniziativa, così da coinvolgerli personalmente. Spegnere le luci quando non servono, ridurre o aumentare le temperature a seconda delle stagioni usando correttamente i termostati e mettere in off i dispositivi elettronici inattivi può far risparmiare tanti soldi, più di quanti si immagini.
 

La potenza contrattuale
Parlando di energia elettrica, quella che si consuma in un’azienda può essere tanta o tantissima e la spesa, di conseguenza, anche notevole (specie per particolari tipi di produzione). In questo caso è utile e soprattutto conveniente verificare in pri
ma battuta due possibilità: quella di migliorare il contratto di fornitura e quella di effettuare il rifasamento dell’impianto elettrico generale. Nel contratto di fornitura l’azienda utente fissa la ‘potenza contrattuale’, o le potenze nelle varie fasce orarie nel caso di tariffa bioraria, stagionale o multioraria. Guai a superare: andare oltre la soglia stabilita infatti è penalizzato con un costo del kW triplo o anche quadruplo e pertanto è bene che l’utente scelga la potenza contrattuale in modo da non pagare tali penali. Si può arrivare a ridurre il costo della bolletta dell’energia elettrica, a parità di potenza consumata, semplicemente diminuendo il valore della massima potenza disponibile. Ci sono per esempio imprese che necessitano di un’elevata potenza, ma solo in certi periodi dell’anno, ed è molto penalizzante non specificarlo nel contratto di fornitura. Per minimizzare il valore di picco  della potenza assorbita è necessario individuare le macchine elettriche indispensabili al processo produttivo e quelle che possono essere utilizzate in momenti diversi. Questo perché la massima potenza disponibile è pari alla somma delle potenze di tutte le macchine elettriche presenti nello stabilimento industriale, cosa che rende teoricamente possibile farle funzionare tutte contemporaneamente. Nella realtà però succede che la potenza massima impegnata è sempre minore di questa somma, perché ciascuna macchina opera di solito a potenza inferiore a quella massima e solo per brevi periodi a 

potenza massima. Per risparmiare energia e abbassare la potenza contrattuale, abbassando di conseguenza i costi della fornitura, si può intervenire sul ‘picco di accensione’ delle machine elettriche che si verifica all’inizio di un turno se le machine si accendono tutte insieme: accenderle una dopo l’altra, se è possibile, evita il picco. Altra cosa utile è far funzionare bollitori, caldaie e riscaldatori dell’acqua quando la potenza 

elettrica assorbita è bassa. Idem per ventilatori e condizionatori d’aria, che si possono tenere spenti quando c’è il picco di potenza assorbita.

 

È ora di rifasamento?
In un impianto ma anche in un ufficio è di fondamentale importanza conoscere le ore annue di utilizzo della macchine e la potenza di lavoro perché è in base a queste che si sceglie la tariffa più conveniente: bassa, media, alta, altissima. In pratica: maggiore è l’utilizzazione dell’energia, minore è il costo del kWh. Leggendo le bollette elettriche può però succedere  di constatare che si è pagata una certa quantità di ‘energia reattiva’ in forma di penale. Quest’ultima è una cosa un po’ particolare (vedi box) perché si misura con il contatore installato (l’unità di misura è il varsecondo) ma non è energia che si trasforma il lavoro, per cui sarebbe meglio non pagarla. L’energia reattiva non è un servizio che viene erogato al cliente a fronte di un compenso e per l’utilizzo di tale energia da parte dell’utente finale non percepiscono alcun compenso né la società che fornisce
l’energia, né quella che effettua la distribuzione: l’importo della penale calcolato e addebitato in bolletta è interamente versato ad un ente pubblico, la Cassa Conguaglio Servizio Elettrico. Di fatto il pagamento dell’energia reattiva è una sorta di compensazione perché essa rappresenta un danno sia per il fornitore sia per l’utilizzatore. Il danno per il fornitore dell’energia si chiama ‘sfasamento’ ed è per evitarlo che sono stati introdotti provvedimenti tariffari che, di fatto, obbligano l’utente a ‘rifasare’ il proprio impianto. Il rifasamento apporta due ordini di vantaggi: evita il pagamento delle maggiorazioni del prezzo del kWh previste per basso fattore di potenza; consente una migliore utilizzazione dell’impianto interno con la riduzione delle perdite e delle cadute di tensione.

 

Il giusto clima
La climatizzazione coinvolge tre tipi di impianti: riscaldamento, ventilazione e affrescamento. Essi sono finalizzati alla regolazione della temperatura e dell’umidità dell’aria negli ambienti di lavoro per il benessere dei lavoratori. Parlando di riscaldamento, i costi legati ai consumi di un impianto possono essere ridotti migliorando i componenti dell’impianto stesso (combustibile, caldaia, radiatori e sistemi di controllo) e migliorando la gestione dell’impianto con interventi nelle fasi di produzione, trasmissione e uso finale del calore. Una strada è anche quella di utilizzare un diverso tipo di impianto, per esempio le caldaie a condensazione che sono oggi le caldaie a gas più ecologiche e tecnologicamente avanzate sul mercato. La condensazione fa risparmiare gas e  riduce le emissioni in atmosfera, per contro questa tecnologia costa decisamente di più rispetto a quella delle caldaie tradizionali. Con le caldaie a condensazione sono ottenibili risparmi dell’ordine del 15-20% per la fornitura di acqua calda a 80°C (il confronto è con le caldaie tradizionali ad alto rendimento) e del 20-30% per la fornitura di acqua calda a 60 gradi centigradi.
Parlando di ventilazione, il calcolo dell’energia consumata dall’impianto si effettua tenendo conto della potenza massima indicata sulle etichette o sui manuali dei dispositivi elettrici e sulle ore di funzionaento ricavabili dalle ore di lavoro. Ne consegue che per risparmiare energia bisogna diminuire la potenza elettrica impegnata e la durata del funzionamento.
Tre le possibilità: spegnere l’impianto quando è possibile, ridurre l’intensità della ventilazione, migliorare il rendimento dell’impianto. Ciò premesso, non va dimenticato che un buon impianto di ventilazione, oltre a consumare poca energia, deve contribuire a mantenere l’ambiente di lavoro confortevole (né caldo né freddo né umido) silenzioso (isolato acusticamente) e salubre (non inquinato). Cosa un po’ diversa è l’impianto di raffrescamento, che ha la funzione di mantenere la giusta temperature e la giusta umidità negli ambienti di lavoro. Per il risparmio di energia valgono le stesse considerazioni fatte per la ventilazione. 

 

L’illuminazione
Il costo dell’illuminazione non compare, in genere, nei bilanci aziendali come voce di costo distinta; rientra pertanto nelle spese generali e spesso non è oggetto di particolari attenzioni da parte degli energy manager, interni o esterni all’azienda, pur rappresentando un’uscita economica importante. I margini di miglioramento dell’efficienza energetica derivanti da una gestione integrata dei sistemi di illuminazione dotati di tecnologie innovative sono tuttavia rilevanti, e la disponibilità sul mercato di prodotti innovativi ed efficienti unita al costo comunque elevato dell’elettricità, ha convinto molte
aziende a intervenire. I consumi di energia elettrica per l’illuminazione non si valutano dalla bolletta elettrica. Per calcolare il consumo annuale di energia si deve moltiplicare la
potenza elettrica di ciascuna lampada per il tempo in cui è accesa, mentre la potenza elettrica totale si ottiene facendo la somma delle potenze elettriche di tutte le lampade, includendo la potenza elettrica del circuito di alimentazione (reattore) delle lampade fluorescenti (a neon). Le ore di funzionamento di ciascuna lampada nell’anno sono 14.976 se è sempre accesa (52 settimane x 12 mesi x 24 ore) e 4.608 se è accesa solo durante l’orario di lavoro (48 settimane x 12 mesi x 8 ore). Per poter fare la scelta migliore nel caso delle lampade serve tener conto di precisi fattori: consumo (in watt), flusso luminoso (in lumen), efficacia (in lumen/watt), il sistema di illuminazione nel quale si integra la lampada, la durata, la frequenza degli spegnimenti e delle accensioni, la possibilità di variare l’intensità della luce, il costo d’acquisto. Riguardo al tipo di lampade, la tecnologia più moderna è quella a LED, acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione luminosa). Le lampade a LED costano parecchio di più, ma hanno una lunghissima durata di funzionamento (fino a 50.000 ore), elevato rendimento (se paragonato a lampade a incandescenza e alogene) e ottime prestazioni.


Motori ad alta efficienza
Nel settore industriale il consumo energetico dei motori è pari al 74% del totale, enormemente più dell’illuminazione che vale il 4% e del 22% riferito agli altri usi. Ne consegue la grande importanza del risparmio di energia nell’uso dei motori elettrici che si può ottenere limitando le perdite, in genere molto rilevanti. Per questo motivo sono stati
progettati e costruiti dei motori ad alta efficienza ovvero con perdite minori di quelle che si hanno nei motori standard. Nei motori ad alta efficienza le perdite sono state ridotte modificando i materiali, gli elementi costruttivi quali il nucleo realizzato con lamierini a basse perdite, la sezione dei conduttori dello statore e del rotore, maggiorata per ridurre le perdite per effetto Joule, il numero e la geometria delle cave.


Cogenerazione per esempio
Se si parla di autoproduzione di energia elettrica e calore a costo più contenuto rispetto alla fornitura dall’esterno, la cogenerazione ha un posto di rilievo per via dell’elevato rendimento e della fattibilità tecnica di impianti di questo tipo. Ogni stabilimento industriale ha necessità di calore ed elettricità. Normalmente il calore è prodotto da una centrale termica mediante caldaie; l’elettricità invece arriva allo stabilimento per mezzo della rete elettrica nazionale. La cogenerazione è un altro modo per ottenere calore ed elettricità. L’esempio più comune di impianto cogenerativo è l’automobile: la potenza prelevata dall’albero motore è usata per la trazione e la produzione di elettricità; il calore sottratto ai cilindri è utilizzato per il riscaldamento dell’abitacolo; la pressione dei gas
di scarico muove, se c’è, la turbina di sovralimentazione. Lo sfruttamento del calore e della pressione  permette di aumentare il rendimento complessivo. Un impianto convenzionale di produzione di energia elettrica ha un rendimento di circa il 40%, mentre il restante 60% viene disperso sotto forma di calore. In un impianto di cogenerazione, invece, il calore dei gas di scarico non viene perso, ma recuperato per altri usi; in questo modo la cogenerazione raggiunge un rendimento vicino al 90 per cento. Il limite principale di questi impianti è l’elevato costo d’acquisto e di gestione a causa della notevole complessità. Di conseguenza se lo stabilimento necessita di notevoli quantità di calore e di energia elettrica la cogenerazione è conveniente, altrimenti no. Un altro limite è che il calore e l’elettricità prodotti dall’impianto di cogenerazione non sono praticamente accumulabili, per cui è necessario che siano assorbite nel momento stesso in cui sono prodotte. Inoltre le utenze elettrica e termica devono essere posizionate nei pressi dell’impianto per evitare il costo legato alle perdite di trasporto dell’energia. Un vantaggio è che un impianto di cogenerazione utilizza il combustibile con un rendimento molto elevato, per cui se ne consuma di meno, si spende di meno e si inquina di meno. Nemmeno è trascurabile il fatto che la cogenerazione sia considerata una fonte di energia assimilabile a quelle alternative e quindi (nonostante le turbolenze dell’ultimo periodo) oggetto delle facilitazioni previste dalla legge. 

 

Fonti: ENEA
Angelo Muscianga,
La gestione ambientale dell’impresa

 

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