In un proprio stabilimento industriale, che soddisfaceva il suo fabbisogno complessivo di energia acquistando da fornitori esterni energia elettrica e gas naturale, un’Azienda manifatturiera della provincia di Vicenza ha deciso di inserire un gruppo elettrogeno alimentato con olio vegetale (IAFR = Impianto Alimentato da Fonte Rinnovabile), provvedendo – nel contempo – ad installare le infrastrutture necessarie a ricuperare il calore cogenerato dal nuovo impianto: in tal modo lo stabilimento, oltre a soddisfare tutto il suo fabbisogno di energia elettrica, ne è divenuto esportatore verso la rete esterna ed ha largamente ridotto il suo fabbisogno di gas naturale. Assieme alla realizzazione del riassetto impiantistico dello stabilimento, l’Azienda ha anche ravvisato la convenienza di dotarlo di un innovativo sistema informatico avanzato per il controllo e la gestione ottimizzata dei consumi energetici. Mediante tale sistema, messo a punto e fornitole da una società che svolge attività specialistica di consulenza energetica, la quale glielo ha caricato su un apposito PC dedicato, l’Azienda può ora gestire costantemente i flussi di energia che “scorrono” nell’opificio, ottimizzando il loro assetto d’insieme in ottica sia tecnica (maggiore efficienza energetica) che economica (minori costi): i connessi benefici ottenuti, in termini di risparmio di energia primaria e di miglioramento dell’impatto ambientale, sono certificati secondo le modalità stabilite dalla vigente normativa di legge volta ad incentivare sia l’utilizzo di fonti di energia rinnovabili per ridurre quello di fonti fossili [Certificati Verdi = CV], sia l’accrescimento dell’efficienza energetica con conseguente risparmio di energia primaria [Titoli di Efficienza Energetica = TEE], attraverso l’impiego consapevole / intelligente / razionale dell’energia in ogni sua forma.
La disponibilità di dati analitici e dettagliati sui consumi di energia e sui connessi costi, tutti opportunamente ’compensati’ / ’validati’ e quindi ’coerenti’ sul piano tecnico e ’in quadratura’ su quello economico, ha permesso di dare un assetto più puntuale alla Contabilità Industriale dello stabilimento e di porre gli “amministrativi” e i “tecnici” in grado di colloquiare più proficuamente e di operare in sinergia per il raggiungimento della migliore performance aziendale.
L’innovativo Sistema Informatico Integrato di Contabilità e Controllo dei Consumi di Energia – Total Energy Management così attuato risponde appieno alle richieste di registrazione e ottimizzazione della nuova Norma UNI/CEI EN 16001.
1. Introduzione
Il contesto è quello di uno stabilimento industriale di un’Azienda manifatturiera della provincia di Vicenza, che occupa ca. 150 dipendenti e produce recipienti / imballaggi di varie tipologie.
Prima della ristrutturazione impiantistica e del connesso riassetto gestionale dei consumi di energia oggetto di questa relazione, la situazione operativa dello stabilimento – per quanto attiene ai suoi fabbisogni energetici ed alle modalità del loro soddisfacimento – era quella evidenziata.
Energia Elettrica acquistata
kWh/anno
5.771.255
Energia Elettrica venduta
kWh/anno
=
Gas Naturale acquistato
Smc/anno
1.356.048
Olio Vegetale acquistato
t/anno
La ristrutturazione impiantistica è consistita nell’inserimento di un gruppo elettrogeno alimentato con olio vegetale (IAFR = Impianto Alimentato da Fonte Rinnovabile), con la contestuale installazione delle infrastrutture (principalmente scambiatori di calore) necessarie a ricuperare il calore cogenerato dal nuovo impianto, della strumentazione in campo atta a rilevare in continuo – negli appropriati punti di misura – i dati relativi ai vari flussi energetici (quantità, temperature, pressioni, tensioni, ecc.) e del hardware informatico cui trasmettere tali dati e sul quale caricare i programmi software deputati ad elaborarli.
Dopo la ristrutturazione impiantistica e il connesso riassetto gestionale dei consumi di energia oggetto di questa relazione, la situazione operativa dello stabilimento – per quanto attiene ai suoi fabbisogni energetici ed alle modalità del loro soddisfacimento – è quella evidenziata in Tabella II e rappresentata nello schema di Figura 2.
Energia Elettrica acquistata
KWh/anno
=
Energia elettrica venduta
KWh/anno
11.050.000
Gas Naturale acquistato
Smc/anno
641.450
Olio Vegetale acquistato
t/anno
3.850
2. ModalitÀ di controllo del sistema informatico integrato di contabilità
Una società che svolge attività specialistica di consulenza energetica ha messo a punto un innovativo specifico software energetico originale, basato su un appropriato modello matematico del ciclo produttivo dello stabilimento post ristrutturazione impiantistica, appositamente costruito – Sistema Informatico Integrato di Contabilità e Controllo dei Consumi di Energia – Total Energy Management [SIICCCE-TEM] – e lo ha caricato su un PC dedicato all’uopo installato.
Tutti gli strumenti di misura in campo sono collegati a PLC, che ne raccolgono i valori ’bruti’ misurati istante per istante e ne calcolano ogni quarto d’ora le rispettive medie aritmetiche. Allo scadere di ogni quarto d’ora il PC dedicato si collega automaticamente ai PLC e acquisisce i predetti valori medi, memorizzandoli in apposito Data Base: 4 dati ’bruti’ ogni ora, per ciascuna grandezza tecnica di rilevanza energetica misurata nel relativo punto di misura in campo.
Il software, avvalendosi di appropriati algoritmi matematico/statistici originali, elabora i predetti 4 dati ’bruti’ di ogni ora per ’compensarli’, e ’valida’ poi i 4 dati ’compensati’ così generati, verificando che siano ’coerenti’ attraverso il soddisfacimento di apposite equazioni di controllo in cui vengono immessi. Quando la correzione di compensazione di un dato ’bruto’ risulta eccessiva rispetto ad un intervallo di accettabilità prefissato, il software dà un segnale di allarme e, fino a quando non rileva che si è provveduto – da parte del personale allertato dall’allarme – ad intervenire per risolvere l’anomalia, adotta per quel dato il suo valore ’compensato’ cui era pervenuto nel quarto d’ora precedente. I 4 dati ’compensati’ e ’coerenti’ di ciascuna ora vengono a loro volta mediati; vengono infine ancora mediati, due volte al giorno, i 12 dati medi orari così ottenuti e relativi alle 12 ore di Picco (8 > 20) e gli altri 12 relativi alle 12 ore fuori Picco (0 > 8 + 20 > 24) di ciascun giorno, con riferimento alle due fasce orarie della tariffazione vigente sul mercato libero dell’energia elettrica per uso industriale: in definitiva, il software genera giornalmente, per ogni misura rilevata in campo, 2 dati medi ’compensati’ e ’coerenti’ relativi alle 2 fasce orarie di Picco e fuori Picco. I dati medi ’compensati’ e ’coerenti’ delle due fasce orarie di ciascun giorno vengono memorizzati in apposito Data Base.
I predetti 2 dati tecnici medi ’compensati’ e ’coerenti’ rilevati giornalmente entrano poi in celle di calcolo, ognuna associata ad uno specifico segmento del complesso impiantistico dello stabilimento, ove fluiscono uno o più flussi di “materia che trasporta energia” (kWh/h di energia elettrica; mc/h di gas naturale, o di acqua, o di aria più o meno compressa; ecc.); con ciascuno di tali segmenti impiantistici è stato anche fatto coincidere un Centro di Costo della riorganizzata Contabilità Industriale dell’Azienda.
In ogni cella sono stati preventivamente immessi i valori economici ’bruti’ delle “materie energetiche” che fluiscono nel rispettivo segmento impiantistico (cioè i loro costi unitari, a quel punto del loro fluire lungo il ciclo produttivo dell’opificio), valori che vengono aggiornati ogni qualvolta sia necessario (prezzi di acquisto dell’olio vegetale, del gas naturale, dell’acqua; prezzi di acquisto o di vendita dell’energia elettrica; valori dei CV e dei TEE): il software, avvalendosi di appropriati algoritmi matematico/statistici originali, elabora anche i predetti valori economici ’bruti’ per ’compensarli’ se necessario, e ’valida’ poi i valori ’compensati’ così generati, verificando che siano ’in quadratura’ attraverso il soddisfa-cimento di apposite equazioni di controllo in cui vengono immessi.
Ogni cella calcola, per ciascuna delle 2 fasce orarie di ogni giorno e per ogni flusso energetico in entrata/uscita dal rispettivo segmento impiantistico, 12 grandezze tecniche ed economiche che caratterizzano il flusso: tali grandezze sono state definite nel loro insieme MED (acronimo di Materia-Energia-Denaro) di quel flusso: per ciascun flusso impiantistico si hanno quindi 2 MED per ogni giorno: anche tutte le MED vengono memorizzate nel Data Base.
La costante disponibilità in tempo reale di dati analitici e dettagliati sui consumi di energia e sui connessi costi, tutti opportunamente ’compensati’ / ’validati’ e quindi ’coerenti’ sul piano tecnico e ’in quadratura’ su quello economico, ha permesso di dare un assetto più puntuale alla Contabilità Industriale dello stabilimento e di porre gli “amministrativi” e i “tecnici” in grado di colloquiare più proficuamente e di operare in sinergia per il raggiungimento della migliore performance aziendale.
Attingendo ai dati disponibili nelle MED di cui sopra, il SIICCCE-TEM produce – sia sistematicamente con frequenze prestabilite, sia a richiesta – una serie di Report destinati ai “tecnici”, agli “amministrativi” e al Management aziendale. Il tutto gestibile eventualmente anche a distanza per via telematica ’in remoto’.
Nelle Figure 4, 5 e 6 sono riprodotti, a titolo di esempio, tre dei predetti Report.
Giova evidenziare che, quando il Management fosse interessato a stimare gli effetti tecnico-economici energetici di eventuali modifiche / ampliamenti / integrazioni degli impianti dello stabilimento, sarà agevole ottenere dal SIICCCE-TEM affidabili elementi conoscitivi atti a permettere consapevoli e meditate scelte per le conseguenti decisioni strategiche: sarà infatti sufficiente integrare opportunamente il modello matematico del ciclo produttivo dello stabilimento, inserendovi i nuovi o modificati segmenti impian-tistici con la relativa nuova strumentazione di misura in campo e associarvi le nuove o modificate celle di calcolo, far poi “girare” per un tempo virtuale il SIICCCE-TEM così modificato e chiedergli di produrre i Report contenenti le informazioni desiderate.
3. RISPONDENZA DEL SISTEMA ALLA NUOVA NORMA UNI/CEI EN 16001
La volontà del management di migliorare ulteriormente l’efficienza degli usi finali dell’energia (anche per ottemperare ai requisiti del D. Lgs. 115/08, che recepisce la Direttiva 2006/32/CE) ha portato l’azienda a verificare la rispondenza del sistema sopra descritto alla nuova norma UNI/CEI EN16001 – requisiti e linee guida per i sistemi di gestione dell’energia. A questo scopo si è effettuata una “gap analisys” per verificare quali aspetti della norma sono attualmente ottemperati e quali vanno invece modificati o introdotti in azienda, in modo da indirizzare correttamente una futura certificazione del sistema.
Va detto che l’azienda è già certificata secondo UNI EN ISO 9001: si ritiene quindi che saranno facilmente implementabili i requisiti relativi a Policy energetica, formazione del personale in campo energetico e introduzione di specifiche procedure (per esempio per la manutenzione). Detto questo si è rilevato come sia correttamente implementata e in linea con i requisiti della norma la gestione degli Aspetti Energetici: infatti, a partire da una diagnosi energetica che ha preso in considerazione dati pregressi, opportunità di miglioramento, organizzazione, ecc. il SIICCCE-TEM fornisce con continuità dei report della situazione che riportano i consumi, la produzione di energia e gli eventuali scostamenti rispetto alla situazione ottimale. Tali dati sono resi in forma di indicatori energetici facilmente comprensibili.
I fronti su cui l’azienda dovrà lavorare per arrivare alla conformità alla norma sono in conclusione abbastanza limitati: principalmente andrà individuato un responsabile del sistema di gestione energia che dovrà essere (per competenze e mansioni) la figura che controlla uso dell’energia e occasioni di miglioramento.
CONCLUSIONI
Le possibilità/opportunità offerte dalle odierne tecnologie informatiche, sul piano dell’hardware e – ancor più – del software, consentono di governare e gestire in modo consapevole / intelligente / razionale e – quindi – efficiente / efficace / ottimizzato i vari aspetti tecnici ed economici delle modalità secondo le quali soddisfare il fabbisogno complessivo di energia di un qualsiasi ciclo produttivo industriale, con costi assai contenuti (anche in termini di impiego di risorse umane) e perciò sostenibili anche da Aziende di dimensioni limitate. La concretizzazione di un siffatto approccio integrato e coordinato alla gestione dell’energia risulta prodromica all’implementazione delle registrazioni e ottimizzazioni richieste dalla nuova Norma UNI/CEI EN 16001.
Per un’Azienda medio-piccola è tuttavia necessario
che il Management sia ben consapevole della rilevanza dei costi energetici, non solo per il loro aspetto strettamente economico ma anche per i connessi risvolti socio-ambientali;
che ci si avvalga dell’assistenza di una qualificata struttura di consulenza specialistica in campo energetico, per la costruzione di un appropriato Sistema Informatico Integrato di Contabilità e Controllo dei Consumi di Energia – Total Energy Management e – eventualmente – per la sua gestione ’in remoto’.
Efficienza 