Università degli Studi di Padova
Università degli Studi di Padova
Dipartimento di Ingegneria Industriale
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica
METODOLOGIE INNOVATIVE PER INTERVENTI DI RISPARMIO ENERGETICO TRAMITE ESCO: GLI ENERGY PERFORMANCE CONTRACTS
Relatore: Xx.xx Xxxx. Xxxxxx Xxxxxxxxx Xxxxxxxxxxx: Ing. Xxxxxx X’Xxxxxxx
Laureando: Xxxxxx Xxxxxxxxx
Matricola:1109104
Anno Accademico 2016/2017
SINTESI
Il presente elaborato inizierà con una descrizione del ruolo svolto dalle ESCO nel panorama energetico italiano ed europeo, riportando una spiegazione delle principali modalità contrattuali che queste aziende possono sottoscrivere, la normativa che le regola, nonché i principali progetti che stanno nascendo in Europa al fine di promuovere gli interventi di risparmio energetico tramite il supporto di queste aziende. Seguirà una descrizione dettagliata dei passi da compiere e delle metodologie più comuni per la creazione degli Energy Performance Contracts. La parte centrale della tesi riguarderà la definizione di un contratto EPC su misura per la riqualificazione di una centrale termica a servizio di una scuola ed uno ostello situati a Bassano del Grappa: si partirà dalla valutazione delle prestazioni dell’intervento secondo normativa per poi proseguire con la creazione della Baseline energetica a partire dai consumi dichiarati dall’utente, arrivando alla definizione del risparmio e alla redazione di un opportuno Business Plan per valutare la redditività dell’investimento. Per il medesimo intervento si riporterà il finanziamento secondo la metodologia contrattuale degli Energy Service Contract Plus, allo scopo di evidenziarne le differenze. Infine l’EPC verrà valutato per poter essere applicato ad utenze residenziali caratterizzate da un profilo di consumo più basso, quali i condomini. Il presente elaborato è stato svolto in collaborazione con Sinergia S.C., Energy Service Company del Comune di Vicenza.
A norma di legge “Sinergia S.C.” si riserva la proprietà del presente elaborato che pertanto non può essere né utilizzato né comunicato a terzi senza la preventiva autorizzazione.
INDICE
1.2 L’efficienza energetica in Italia e in Europa 4
1.2.1 Le Detrazioni fiscali del 65% 6
1.2.3 I Titoli di Efficienza Energetica 8
2 Le Energy Service Companies 9
2.2 Breve panoramica sulle diverse tipologie contrattuali 10
2.2.1 I Contratti di Fornitura di Energia 10
2.3 La normativa UNI CEI 11352 12
2.3.1 Requisiti, Attività e Capacità di una ESCO 12
3 Gli Energy Performance Contracts 15
3.1.1 Descrizione del Contratto “First Out” 16
3.1.2 Descrizione del Contratto “Shared Saving” 16
3.3 Breve panoramica sulla situazione degli EPC in Italia e in Europa 21
3.4 Voci principali di un contratto EPC 24
3.4.1 Sopralluogo ed indagine conoscitiva 24
3.4.2 Determinazione della Baseline 25
3.4.3 La figura del “Terzo Responsabile” 28
3.4.4 La fase di Gestione e Manutenzione 29
3.4.5 Monitoraggio e Verifica dei risparmi 33
3.4.6 Principali rischi e criticità 38
4 Tecnologie innovative per la climatizzazione 41
4.1 Le pompe di calore Robur GAHP-A 44
4.2 Descrizione del ciclo ad assorbimento nelle unità GAHP-A 50
4.4 Calcolo delle prestazioni stagionali 55
4.4.1 Descrizione del metodo dei bin 55
4.4.2 Caratterizzazione della Pompa di Calore 59
5 Studio di un contratto EPC per l’utenza di Bassano 67
5.1.2 Prestazioni ante-intervento 71
5.1.3 Prestazioni post-intervento 74
5.2 Definizione del risparmio 77
5.2.2 Ripartizione dei risparmi 82
5.3.1 Principali voci di un Business Plan 87
5.3.2 Risultati finanziari 90
5.4 Finanziamento attraverso la formula ESC+ 98
5.5 Applicazione della metodologia per un intervento in condominio 103
6 Conclusioni 109
7 Bibliografia 111
1.Introduzione
1 Introduzione
1.1 Global Warming
A Dicembre 2015 è stato approvato a Parigi uno dei più importanti accordi sul clima degli ultimi anni, sottoscritto e approvato da ben 196 paesi del mondo al fine di porre un freno alle emissioni di gas climalteranti. In estrema sintesi l’accordo prevede, innanzitutto, il contenimento al rialzo della temperatura media globale “ben al di sotto dei 2°C” (1), con l’impegno a fermarsi agli 1,5°C. Per centrare l’obiettivo è necessario un calo delle emissioni già a partire dal 2020, nonché controlli periodici degli obiettivi da attuarsi ogni cinque anni (il primo bilancio globale si terrà nel 2023), ma già dal 2018 si chiederà agli Stati aderenti di effettuare un taglio delle emissioni, obiettivo che secondo molti ambientalisti risulta ancora ambizioso. Inoltre, secondo l’accordo, i paesi di più vecchia industrializzazione dovranno stanziare all’incirca cento miliardi all’anno a partire dal 2020 per diffondere nel mondo l’utilizzo e la coscienza di tecnologie rinnovabili al fine di decarbonizzare l’economia: un’ulteriore obiettivo finanziario verrà fissato nel 2025. Inoltre l’accordo ha previsto un sostegno economico per tutti quei paesi in via di sviluppo, in cui l’industrializzazione ha cominciato a svilupparsi in questi ultimi anni, e che potrebbero, ovviamente, venire penalizzati. L’accordo si pone in un momento quanto mai necessario per fronteggiare la minaccia, sempre più crescente, del riscaldamento globale: dai dati emersi da uno studio dell’NCEP (2) (National Centers for Enviromental Prediction), agenzia statunitense di controllo e monitoraggio climatico, il 2016 è risultato essere il più caldo degli ultimi anni, registrando un’anomalia di 0,67°C in aumento rispetto al trentennio 1981-2010. Se invece il confronto viene effettuato con i valori di temperatura del periodo preindustriale, l’aumento della temperatura media globale di quest’ultimo anno si attesta intorno agli 1,3°C. Dai dati riportati nello studio sopracitato, si può facilmente intuire ed affermare che il riscaldamento globale persiste, smontando e sminuendo le affermazioni che, anno dopo anno, dichiarano il suo presunto arresto. Osservando la distribuzione spaziale delle temperature riscontrate in questo ultimo anno, il picco dell’innalzamento della temperatura media annua lo si può vedere localizzato nell’Artico e nell’area del Pacifico Centrale, i cui effetti si ripercuotono nell’aumento delle calamità naturali, come ad esempio gli uragani.
1.Introduzione
Figura 1-Incremento temperatura media globale
Recenti studi hanno affermato che l’Europa dovrà abbandonare prima del previsto i suoi impianti a carbone al fine di rispettare gli accordi di Parigi sul taglio delle emissioni inquinanti: a tal proposito l’istituto no-profit Climate Analytics ha pubblicato una lista delle 20 centrali a carbone più grandi d’Europa per potenza installata alle quali si consiglia la “chiusura” nell’arco del decennio 2021-2031, pena l’inosservanza degli accordi di Parigi. Tra queste sono presenti anche due centrali italiane, localizzate a Brindisi Sud e Torrevaldaliga Nord, con 2640 MW e 1980 MW di potenza installata rispettivamente.
Figura 2-Livelli di decarbonizzazione attuali e pianificati
1.Introduzione
Rimanendo in Italia, i dati che emergono non sono tra i più ottimistici. Uno studio pubblicato da Legambiente in base all’elaborazione dei dati Arpa all’inizio del 2017 (3), riporta una classifica delle 32 città italiane che hanno superato,nel 2016, la soglia di polveri sottili consentita per legge. A fronte di un numero massimo di 35 giorni all’anno caratterizzati da concentrazioni superiori ai 50 μg/m3, Torino raggiunge la quota di 86, Frosinone 85, Milano e Venezia 73 e a seguire Vicenza, con un valore di 71 giorni. I valori sono in netto calo rispetto alla situazione dell’anno 2015 ma ulteriori sforzi dovranno essere fatti. A tal proposito è importante e necessario citare l’autorizzazione del Presidente della Repubblica alla ratifica degli accordi sul clima di Parigi, col la quale si conferma l’impegno dell’Italia a spendere 1.450.000 euro per l’anno 2017 e 2.050.000 euro per l’anno 2018 al fine di mitigare le emissioni di gas serra, aiutare i paesi in via di sviluppo ad affrontare le difficoltà economiche derivanti dalla politica ambientale, nonché promuovere campagne di informazione, formazione e sensibilizzazione rivolte alla collettività, allo scopo di creare una maggior coscienza della criticità del problema. Con tale ratifica, lo Stato italiano si impegna, inoltre, a corrispondere 50 milioni di euro, per ciascuno degli anni dal 2016 al 2018, alla prima capitalizzazione del Green Climate Fund, istituito durante la COP16 della convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici.
1.Introduzione
1.2 L’efficienza energetica in Italia e in Europa
Con l’attuazione della direttiva 2012/27/Ue, l’Europa ha dato il via ad una serie di misure di efficienza energetica volte a ridurre del 20% i consumi di energia primaria al 2020. La direttiva è stata recepita in Italia attraverso il Dlgs 102/2014, nel quale si afferma l’impegno dell’Italia a voler ridurre, entro l’anno 2020, di 20 milioni di tonnellate di petrolio i consumi di energia primaria, pari cioè a 15,5 tonnellate equivalenti di petrolio di energia finale, conteggiata a partire dal 2010. Il Decreto fissa degli importanti obblighi per i diversi protagonisti dello scenario energetico nazionale; tanto per citarne alcuni: l’obbligo di diagnosi energetica per le grandi imprese e per quelle energivore, la necessità di installare sistemi di contabilizzazione e ripartizione delle spese nei condomini ed edifici polifunzionali (la cui scadenza è stata recentemente posticipata in occasione dell’approvazione della Legge di Bilancio 2017), l’abbandono della progressività delle tariffe elettriche ( sarà a regime a partire dal 2018) che dovrebbe portare, secondo l’Autorità, ad una maggiore propensione agli investimenti in tecnologie efficienti e all’elettrificazione dei consumi. Importante al fine del lavoro svolto in questa tesi, risulta l’Allegato 8 del sopracitato Decreto, nel quale si definiscono “Gli elementi minimi che devono figurare nei contratti di rendimento energetico sottoscritti nel settore pubblico e nel relativo capitolato d’appalto” (4), i quali sono, in estrema sintesi: l’obbligo di definire in maniera chiara e trasparente le misure di efficienza energetica da adottare, la definizione dei risparmi conseguibili e la loro effettiva ripartizione tra le parti contrattuali, la definizione degli obblighi e delle sanzioni da applicare ai soggetti coinvolti, oltre a chiarire le implicazioni finanziarie del progetto e dichiarare tutte le modifiche delle condizioni quadro che incidono sul contenuto ed i risultati del contratto. Nonostante l’importanza della direttiva, l’Europa non ha indicato un obiettivo al quanto ambizioso riguardante la riduzione dei consumi al 2030: il prospettato taglio dal 27% rispetto lo scenario tendenziale è stato molto criticato, tanto che lo steso Parlamento ha proposto di alzarlo al 40% (5). Secondo IEA, per raggiungere gli obiettivi climatici, il tasso di riduzione annuo dell’intensità energetica dovrà passare dall’1,8 % (anno 2015) al 2,6%. L’impegno dell’Italia nel’attuazione delle politiche di efficienza energetica si evince dagli sforzi effettuati nei diversi settori: riportando i dati di uno studio effettuato dal Politecnico di Milano e pubblicato da EnergiaMedia a Novembre 2017 (6), gli investimenti in efficienza energetica nel settore industriale ammontavano nel 2015 a circa 1,3 miliardi di euro, di cui la maggior parte riguarda l’adozione di sistemi a combustione efficienti e l’impiego di impianti di cogenerazione. Per quanto riguarda gli edifici del settore non residenziale (PA, scuole ecc) gli investimenti ammontano a circa 650 milioni di euro, di cui 105 indirizzati all’efficientamento degli edifici della Pubblica Amministrazione, 60% dei quali indirizzato alle oltre 43000 scuole del territorio nazionale. In questa tipologia di
1.Introduzione
edifici gli investimenti che sono andati per la maggiore nel 2015 sono stati gli interventi sull’involucro edilizio, sulle chiusure vetrate e sull’installazione di caldaie a condensazione.
Figura 3-Gli investimenti in efficienza energetica nelle PA
Per quanto riguarda il settore residenziale gli investimenti nel 2015 sono stati intorno ai 3 miliardi di euro, alquanto necessari al fine di riqualificare un patrimonio edilizio a bassa efficienza, se paragonato alla situazione degli altri paesi europei: in Italia, infatti, il 75% degli edifici residenziali è stato costruito prima che ci fosse alcuna legge riguardante l’efficienza energetica (1976). Nel 2015 gli interventi che sono stati implementati maggiormente riguardano l’installazione di pompe di calore e tecnologie di illuminazione efficienti (lampade a LED). Nel quadro dell’efficienza energetica nazionale il ruolo delle ESCO risulta ancora marginale: della totale quota degli investimenti fatti in questo ambito dal settore dell’industria, del commerciale e del settore alberghiero, lo studio riporta che solo il 21,2% degli interventi sono stati effettuati avvalendosi dell’esperienza di queste aziende. Soprattutto nel settore industriale, il 90% degli interventi relativi ad attività “core” è finanziato in modalità “self-made”. Gli stakeholders preferiscono affidare a terzi il miglioramento dell’efficienza delle attività “non core”, dove il ruolo delle ESCO ricopre il 40% degli interventi. Nel panorama italiano dell’efficienza energetica assume grande importanza il ruolo svolto dagli incentivi, sia che i diversi interventi vengano implementati in modalità self-made che tramite l’ausilio dell’esperienza delle ESCO: per quest’ultime gli incentivi ricoprono un ruolo essenziale per la buona riuscita di un qualsiasi contratto di prestazione energetica, come si evidenzierà nel corso del presente elaborato. A titolo informativo ma non esaustivo si riporta una breve descrizione dei principali meccanismi incentivanti: le detrazioni fiscali del 65%, recentemente modificate con l’approvazione della Legge di Bilancio 2017 ed il Conto Termico, nella nuova edizione 2.0.
1.Introduzione
1.2.1 Le Detrazioni fiscali del 65%
L’incentivo si basa sulla detrazione dall’Irpef o dall’Ires ed è concessa quando si eseguono interventi di risparmio energetico che aumentino il livello di efficienza energetica degli “edifici esistenti”, ovvero iscritti al catasto, e che presentino un impianto di riscaldamento antecedente l’intervento. La totale quota viene erogata in rate annuali distribuite in 10 anni. Gli interventi incentivabili riguardano il miglioramento dell’involucro edilizio, la riqualificazione energetica dell’edificio, l’installazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda sanitaria, l’installazione di schermature solari e di dispositivi multimediali per il controllo da remoto degli impianti, gli interventi di sostituzione totale o parziale degli impianti di climatizzazione invernale. Per poter accedere all’incentivo è necessario acquisire i necessari documenti che descrivano gli interventi, ne attestino la qualità e certifichino le prestazioni energetiche dell’unità immobiliare prima e dopo i lavori (7). Se l’intervento viene affidato ad una ESCO mediante la stipula di un contratto di prestazione energetica, la procedura burocratica per l’ottenimento dell’incentivo è presa in carico da essa, evitando al cliente le problematiche burocratiche che possono verificarsi in sede di dichiarazione. I benefici fiscali derivanti dalla detrazione possono essere utilizzati dal cliente anche in presenza di un investimento da parte della ESCO, in quanto i contratti di prestazione energetica a garanzia di risparmio sono assimilabili alle forme contrattuali del leasing finanziario, con il vantaggio di poter detrarre da subito l’intera cifra, anche se l’investimento viene rimborsato nel tempo. Con l’aggiornamento emanato in seguito alla pubblicazione della Legge di Bilancio 2017, l’incentivo ha subito una modifica per gli interventi eseguiti sulle parti comuni dei condomini: oltre al posticipo della scadenza al 31 Dicembre 2021, la detrazione è stata aumentata fino al 75% qualora l’intervento comporti il miglioramento della prestazione invernale ed estiva dell’edificio. Inoltre tra le novità più importanti si trova la possibilità da parte del cliente di optare per la cessione del credito ai fornitori: quest’ultima è di notevole interesse per le ESCO poiché, in qualità di fornitore, potranno vedere una riduzione dei tempi di ritorno dell’investimento e di conseguenza proporre contratti di durata inferiore, con notevole vantaggio anche per il cliente: secondo questa modalità, le detrazioni potranno essere trattate come un incentivo in conto capitale, incidendo positivamente sui ricavi della ESCO.
1.Introduzione
Il 31 Maggio 2016 è entrato in vigore il nuovo Conto Termico 2.0 contenente le modalità per “l’incentivazione di produzione di energia termica da fonti rinnovabili ed interventi di efficienza energetica di piccole dimensioni”. In particolare sono stati resi disponibili 900 milioni di euro erogabili ad enti pubblici, aziende, condomini e privati per realizzare interventi di miglioramento energetico degli edifici esistenti. L’incentivo è erogabile in 2 o 5 anni, ed è possibile ottenerlo in un’unica rata se l’importo complessivo non eccede i
5.000 €. Anche in questo caso l’ammontare dell’incentivo erogato non può superare il 65% delle spese totali sostenute. Il vantaggio per le Pubbliche Amministrazioni, anche avvalendosi dei servizi di una ESCO per l’attuazione degli interventi di miglioramento energetico, risiede nel fatto di poter prenotare l’incentivo e, conseguentemente, ricevere dal GSE una rata di acconto entro 60 giorni dalla ricezione della comunicazione di avvio dei lavori: essa è pari a due quinti del beneficio complessivamente riconosciuto, se la durata dell’incentivo è di cinque anni, ovvero al 50% nel caso in cui la durata sia di 2 anni. Inoltre le Pubbliche Amministrazioni, incluse le cooperative di abitanti e le cooperative sociali, che optino, anche per tramite di una ESCO, per l’accesso diretto all’incentivo, ovvero senza prenotazione, possono richiederne l’erogazione in un’unica rata anche per importi del beneficio complessivamente riconosciuto superiori ai 5000 €. L’incentivo non è cumulabile con altri incentivi statali per i privati ad esclusione dei fondi di garanzia, fondi di rotazione e contributi in conto interesse, mentre per le Pubbliche Amministrazioni, ad esclusione delle cooperative di abitanti e le cooperative sociali, sono cumulabili con incentivi in conto capitale, anche statali, nei limiti di un finanziamento complessivo pari al 100% delle spese ammisibili. Dal momento che le PA non possono accedere direttamente allle detrazioni fiscali, questo risulta lo strumento più idoneo a sostenere gli interventi di efficienza energetica ad essi dedicati. Al momento in cui si scrive, le richieste di accesso al Conto Termico 2.0 arrivate al GSE ammontano a circa 15.300, per un totale di 73 milioni di incentivi, di cui 44 relativi a richieste di accesso diretto e 29 attraverso le prenotazioni. Mediamente nel mese di Febbraio 2017 si sono registrate più di 2.500 richieste. Nonostante i numeri crescenti si può osservare ancora un discreto sottoutilizzo dell’incentivo in relazione alla somma totale messa a disposizione. Il metodo di calcolo dell’incentivo è diverso a seconda dell’intervento realizzato, nonché il tetto massimo del beneficio riconosciuto; per quanto concerne gli interventi presi in considerazione in questo elaborato, se ne darà opportuna spiegazione nel capitolo ad essi dedicato.
1.Introduzione
1.2.3 I Titoli di Efficienza Energetica
Detti anche Certificati Bianchi, sono una forma di incentivo di invenzione prettamente italiana. L’importanza data da questo meccanismo la si riscontra anche nel Decreto legislativo 102/2014, nel quale si specifica che il 60% del risparmio energetico al 31 dicembre 2020 dovrà essere ottenuto grazie all’utilizzo di questa forma incentivante. Si tratta di un complesso meccanismo che prevede obblighi per i distributori di energia elettrica e gas naturale (i quali, comunque, vengono in parte rimborsati per gli oneri sostenuti nell’adozione di interventi di efficienza energetica oppure per l’acquisto dei titoli), combinati con “benefici” offerti ai soggetti che realizzano interventi di riduzione e miglioramento degli usi finali di energia. Questi soggetti guadagnano un certificato per ogni Tep di energia risparmiata. I titoli si suddividono essenzialmente in cinque tipologie a seconda che i risparmi si ottengano grazie alla riduzione dei consumi di energia elettrica, gas, interventi di Cogenerazione ad Alto Rendimento, o per forme di energia diversa da queste, a seconda, poi, che siano o meno impiegate per l’autotrazione. La commercializzazione dei titoli avviene fondamentalmente in due modalità:
a) All’interno di una vera e propria Borsa dei Titoli di Efficienza Energetica gestita dal Gestore del Mercato Elettrico (GME) in cui si organizzano sessioni di compravendita a cadenza settimanale.
b) Attraverso contratti bilaterali, ovvero contratti privati. Il GME pubblica il prezzo minimo, il prezzo massimo e il prezzo medio ponderato affinché ci sia trasparenza sull’andamento del mercato dei certificati bianchi.
Per quanto concerne la cumulabilità, la recente rivisitazione del Decreto Ministeriale riguardante i certificati bianchi prevede che gli unici limiti siano quelli previsti dalla normativa europea. Il Decreto definisce dei vincoli riguardanti le energie rinnovabili termiche, per le quali l’incentivo è riconosciuto soltanto al surplus di efficienza energetica rispetto alle tecnologie tradizionali e alla capacità di generare risparmi energetici addizionali in termini di energia primaria o non rinnovabile. Non è ammesso l’accesso al meccanismo per le rinnovabili elettriche, quali, ad esempio, il fotovoltaico. In questo scenario le ESCO svolgono un ruolo importante poiché rappresentano il principale legame tra il comune cittadino (o le piccole aziende) e il meccanismo incentivante, senza l’intermezzo delle quali non potrebbero accedervi, rendendo così possibile ad una più vasta gamma di consumatori di partecipare e a contribuire ad un programma di miglioramento energetico.
2.Le Energy Service Companies
2 Le Energy Service Companies
2.1 Definizione
Il Decreto legislativo 30 maggio 2008, n. 115 definisce una ESCO come:
“Persona fisica o giuridica che fornisce servizi energetici ovvero altre misure di miglioramento dell’efficienza energetica nelle installazioni o nei locali dell’utente e, ciò facendo, accetta un certo margine di rischio finanziario. Il pagamento dei servizi forniti si basa, totalmente o parzialmente, sul miglioramento dell’efficienza energetica conseguito e sul raggiungimento degli altri criteri di rendimento stabiliti”
In poche parole è un’impresa che finanzia, sviluppa e installa progetti rivolti al miglioramento dell’efficienza energetica ed al mantenimento dei costi relativi alle attrezzature installate a tale scopo. Il fondamento economico su cui si basano queste aziende è che l’energia risparmiata presenti un valore sufficiente a rimborsare il costo sostenuto per l’investimento in tempi ragionevoli. La natura dei contratti proposti da una ESCO è di tipo “associativo” perché tra essa e il cliente vi è un comune intento: il risparmio.
Le ESCO nascono negli Stati Uniti negli anni ’70 come imprese specializzate nella produzione e fornitura di energia con funzioni di consulenza destinata all’implementazione di soluzioni tecnologiche. Si evolvono e poi si diffondono nel mondo come società di scopo che si pongono l’obiettivo specifico di realizzare l’efficienza energetica attraverso la disponibilità di know-how, tecnologie e capitale e a tal fine realizzano interventi per ridurre i consumi energetici per conto di aziende, enti pubblici e privati e solitamente gestiscono gli impianti realizzati.
Ciò che caratterizza le ESCO è il rischio che esse si assumono quando realizzano gli interventi: le società guadagnano tanto di più quanto i loro servizi funzionano. Oltre a definire in maniera chiara la metodologia dei contratti EPC, si riportano, a titolo informativo e non esaustivo, le diverse tipologie contrattuali che possono essere offerte da queste società, al fine di avere una visione chiara delle modalità con cui le ESCO operano nel mercato dell’energia.
2.Le Energy Service Companies
2.2 Breve panoramica sulle diverse tipologie contrattuali
I contratti che possono essere sottoscritti dalle Energy Service Companies si distinguono, fondamentalmente, in due macro-categorie (8):
I contratti di Fornitura di Energia, che si basano essenzialmente sulla conduzione e manutenzione di un impianto a completo rischio della ESCO. Dal punto di vista prestazionale il cliente ottiene la riqualificazione degli impianti energetici, senza preoccuparsi del rischio di gestione derivante dal loro utilizzo. La remunerazione della ESCO avviene mediante il pagamento di un Canone mensile o trimestrale a fronte dei costi sostenuti dall’azienda per i servizi di manutenzione, fornitura del vettore energetico e per l’ammortamento dell’impianto. Solitamente si sviluppano su un orizzonte temporale di medio-lungo termine (5-10 anni)
I contratti di Prestazione Energetica (EPC), detti anche contratti di rendimento energetico, sono nati per affrontare, invece, la riqualificazione dell’intero sistema edificio-impianto; la principale differenza con la tipologia precedente è insita nel finanziamento degli interventi di riqualificazione mediante i risparmi energetici ed economici futuri ottenuti e garantiti per tutta la durata contrattuale. La remunerazione avviene tutta sulla base dei risultati raggiunti e può variare a seconda del reale utilizzo del sistema edificio-impianto: è per questo motivo che tali tipologie contrattuali sono spesso accompagnate da un programma di formazione ed informazione dell’utente finale. Anche in questo caso il cliente può decidere se stipulare autonomamente i contratti di fornitura per i diversi vettori energetici oppure avvalersi del supporto della ESCO. Solitamente gli orizzonti temporali sono più lunghi rispetto la tipologia precedente, in ogni caso dipendente dall’entità dell’intervento.
2.2.1 I Contratti di Fornitura di Energia
Una delle prime tipologie per questa categoria sono quelli definti come Contratto di servizio calore, in cui la ESCO si impegna a vendere il calore alla rete di distribuzione dello stabile, misurandolo con un opportuno contabilizzatore di calore posto a valle del generatore di calore, senza effettuare nessun controllo sulla razionalità e l’efficienza con cui tale calore viene erogato. Successivamente il Decreto legislativo n.115/2008 disciplinò tale tipologia di contratto, rivoluzionandola e rinominandola “Contratto Servizio Energia”, con i quali la ESCO, anche se in presenza di alcun vincolo, si impegna a mantenere in buona efficienza il generatore di calore, ed obbliga ad allegare al contratto un attestato di prestazione energetica dell’edificio, da addebitarsi al cliente; ancora non è presente, però, un chiaro riferimento al risparmio energetico.
2.Le Energy Service Companies
Il contratto Servizio Energia Plus
Si è voluto dedicare una sezione a parte per questa particolare tipologia, dal momento che rappresenta una delle forme contrattuali più conosciute ed utilizzate dalle ESCO. Essa non è altro che l’evoluzione dei contratti di Servizio Energia citati precedentemente, con la peculiarità di dover prevedere una riduzione dell’energia consumata rispetto al corrispondente indice riportato sull’attestato di certificazione, nei tempi concordati tra le parti e comunque non oltre il primo anno di vigenza contrattuale, mediante l’implementazione dei servizi e delle opere previste contrattualmente. Inoltre deve prevedere, laddove tecnicamente possibile, l’installazione di dispositivi di termoregolazione asserviti a zone aventi caratteristiche di uso uniformi o alle singole unità immobiliari. Il contratto dovrà comprovare l’esecuzione delle forniture, opere e prestazioni e avrà la validità di un contratto di locazione finanziaria nel dare accesso agli incentivi e agevolazioni.
La “garanzia di risultato” si riferisce alla comprovata riduzione del pagamento annuale rispetto la situazione ante-intervento: con la stipula di tale contratto, il cliente remunererà la ESCO mediante il versamento di una rata di ammortamento dell’impianto, oltre ad una rata per la fornitura del combustibile e per il servizio di manutenzione laddove previsti, con la garanzia di pagare comunque meno rispetto alla situazione precedente.
Tale tipologia contrattuale si applica perfettamente a tutti quegli interventi che, oltre ad attuare una semplice riqualificazione degli impianti, si estende all’intero edificio (opere di coibentazione, sostituzione delle componenti finestrate ecc.).
La tipologia è molto utilizzata nell’ambiente del risparmio energetico, a causa di una migliore interpretazione da parte del cliente e delle stesse ESCO, e per il fatto di dimostrare una maggiore convenienza rispetto agli EPC per certe tipologie di intervento.
2.Le Energy Service Companies
2.3 La normativa UNI CEI 11352
A seguito del recepimento della direttiva europea mediante il Decreto legislativo 102/2014, le ESCO che intendono accedere al meccanismo incentivante dei certificati bianchi, nonché per poter eseguire le diagnosi energetiche per le grandi imprese e le imprese a forte consumo di energia, devono dotarsi di opportuna certificazione secondo la norma italiana UNI CEI 11352. Essa descrive i requisisti generali e la capacità (organizzativa, diagnostica, progettuale, gestionale, economica e finanziaria) che una ESCO deve possedere per poter offrire i servizi di efficienza energetica. Inoltre risulta di grande utilità per le ESCO stesse, in quanto può fungere da strumento di controllo per la verifica delle capacità e dei contenuti minimi dell’offerta contrattuale di miglioramento dell’efficienza energetica. Grazie ad essa è stato possibile stringere ancor di più il legame tra l’operato della ESCO con la concezione di risparmio e garanzia di risultato, in modo tale che la stessa definizione di ESCO sia sinonimo di efficienza.
2.3.1 Requisiti, Attività e Capacità di una ESCO
Il requisito fondamentale che una ESCO deve possedere è quello di offrire una garanzia contrattuale del miglioramento dell’efficienza energetica attraverso i servizi e le attività forniti e collegarne la remunerazione con i risparmi energetici ed economici ottenuti da essi. Fondamentale risulta la garanzia di disponibilità al cliente dei dati misurati durante il corso del contratto mediante adeguata reportistica.
Si riporta di seguito una lista delle attività che una ESCO deve essere in grado di svolgere nel rispetto di quanto espresso dalla normativa (9):
Attività della ESCO relative al punto 4.2 della norma UNI CEI 11352 | |
a | Diagnosi energetiche, comprensive dei fattori di aggiustamento. |
b | Verifica della rispondenza degli impianti e delle attrezzature oggetto dell’intervento di miglioramento dell’efficienza energetica alla legislazione e alla normativa di riferimento con individuazione degli eventuali interventi di adeguamento e di mantenimento della rispondenza ai requisiti cogenti. |
c | Elaborazione di studi di fattibilità, preliminare alla progettazione, con analisi tecnico-economica e scelta delle soluzioni più vantaggiose in termini di efficienza energetica e di convenienza economica. |
d | Progettazione degli interventi di miglioramento dell’efficienza energetica da realizzare, con la redazione delle specifiche tecniche. |
e | Realizzazione degli interventi di miglioramento dell’efficienza energetica. |
f | Gestione degli interventi di miglioramento dell’efficienza energetica e conduzione degli stessi garantendone la resa ottimale ai fini del miglioramento dell’efficienza energetica ed economica. |
g | Manutenzione degli interventi di miglioramento dell’efficienza energetica assicurandone il mantenimento in efficienza. |
2.Le Energy Service Companies
Attività della ESCO relative al punto 4.2 della norma UNI CEI 11352 | |
h | Monitoraggio del sistema di domande e consumo di energia, verifica dei consumi, delle prestazioni e dei risultati conseguiti secondo metodologie, anche statistiche, concertate con il cliente o cogenti. |
i | Presentazione di adeguati rapporti periodici al cliente che permettano un confronto omogeneo dei consumi e del risparmio di energia per la durata contrattuale; ai fini della omogeneità del confronto devono essere inclusi anche eventuali aspetti indiretti quali le variazioni dei consumi di risorse naturali (per esempio l’acqua). |
j | Supporto tecnico, per l’acquisizione e/o la gestione di finanziamenti, incentivi, bandi inerenti interventi di miglioramento dell’efficienza energetica. |
k | Attività di formazione e informazione dell’utente. |
l | Certificazione energetica degli edifici. |
Tabella 1-Lista degli interventi obbligatori
La normativa indica inoltre i servizi facoltativi che una ESCO potrebbe essere in grado di fornire:
m | Finanziamento dell’intervento di miglioramento dell’efficienza energetica. |
n | Acquisto dei vettori energetici necessari per l’erogazione del servizio di efficienza energetica. |
o | Sfruttamento di fonti energetiche rinnovabili, sempre finalizzato al miglioramento dell’efficienza energetica. |
p | Ottimizzazione economica dei contratti di fornitura eventualmente anche mediante modifica dei profili di prelievo dei vettori energetici. |
Tabella 2-Lista degli interventi facoltativi
Per quanto concerne le attività suddette, la ESCO deve dimostrare di avere eseguito almeno un contratto a garanzia di risultato in cui sia stato conseguito un primo ciclo di miglioramento. Inoltre occorre che dimostri, indipendentemente dalle forme contrattuali utilizzate, di aver svolto un primo ciclo di attività dal punto a) al punto k) dell’elenco precedente; se qualcuna di esse non è presente dovrà essere opportunamente giustificata. In ogni caso è prevista la possibilità che parte di queste attività vengano affidate a terzi, purché esplicitamente dichiarate al cliente. Inoltre tale contratto dovrà testimoniare la garanzia di risultato, specificando le opportune penali da applicare in caso di mancato raggiungimento, nonché un’adeguata reportistica per la rendicontazione dei risultati, preventivamente concordata con il cliente. Ovviamente dovranno essere presenti nello scenario aziendale le opportune figure professionali, le procedure e piani che testimonino la capacità progettuale, gestionale, amministrativa e diagnostica (anche secondo normativa) della ESCO.
2.Le Energy Service Companies
3.Gli Energy Performance Contracts
3 Gli Energy Performance Contracts
Il contratto EPC è definito dal Decreto legislativo 115/ 2008 come:
“accordo contrattuale tra il beneficiario e il fornitore riguardante una misura di miglioramento dell’efficienza energetica, in cui i pagamenti a fronte degli investimenti in siffatta misura sono effettuati in funzione del livello di miglioramento dell’efficienza energetica stabilito contrattualmente”
Nonostante la presenza di un decreto che ne prevede l’utilizzo, non è presente una standardizzazione del contratto EPC: pertanto è considerato dalla legislazione vigente come un contratto atipico (articoli 1321-1322 del Codice Civile). Nel linguaggio giuridico è quello che tipicamente viene definito come un “Do ut facias”: il beneficiario versa un canone annuale (a fronte di fatture mensili o trimestrali) ma deve anche sottostare a dei vincoli contrattuali che non vadano ad interferire con il “facias” della ESCO, ovvero il risparmio.
Le caratteristiche peculiari possono essere così schematizzate:
• Garantiscono la remunerazione della ESCO sulla base delle performance dell’impianto
• Permettono ad ogni soggetto di poter aspirare a diventare cliente di una ESCO, con condizioni contrattuali più o meno stringenti.
• Garantiscono al cliente un tetto massimo di spesa durante tutto il periodo contrattuale
• Stabiliscono i livelli di prestazione garantita per l’intera durata del rapporto
La metodologia può essere impiegata per la riqualificazione dell’intero impianto- struttura, anche se più largamente utilizzata per l’installazione di tecnologie HVAC, apparecchi elettrici ad alta efficienza e interventi di building automation.
In questo capitolo verranno illustrati i principi base e gli aspetti peculiari degli Energy Performance Contracts, anche descrivendo l’attuale situazione in Italia.
3.Gli Energy Performance Contracts
3.1 Metodi contrattuali
Gli EPC si distinguono fondamentalmente in due macro-categorie:
a) Contratto a Cessione Globale Limitata (First Out)
b) Contratto a risparmio Condiviso (Shared Saving)
3.1.1 Descrizione del Contratto “First Out”
Tale tipologia rappresenta la formula più semplice, utilizzata soprattutto per interventi che riguardano le singole misure: in questo caso la ESCO trattiene il 100% del risparmio garantito, calcolato a partire dalla Baseline concordata, per tutta la durata del contratto. Il risparmio garantito coincide con il Canone che il cliente corrisponderà per tutta la durata dell’accordo, comprensivo dei costi di manutenzione e gestione. Nel caso in cui gli impianti realizzati non offrano le prestazioni previste e, quindi, non riescano a ripagare il costo dell’investimento, la perdita è tutta a carico della ESCO. Contrariamente, se l’intervento si dimostra più performante di quanto previsto, si pattuisce in sede contrattuale la quota di risparmio extra condiviso tra il cliente e la ESCO. Il rischio assunto dall’azienda è quello di cedere del tutto la proprietà dell’impianto, indipendentemente che si sia verificata la remunerazione dell’investimento effettuato dalla ESCO. Tale metodologia contrattuale risulta caratterizzata da tempi di ritorno più brevi ma, al contrario della seconda metodologia, trattata qui di seguito, non consente al cliente di vedere un risparmio economico durante il periodo contrattuale, il che potrebbe rappresentare un disincentivo da parte dello stesso ad effettuare un intervento avvalendosi dei servizi di una ESCO.
3.1.2 Descrizione del Contratto “Shared Saving”
Questa rappresenta la forma di contratto sicuramente più conosciuta. A differenza del contratto First Out il cliente partecipa fin dall’inizio ai benefici economici derivanti dagli interventi di risparmio energetico. In genere si pattuisce la quota di ripartizione del risparmio tra cliente ed ESCO in sede contrattuale: tipicamente le percentuali di suddivisione sono del tipo 90/10, secondo le quali, durante la durata del contratto, il 90% del canone di risparmio viene riconosciuto alla ESCO per la remunerazione dell’investimento, e all’interno del quale devono essere previsti una quota per la remunerazione dei costi per i servizi di manutenzione ordinaria e contabilizzazione, mentre il restante 10% viene lasciato al cliente, in modo tale che possa godere dei risparmi fin da subito. Tale percentuale di suddivisione del risparmio potrebbe essere soggetta a variazioni durante il rapport: mediamente si potrebbe pensare ad una remunerazione maggiore per la ESCO nei primi anni del contratto, in modo tale da permetterle una certa sicurezza nel ritorno del capitale investito e diminuire i problemi legati all’aleatorietà dei
3.Gli Energy Performance Contracts
costi e del comportamento del cliente nel tempo; negli anni successivi sarà il cliente a beneficiare della maggior quota dei risparmi, per arrivare alla fine del contratto a detenere l’intera proprietà dell’impianto e a beneficiare, quindi, del risparmio totale. Nel caso in cui la performance dell’impianto sia inferiore al previsto ne verrà penalizzata soltanto la ESCO, vedendosi ridotta la propria quota del canone, mentre il cliente non subirà alcuna perdita. Contrariamente, nel caso in cui si registri un risparmio maggiore rispetto al target concordato, si procederà a ripartire la quota di risparmio extra tra la ESCO ed il cliente, in percentuali da definire in sede contrattuale (tipicamente 50/50, ma potrebbe anche essere diversa). Tipicamente con questa metodologia i tempi di ritorno si allungano rispetto al caso precedente.
In questo caso la ESCO si trasforma in un partner affidabile in quanto è suo preciso interesse realizzare degli interventi che comportino un immediato risparmio, oltre ad essere incentivata a far del proprio meglio per poter beneficiare degli extra guadagni. Oltretutto, e forse è la cosa più importante, lo stesso cliente è spronato ad un comportamento virtuoso, minimizzando gli sprechi per massimizzare i guadagni. Inoltre il cliente non dovrà preoccuparsi della gestione dell’impianto e avrà la sicurezza di non spendere, in combustibile, più di quanto è stato stipulato contrattualmente.
3.Gli Energy Performance Contracts
3.2 Il Finanziamento
La peculiarità dei contratti EPC è quella di poter fare da “ponte” per superare gli ostacoli finanziari per attuare gli interventi di efficienza energetica: assumendosene completamente il rischio finanziario, le ESCO svincolano il cliente da noiose e scomode pratiche burocratiche per ottenere il finanziamento necessario.
Solitamente gli interventi di efficienza energetica di modeste dimensioni (quali ad esempio la coibentazione delle superfici opache di un edificio, la riqualificazione della centrale termica di un condominio ecc.) non possono essere finanziate completamente mediante capitale in “equity” (ovvero con capitale proprio della ESCO) ma devono ricorrere ad istituti di credito quali le banche per poter avviare il meccanismo del cosiddetto Finanziamento Tramite Terzi (in seguito FTT):questo procedimento prevede la presenza di un Prestatore, come una banca, in grado di fornire il capitale ad una Debitore, che nel caso in esame è la ESCO stessa.
La modalità più utilizzata è quella del “Mutuo di scopo”, in cui il creditore paga il suo debito rimborsando la somma prestata, insieme agli interessi sul capitale e agli altri costi di transazione, in rate annue costanti per tutta la durata contrattuale. Il soggetto finanziatore concede il prestito richiesto sulla base del cosiddetto “Merito Creditizio” del soggetto richiedente: il Prestatore verifica la capacità ed il patrimonio finanziario della ESCO, al fine di avere un’adeguata garanzia sulla somma prestata.
Esistono comunque delle alternative al “Mutuo di Scopo” quali ad esempio il “Project Financing”: in questa particolare forma di finanziamento il “Merito Creditizio” non spetta alla capacità finanziaria e al patrimonio della ESCO ma alla bontà del progetto stesso e alla sua capacità di generare flussi di cassa positivi nel tempo. Tale struttura prevede la creazione di una società ex novo (SPV ovvero “Special Vehicle Purpose”) in cui l’unica fonte di reddito è costituita dal progetto stesso, il suo unico scopo è la riqualificazione energetica derivante dall’intervento ed i suoi ricavi sono finalizzati al pagamento del debito e al perseguimento degli utili. È una metodologia innovativa che trova maggiore applicazione nei progetti di elevata intensità in quanto permette di affidare il rischio a chi lo sa gestire. I punti dolenti sono rappresentati dai tempi elevati per strutturare il progetto stesso rispetto alle metodologie di finanziamento tradizionali e comporta maggiori costi dato l’elevato rischio del soggetto finanziatore, oltre a causare una serie di vincoli operativi che ne limitano l’applicabilità.
3.Gli Energy Performance Contracts
Nelle figure seguenti si riporta uno schema dei meccanismi finanziari sopra descritti.
Figura 4-Esempio di FTT con prestito alla ESCO
Figura 5-Esempio di Project Financing
Nel settore energetico è ancora difficile trovare istituti finanziari in grado di concedere prestiti in base alla “bontà” del progetto stesso, anche in presenza di un adeguato programma finanziario: pertanto il “Merito Creditizio” della ESCO stessa risulta ancora il punto fondamentale per la concessione del finanziamento.
Come alternativa al Project Financing c’è anche la possibilità di stipulare un contratto di “Leasing finanziario”: secondo tale metodologia, un soggetto finanziatore acquista da fornitori terzi (in questo caso la ESCO stessa) gli impianti per poi concederli in uso ad un soggetto utilizzatore (ovvero il cliente), per un periodo di tempo prefissato, mediante il pagamento di un canone periodico; al termine del contratto l’utilizzatore può diventare proprietario del bene dietro versamento di un prezzo stabilito.
Oltre ad utilizzare le risorse degli istituiti di credito, una ESCO, come nel caso di Sinergia S.C., può richiedere un contributo da parte dei soci, i quali possono finanziare il progetto
3.Gli Energy Performance Contracts
ad un tasso di interesse agevolato rispetto alle banche. Il problema fondamentale del finanziamento tramite terzi è ancora la scarsa fiducia riposta dalle banche nei contratti di prestazione energetica, dal momento che non si fidano ancora completamente del meccanismo di rimborso tramite il risparmio, considerato troppo aleatorio ed imprevedibile. Gli istituti di credito concedono un prestito soltanto se hanno la sicurezza del ritorno del capitale investito, e in questo contesto svolgono un ruolo chiave gli incentivi statali, menzionati precedentemente. Il motivo è semplice: nel caso ad esempio di una Pubblica Amministrazione che faccia richiesta sul portaltermico del GSE (Gestore Servizi Energetici) agli incentivi del Conto Termico mediante prenotazione dello stesso, la ricevuta inviata dal GSE relativa all’accettazione della richiesta, funge da garanzia per l’istituto di credito, il quale potrebbe poi richiedere che l’intera somma derivante dall’incentivo venga erogato ad esso per la remunerazione del capitale investito, interessi inclusi.
3.Gli Energy Performance Contracts
3.3 Breve panoramica sulla situazione degli EPC in Italia e in Europa
Di seguito si riporteranno i risultati di due sondaggi (10), uno condotto da FIRE nel 2014 in occasione del progetto Transparence, e l’altro condotto a livello europeo a Novembre 2016 da Guarantee: quest’ultimo è un progetto partito ad Aprile 2016 e che si protrarrà fino a Marzo 2019, con lo scopo di favorire l’utilizzo dei contratti di prestazione energetica nel settore pubblico e privato, sviluppando soluzioni contrattuali innovative e flessibili e sostenendo progetti pilota anche tramite l’impiego della nuova figura professionale del Facilitatore EPC (di cui se ne darà un’ accenno in seguito).
Il primo ha evidenziato come la maggior parte degli interventi di risparmio energetico nel settore della Pubblica Amministrazione si sia realizzato senza stipulare contratti di prestazione energetica o, quanto meno, non della tipologia EPC.
Figura 6-Utilizzo dei contratti di prestazione energetica garantita nelle PA Fonte: FRE
Il problema principale indicato dai rispondenti è stata la mancanza di un adeguato sistema di misura e verifica dei risparmi conseguiti. Anche nel settore industriale i risultati non sono dei più ottimistici, evidenziando ancora un basso livello di penetrazione delle ESCO in questo settore.
Figura 7-Utilizzo degli EPC nel settore industriale Fonte: FIRE
3.Gli Energy Performance Contracts
Il secondo sondaggio, svolto su un campione rappresentativo di 256 tra stakehodelrs e potenziali clienti del settore energetico, ha evidenziato come il 60% non abbia avuto esperienza con una ESCO (11). Inoltre il 50% di essi ha indicato il finanziamento in equity come la modalità più utilizzata per gli interventi di risparmio energetico. Per quanto riguarda l’Italia soltanto il 10% degli intervistati ha confermato di essersi avvalsa primariamente dei servizi di una ESCO per effettuare gli interventi di risparmio energetico, contrariamente alla Germania, dove la percentuale sale a 75%. C’è da dire però che il meccanismo più diffuso è ancora quello dei Contratti di Servizio Energia (ESC o ESC-Plus) con una percentuale che va dal 75% all’ 85% dei casi, mentre invece gli EPC si attestano intorno al 5-20%. Le cause principali che ne rallentano la diffusione sono da ricercarsi soprattutto nelle barriere finanziare e legali e nella mancanza di un adeguato sistema di informazione. Dal punto di vista tecnico, il collo di bottiglia è ancora rappresentato dal mancato impiego di un adeguato sistema di misura e verifica del risparmio.
Nonostante lo scenario non propriamente ottimistico, il mercato italiano delle ESCO è cresciuto in questi ultimi anni, passando da un volume d’affari di 275 milioni di euro del 2008 a 500 milioni di euro del 2013.
Un’interessante novità è rappresentata dalla nascita di una nuova figura professionale ad hoc per gli Energy Performance Contracts: il Facilitatore EPC. Il ruolo fondamentale di questo nuovo soggetto sarebbe quello di aiutare il cliente, facendo da intermediario tra esso e la ESCO, nella scelta ottimale sia dell’intervento che dell’Energy Service Company.
Figura 8-I facilitatori EPC Fonte: ENEA
L’idea nasce nell’ambito del sopracitato progetto Guarantee, con lo scopo di creare un vero e proprio “pool” di facilitatori europei, grazie al quale condividere esperienze e know-how al fine di incrementare l’utilizzo degli EPC in tutta Europa. Le capacità richieste a questa nuova figura professionale sono di natura:
3.Gli Energy Performance Contracts
• Tecnica: nell’ambito degli impianti e dei servizi energetici, dei principali indicatori di performance e dei più accurati sistemi di monitoraggio.
• Finanziari: conoscenza dei rischi finanziari associati al progetto
• Legali: conoscenza delle condizioni legali, normative e contrattuali
• Project Management e Tecniche di comunicazione
Ovviamente il ruolo del facilitatore dovrà essere assolto da un team di persone, data la molteplicità di conoscenze richieste. Una volta aiutato il cliente mediante un’analisi tecnica e finanziaria dei possibili interventi da attuare, il Facilitatore fornisce il suo supporto durante la fase di gara per la selezione della ESCO. Una volta avviato il progetto, il Facilitatore assumerà il ruolo di controllore misurando gli effettivi risparmi e controllando adeguatamente la fatturazione.
Il progetto Guarantee pone le sue basi su un percorso suddiviso in quattro tappe: inizialmente, i soggetti interessati a diventare facilitatori dovranno effettuare un pre- check online, successivamente sottoporsi a degli incontri di informazione, rivolti anche alle ESCO e proprietari pubblici e privati; successivamente affrontare un percorso di training allo scopo di sviluppare le opportune conoscenze “trasversali” ed infine creare un network europeo per diffondere il know-how e le buone pratiche.
L’Italia è un paese emergente in tema facilitatori (al contrario della Germania, dove esistono figure professionali già pronte) pertanto, in occasione dei due progetti pilota in tema EPC lanciati dal progetto Guarantee per ognuno dei paesi partecipanti, sarà ENEA a ricoprire il ruolo di facilitatore.
I professionisti manifestano ancora un certo scetticismo per questa nuova figura, poiché la presenza di un’ulteriore soggetto potrebbe allontanare ancora di più il cliente dalle ESCO, invece che favorirne l’avvicinamento. Inoltre il problema principale è quello di garantire la completa imparzialità dei Facilitatori, dal momento che un professionista che opera nel settore si appoggia sempre ad una ESCO di riferimento.
3.Gli Energy Performance Contracts
3.4 Voci principali di un contratto EPC
In questo capitolo si descriveranno gli elementi peculiari di un contratto EPC, partendo dalla definizione della baseline di riferimento per arrivare al monitoraggio e verifica dei risparmi garantiti.
È doveroso ricordare che attivare un contratto di prestazione energetica è un’operazione complessa che richiede una preparazione approfondita ed un adeguato know-how: in questo capitolo pertanto non verranno prese in considerazione le modalità con cui una ESCO affronta una gara d’appalto ad evidenza pubblica, ma ci si soffermerà sugli aspetti essenziali che caratterizzano la metodologia contrattuale.
3.4.1 Sopralluogo ed indagine conoscitiva
Il requisito fondamentale per la stipula di un contratto EPC è la conoscenza puntuale dei consumi reali dei vettori energetici coinvolti nell’intervento di prestazione energetica. Infatti il Canone annuo da corrispondere al cliente finale sarà strettamente collegato alla quantità di energia che la ESCO riuscirà a far risparmiare rispetto la situazione precedente: una conoscenza errata dei consumi può portare a conseguenze gravi nonché a possibili contenziosi legali.
Il primo passo è sicuramente quello di effettuare un’indagine conoscitiva per appurare lo stato di salute della struttura o dell’insieme di strutture in oggetto, esaminando e recuperando i dati storici disponibili relativi ai consumi e ai costi dell’energia, le modalità di gestione degli immobili e degli impianti, i contratti di fornitura, di manutenzione ecc. Un aspetto fondamentale da non sottovalutare è la scelta degli opportuni edifici o strutture da riqualificare per le quali si è sicuri non avverranno delle sostanziali modifiche in futuro, sia a livello occupazionale (come ad esempio la variazione del numero di occupanti per i condomini) che prestazionale (come ad esempio l’isolamento della copertura a fronte di un intervento di sola riqualificazione della Centrale Termica effettuato dalla ESCO): questo perché potrebbero insorgere delle complicazioni nel calcolo dei risparmi energetici conseguiti a causa di una riduzione dei consumi rispetto al target definito contrattualmente. Come conseguenza a questa eventualità occorrerà mettere in pratica un’opportuna strategia contrattuale, allo scopo di tutelarsi da inaspettati cambiamenti.
Nel caso di strutture particolari, come ad esempio le industrie, gli interventi di risparmio energetico che non riguardino il core business aziendale non sono visti come prioritari e sono vincolati ad avere tempi di ritorno brevi, in media inferiori ai 3 anni. Non solo le industrie, ma anche molte aziende private caratterizzate da una certa instabilità (ad esempio la probabilità che cambi sede in un arco di tempo abbastanza breve) vincolano la ESCO a pensare a soluzioni caratterizzate da un basso Pay-Back, che può entrare in
3.Gli Energy Performance Contracts
conflitto con la tipologia di intervento necessario ad un miglioramento effettivo delle prestazioni energetiche.
Un aspetto fondamentale, e forse alcune volte trascurato, è il contesto geografico in cui sorge la struttura: ad esempio, durante uno dei sopralluoghi effettuati con Xxxxxxxx, la proposta più opportuna per migliorare la prestazione dell’immobile in questione è stata individuata nella riqualificazione della centrale termica, la quale si trovava in una posizione interrata rispetto al piano terra. Dal momento che l’edificio sorge in una zona a forte pericolo di allagamento, onde evitare future problematiche, i progettisti hanno deciso di ispezionare anche il solaio al fine di valutare una possibile installazione in copertura.
A causa dell’insorgere delle sopracitate problematiche potrebbe non essere sempre conveniente la stipula di un Energy Performance Contract.
3.4.2 Determinazione della Baseline
Con la definizione di “Baseline” si intende il profilo di consumo della struttura o dell’impianto oggetto di intervento che verrà utilizzato come base per la valutazione del risparmio energetico: dovrà essere definita non solo in termini energetici ma anche economici.
Nella sua determinazione concorrono tutti i vettori energetici connessi all’intervento e tutte le voci di costo, comprese la Conduzione e la Manutenzione (O&M). Ad esempio, i consumi di combustibile fossile, dovranno riferirsi, secondo quanto riportato nelle linee guida Enea, almeno ai tre anni precedenti quello di intervento e dovranno essere opportunamente normalizzati ai Gradi Giorno della località di riferimento, rilevati dalla stazione metereologica più vicina: questo per evitare che la baseline venga influenzata da possibili anomalie registrate in un particolare anno, al fine di porre tutti i consumi sullo stesso piano di confronto.
Successivamente dovranno essere rapportati ai costi unitari delle ultime bollette rilevate, al netto di IVA se essa non rappresenta un costo (come nel caso delle cooperative sociali, le quali possono detrarre il valore dell’imposta dall’Ires) oppure al lordo per quei soggetti che non possono ”scaricarla” (come nel caso dei condomini).
La “normalizzazione” dei consumi di combustibile avviene applicando la seguente formula:
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟𝑚 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑒𝑓𝑓 ∗ (𝑎 + 𝑏 ∗ 𝐺𝐺𝑟𝑒𝑓/𝐺𝐺𝑒𝑓𝑓)
3.Gli Energy Performance Contracts
Dove:
• Consumieff rappresenta il valore dei consumi di combustibile effettivamente rilevati nel periodo considerato
• GGref sono i Gradi Giorno di riferimento della località considerata definiti per legge
• GGref sono i Gradi Giorno effettivi di quel particolare anno della località considerata
• “a” è la quota di consumo non soggetta a normalizzazione (ad esempio la quota dedicata alla produzione di ACS) ed il suo valore dipende dal caso in esame
• “b” è la quota dei consumi totali strettamente correlata alle condizioni climatiche (riscaldamento degli ambienti)
• Consuminrm rappresenta il valore dei consumi di combustibile a parità di condizioni climatiche
Successivamente occorrerà moltiplicare il valore sopra ottenuto per il costo unitario (in
€/m3 oppure €/kWhel ad esempio) ricavato dalle bollette dell’energia oppure definito sul sito dell’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas.
A partire dai valori energetici ed economici appena ricavati, si proseguirà andando a comparare le Best Available Technologies (BAT), allo scopo di individuare le soluzioni migliori in termini di risparmio energetico ed economico.
Il confronto riguarderà il valore assunto dall’Indice di Prestazione Energetica (di seguito chiamato anche EPI, ovvero “Energy Performance Index”) il quale sta ad indicare il livello di efficienza della soluzione considerata. Per quanto concerne gli interventi di riqualificazione energetica degli impianti, come, ad esempio, la sostituzione di un boiler elettrico per la produzione di ACS con un sistema più efficiente a pompa di calore, occorre prestare attenzione a non confondere l’EPI con il rendimento della macchina, anche se ad esso strettamente dipendente e correlato: esso dovrà indicare il quantitativo di energia necessaria per unità di energia di fabbisogno, come ad esempio la quantità di kWh elettrici necessari a fronte di una richiesta di 1 m3 di acqua calda sanitaria: si intuisce, quindi, che ad un minor valore di EPI corrisponde una migliore prestazione della macchina.
L’utilizzo di indicatori diversi rispetto ad un semplice rendimento è utile soprattutto per quegli interventi di riqualificazione profonda in cui sussistono una molteplicità di soluzioni non omogenee tra loro (coibentazione, impianto termico, illuminazione ecc.), ma soprattutto per dare al cliente una visione chiara e intuibile dei risparmi conseguiti tramite l’intervento.
Non è sempre possibile parlare ad un cliente di risparmio utilizzando la definizione di
3.Gli Energy Performance Contracts
COP oppure di rendimento di primo principio, a causa di una possibile mancanza di conoscenza in materia o dalla difficoltà di interpretazione che certi indicatori presentano. L’obiettivo è quello di utilizzare degli EPI utili per i tecnici, al fine di attuare un adeguato confronto tra le diverse soluzioni e per monitorare l’andamento delle soluzioni implementate, ma allo stesso tempo facilmente intuibili, allo scopo di incrementare la percezione del risparmio.
Il valore dell’EPI definito potrebbe variare in funzione del livello di consumo dell’utente finale o del grado di utilizzo dell’impianto o dell’intervento in questione: a seconda dei diversi casi si potranno pensare diverse soluzioni, come ad esempio:
• Nel caso di cambiamenti nel fabbisogno di riscaldamento o raffrescamento, per la quantificazione dei consumi si potrà rifarsi alle normative nazionali ed internazionali vigenti
• Nel caso di installazione/rimozioni di impianti o esecuzione di ulteriori interventi successivi al contratto, le Parti contrattuali effettueranno delle stime per la valutazione dell’impatto atteso
• Se le modifiche sono permanenti ed importanti, si potrà ridefinire la Baseline energetica per gli anni successivi., seguendo degli opportuni criteri oggettivi.
Successivamente alla definizione della baseline occorrerà effettuare un’opportuna analisi di redditività al fine di verificare la bontà dell’investimento prima di passare all’implementazione degli interventi proposti. Senza un’adeguata e precisa valutazione economica c’è il rischio che il risparmio non riesca a far rientrare nei tempi opportuni il capitale investito per l’intervento, a ripagare la rata dell’eventuale mutuo, nonché a generare l’utile di impresa. Tutto il procedimento ruota attorno ad una corretta definizione della Baseline, dalla quale poi deriverà il concetto di risparmio target e le diverse quote di remunerazione nel caso di situazione under-performance ed over-performance.
Tutto ciò fin qui descritto verrà opportunamente spiegato nel dettaglio nel Capitolo 5 attraverso l’esempio applicativo, in modo da rendere più facile la comprensione dei concetti. Nel paragrafo 3.4.5.1, in cui si parlerà del protocollo IPMVP, si faranno delle ulteriori considerazioni utili anche al calcolo della Baseline.
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3.4.3 La figura del “Terzo Responsabile”
Tutte le ESCO interessate a redigere un Contratto di Prestazione Energetica sono obbligate ad assumere il ruolo di “Terzo Responsabile”, dimostrando di avere i requisiti tecnico organizzativi idonei a svolgere le attività di conduzione, manutenzione ordinaria, straordinaria e controllo degli interventi svolti. A titolo di esempio si riportano alcune attività che la ESCO deve essere in grado di garantire, in osservanza degli obblighi derivanti dalla sopracitata nomina:
1) Produrre la documentazione tecnica in seguito all’adeguamento normativo degli interventi effettuati
2) Comunicare eventuali carenze tecniche constatate durante il periodo di esercizio
3) Mantenere le temperature degli ambienti e dell’acqua calda sanitaria entro i limiti imposti dalla normativa vigente e dagli accordi contrattuali, nonché rispettare il periodo annuale definito per l’accensione degli impianti in oggetto, garantendo il funzionamento minimo in regime invernale per evitare il gelo delle tubazioni
4) Programmare verifiche periodiche e mantenere aggiornato il libretto di centrale per le manutenzioni
5) Eseguire attività di consulenza tecnica, nonché assolvere agli obblighi di raccolta e archivio di tutta la documentazione attestante il funzionamento dell’impianto e il raggiungimento dei risparmi.
6) Riconsegnare al cliente gli impianti e le opere nello stato in cui si trovano, nonché tutta la documentazione inerente all’intervento.
La ESCO dovrà accettare di assolvere a tale nomina ai sensi del D.M. 20/12/21012 e accetterà di prendere in consegna il sistema-edificio impianto nello stato in cui si trova, impegnandosi poi, a fine rapporto, a riconsegnare il tutto al cliente nello stesso stato iniziale di manutenzione e conservazione, ad eccezione del normale deperimento dovuto all’uso. Prima della firma del verbale attestante la riconsegna degli impianti dovrà essere eseguito un opportuno sopralluogo da parte di un tecnico abilitato scelto dal cliente o dall’Amministrazione Pubblica. Nel caso in cui nel contratto sia specificato che la ESCO, oltre agli impianti, si impegni a fornire anche il vettore energetico (come ad esempio l’energia elettrica o il gas naturale), al momento della riconsegna del sistema edificio- impianto dovrà eseguirsi anche la voltura delle utenze, le cui spese sono, generalmente, a carico del cliente: durante il periodo contrattuale la ESCO potrà disdire i contratti in essere con i fornitori dei vettori energetici e sottoscriverne di nuovi (ovviamente a sue spese).
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3.4.4 La fase di Gestione e Manutenzione
Una volta firmato il contratto, la ESCO dovrà impegnarsi a controllare e verificare che le opere realizzate e sottoscritte rispettino la normativa vigente, facendo riferimento anche ai relativi regolamenti sanitari laddove previsti.
Solitamente le modalità di accensione e spegnimento degli impianti, nonché i livelli di temperatura interna o dell’acqua di mandata, possono essere decisi dalla stessa ESCO, purché non interferiscano con i livelli di comfort termico, previsti per legge, durante gli orari di occupazione della struttura. Occorre precisare che l’obiettivo è quello di raggiungere un certo livello di efficienza energetica, di conseguenza è fondamentale che sia la ESCO a gestire le modalità di funzionamento del sistema edifico-impianto al fine di raggiungere il risparmio definito contrattualmente, senza per questo precludere il comfort abitativo: in questo consiste la vera definizione di efficienza energetica.
Ovviamente l’utente dovrà essere preventivamente informato riguardo la tecnologia implementata a seguito della sottoscrizione del contratto, mediante attività di consulenza preventiva da parte degli stessi tecnici abilitati a servizio della ESCO, ad esempio attraverso seminari o assemblee condominiali. L’efficienza energetica si fonda, infatti, non soltanto sulla buona riuscita dell’intervento o sul livello tecnologico della soluzione implementata, ma anche su una buona informazione e formazione dell’utilizzatore, il quale sarà poi l’unico responsabile del raggiungimento del risparmio una volta cessato il rapporto contrattuale.
Ovviamente (nel caso di installazione di impianti) a seguito di particolari situazioni, seppure di breve durata, il cliente ha tutto il diritto a richiedere una modifica del regime di utilizzo (ad esempio in caso di giorni caratterizzati da un clima anomalo e particolarmente rigido).
Durante il periodo contrattuale, la ESCO potrà essere chiamata a svolgere il servizio di manutenzione ordinaria, con la quale si intendono tutte le attività atte a ricondurre al normale funzionamento gli interventi effettuati, come ad esempio operazioni di prevenzione di perdite, guasti o intasamenti e che impieghino l’utilizzo di attrezzatura non specifica oppure materiali di uso corrente.
Tutti gli interventi che rientrino in questa categoria dovranno essere preventivamente concordati con il cliente e stabilito un opportuno calendario di intervento al fine di garantire il minor disagio possibile. Tutti questi interventi, se previsti ovviamente nel contratto, vengono solitamente remunerati in una voce specifica del canone versato annualmente dal cliente.
3.Gli Energy Performance Contracts
Tutti gli altri interventi che non ricadono nella definizione precedente sono da considerarsi come manutenzione straordinaria, e riguardano l’utilizzo di attrezzature speciali per il rispristino della funzionalità delle opere a seguito di guasti, interruzioni inaspettate del servizio o altri incidenti che si possono riscontrare durante l’esercizio. Solitamente queste tipologie di interventi non vengono remunerate attraverso una particolare voce del canone, ma mediante un corrispettivo extra contrattuale a carico del cliente stesso, il quale può decidere se avvalersi dei servizi della ESCO oppure di un tecnico di fiducia.
In quanto soggetto responsabile, la ESCO deve essere in grado di intervenire nel più breve tempo possibile secondo quanto definito nel contratto.
Il quantitativo della remunerazione si baserà sulla reale entità dell’operazione da effettuare: molto spesso i clienti possono richiedere l’intervento dei tecnici in seguito a danni di lieve entità o comunque di facile risoluzione, per cui è difficile pensare ad un adeguato rimborso: è opportuno che una ESCO sia sempre in grado di far fronte alle esigenze del cliente e pertanto prevedere una minima perdita derivante dalla risoluzione di queste problematiche durante la redazione del Business Plan.
Nell’ambito della gestione e manutenzione degli impianti si riportano alcuni esempi di interventi che possono essere eseguiti dalla ESCO (se previsti contrattualmente), specificando in tali casi se possono essere presi in carico dall’azienda a seconda che il cliente sia un Condominio oppure una Struttura Collettiva.
Lista interventi erogabili dalla ESCO | Condomini | Strutture collettive | note | |
Raccogliere, conservare e rendere disponibile al Cliente la documentazione tecnica dell'intervento | Spese ESCO | X | X | |
Spese Cliente | ||||
Eseguire l'analisi di idoneità all'esercizio dell'impianto/ del sistema Edificio-Impianto | Spese ESCO | X | X | |
Spese Cliente | ||||
Definire le modalità di esercizio (programmazione, impostazione parametri ecc.) | Spese ESCO | X | X |
3.Gli Energy Performance Contracts
Lista interventi erogabili dalla ESCO | Condomini | Strutture collettive | note | |
dando le istruzioni al personale preposto | Spese Cliente | |||
Assistere il Cliente nella gestione dei rapporti con l'Autorità. | Spese ESCO | X | X | |
Spese Cliente | ||||
Attività ravvisate dal Fornitore ma eccedenti le competenze di quest'ultimo (es. accertamento del corretto utilizzo dell'energia con misura della temperatura interna dei singoli ambienti) | Spese ESCO | X | Nel preventivo prevedere un costo per attività di accertamento e rilievo parametri ambientali | |
Spese Cliente | X | |||
Manutenzione ORDINARIA al fine di mantenere gli interventi in perfette condizioni di funzionamento, con sostituzione dei materiali di consumo. | Spese ESCO | X | X | |
Spese Cliente | ||||
Manutenzione e verifica periodica di carattere ORDINARIO concordata nei tempi e nelle modalità mediante accordo tra le Parti. | Spese ESCO | X | X | |
Spese Cliente | ||||
Predisporre i registri degli interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria, delle verifiche ispettive e periodiche su modello da concordare con il Cliente | Spese ESCO | X | X | |
Spese Cliente | ||||
Ulteriori adeguamenti normativi degli impianti | Spese ESCO | |||
Spese Cliente | X |
3.Gli Energy Performance Contracts
Lista interventi erogabili dalla ESCO | Condomini | Strutture collettive | note | |
Servizio di reperibilità per interventi non urgenti | Spese ESCO | X | X | Per interventi in garanzia previsti contrattualmente |
Spese Cliente | X | X | Per tutti gli altri interventi | |
Servizio di pronto intervento tecnico | Spese ESCO | X | X | Per interventi in garanzia previsti contrattualmente |
Spese Cliente | X | X | Nelle strutture collettive potrebbe essere incluso se previsto nel costo del canone | |
Sistema informativo per la gestione informatizzata (es. gestione documentazione impianti, planimetrie, orari accensione impianti, orari occupazione locali ecc.) | Spese ESCO | X | X | |
Spese Cliente | ||||
Oneri in caso di guasto e/o disfunzione delle apparecchiature di misurazione dell'energia erogata | Spese ESCO | X | X | Per interventi in garanzia previsti contrattualmente |
Spese Cliente | X | X | In caso di guasto imputabile ad un comportamento errato del cliente | |
Richieste extra di ripartizione dei consumi | Spese ESCO | |||
Spese Cliente | X | X |
Tabella 3-Lista dei possibili interventi effettuabili da una ESCO
3.Gli Energy Performance Contracts
3.4.5 Monitoraggio e Verifica dei risparmi
La verifica del risparmio ottenuto è un passo fondamentale per una perfetta collaborazione tra la ESCO e il cliente, permettendo di verificare la correttezza delle previsioni fatte in sede di preparazione del contratto e di stesura del Business Plan, nonché per poter calcolare in maniera univoca l’ammontare della rata che il cliente dovrà versare al fornitore di servizi; senza la verifica del risparmio conseguito, la remunerazione della ESCO dovrebbe effettuarsi mediante delle considerazioni a priori, facendo venire meno la caratteristica delle Energy Service Companies di fornire garanzia del risultato ottenuto. Il monitoraggio è fondamentale non solo per la ESCO ma per lo stesso cliente, in quanto se da una parte c’è la necessità di avere una base veritiera per il pagamento di un canone, dall’altra esso può verificare il corretto operato dell’azienda e contestare la mancanza del raggiungimento del risparmio garantito.
In sede contrattuale è previsto che la ESCO esegua le letture dei contatori o dei sistemi di ripartizione dei consumi a distanza adeguata nel corso della durata dell’esercizio, e che ne dia informazione allo stesso cliente. Quest’ultimo poi, avrà la possibilità di accedere ai sistemi di misurazione ogni qualvolta ne ravvisi la necessità, oppure ne può fare richiesta alla ESCO stessa, la quale si impegnerà a darne tempestiva comunicazione.
Il principio fondamentale che contraddistingue il settore dell’efficienza energetica, è che l’unica modalità per dimostrare il raggiungimento di un obiettivo di risparmio è la misura di un consumo energetico minore rispetto lo storico di riferimento, e allo stesso tempo una riduzione della spesa rispetto la situazione ante-intervento.
Solitamente risulta più utile definire il risparmio in termini energetici piuttosto che monetari, data l’aleatorietà dei prezzi dell’energia che possono portare a delle stime errate dell’importo in bolletta.
Non sempre è facile determinare il risparmio a seguito dell’implementazione di uno o più interventi a causa della molteplicità di fattori coinvolti, nonché le metodologie seguite possono variare a seconda del diverso know-how aziendale.
3.4.5.1 L’ IPMVP
L’International Performance Measurement and Verification Protocol è un protocollo internazionale a cura di EVO (12) (Energy Valuation Organization) che permette di calcolare il risparmio energetico conseguito in seguito ad un intervento di riqualificazione energetica. Il vantaggio principale di avere a disposizione uno strumento di monitoraggio internazionale è quello di non dover stabilire di volta in volta un sistema diverso per ogni tipologia di contratto, contribuendo in questo modo a ridurre il costo per la stessa ESCO e ad aumentare la fiducia del cliente medesimo.
3.Gli Energy Performance Contracts
La struttura dell’IPMVP richiede che si attuino determinate attività in punti chiave dell’intero processo, i quali possono essere riassunti nei seguenti:
a) Verifica operativa: in base alle diverse tipologie di intervento realizzate, si possono attuare delle ispezioni visive oppure la misurazione dei parametri principali di consumo energetico, per un periodo abbastanza lungo in modo da rappresentare, il più possibile, l’intero campo di funzionamento.
b) Definizione del confine di misura: a seconda della diversa soluzione proposta, si può decidere se restringere il confine di misura nell’intorno del singolo intervento realizzato (ad esempio, per la sostituzione di una caldaia condominiale, i limiti potrebbero estendersi dalla linea di alimentazione del gas all’inizio del sistema di distribuzione) oppure esteso all’intero sistema edificio- impianto.
c) Periodi di riferimento e di rendicontazione: per quanto riguarda il primo, il protocollo stabilisce che debba essere il più vicino possibile al periodo temporale in cui si decide di implementare l’intervento stabilito e deve essere rappresentativo delle modalità di funzionamento dell’impianto/struttura. Periodi più lontani potrebbero non rappresentare correttamente le condizioni esistenti appena precedenti l’attuazione dell’intervento e potrebbero causare un’errata caratterizzazione dei risparmi. Anche la durata del periodo di rendicontazione dovrà prendere in considerazione un ciclo di funzionamento normale dell’apparecchiatura o del sistema edificio-impianto.
Il protocollo stabilisce che debbano essere effettuati gli opportuni aggiustamenti dei valori misurati, al fine di porre i consumi registrati nel periodo di rendicontazione sulla stessa base del periodo di riferimento. L’IPMVP definisce due tipologie di aggiustamenti:
a) Ordinari: relativi a tutti quei fattori che normalmente possono influenzare il consumo di energia durante il periodo di rendicontazione (come ad esempio le variabili metereologiche),
b) Straordinari: tutti quei fattori che si pensa normalmente non cambino (come ad esempio la dimensione della struttura, i turni di produzione, le modalità di funzionamento degli impianti ecc.).
Per la misura del risparmio, il protocollo considera quattro diverse metodologie di calcolo, che differiscono per le informazioni necessarie in ingresso e per l’ampiezza del confine considerato. Le opzioni A e B riguardano l’installazione di singoli interventi mentre invece le opzioni C e D riguardano progetti più complessi. A seconda dell’opzione scelta, si dovranno considerare diverse tecniche di misurazione che vanno
3.Gli Energy Performance Contracts
dall’interpretazione delle fatture dell’energia, fornite dal cliente, alla simulazione calibrata dell’intero sistema edificio-impianto. Per progetti più complessi o per l’analisi di singoli interventi, si dovranno utilizzare contatori dedicati o software di simulazione che potrebbero incrementare il costo del servizio di misura.
A titolo informativo ma non esaustivo si riporta una breve descrizione delle quattro opzioni caratterizzanti il protocollo.
Opzione A
Questa opzione prevede l’isolamento del confine di misura, la conoscenza di alcuni parametri e la stima di altri, sulla base di informazioni fornite dall’utente relative ai dati storici, come ad esempio le ore di funzionamento, i dati di targa dichiarati dal costruttore ecc. La metodologia proposta può essere determinata per la costruzione della Baseline di riferimento e, attraverso i parametri dichiarati da costruttore e cliente, è possibile definire il risparmio atteso. Un chiaro esempio potrebbe essere la riqualificazione di un impianto di illuminazione, dove la potenza installata è un dato certo e misurato, mentre le ore di funzionamento sono dichiarate dallo stesso cliente. È un metodo di misura che presenta un più ampio margine di insicurezza rispetto agli altri e deve prevedere delle opportune verifiche periodiche per confermare le assunzioni fatte.
Il vantaggio principale è rappresentato dal minor costo, il quale può andare dall’1% al 5% del costo dell’esecuzione del progetto. Tuttavia talune volte, una buona stima potrebbe comportare un costo più elevato rispetto alla misura del parametro.
Opzione B
Simile all’opzione precedente, anch’essa riguarda l’isolamento del singolo intervento effettuato. In questo caso non si applicano delle stime ma si effettuano delle misurazioni continue, dopo il completamento del progetto, o per un arco temporale definito, di breve o lunga durata. Nella maggior parte dei casi questa rappresenta la scelta migliore per i contratti di prestazione energetica che riguardino i singoli interventi e che richiedono delle valutazioni più affidabili per la determinazione del risparmio e, di conseguenza, del canone monetario annuo. Ovviamente un aumento dell’affidabilità comporta anche dei costi maggiori: solitamente vanno dal 3% al 10% del costo di esecuzione del progetto, dovuti essenzialmente alla necessità di installare dei contatori dedicati.
Opzione C
Questa opzione si applica a tutte quelle situazioni in cui sussiste una molteplice varietà di interventi ed il confine di misura si estende all’intero sistema edificio-impianto. Solitamente ci si avvale dei dati ricavati dalle bollette dell’energia oppure dalle letture
3.Gli Energy Performance Contracts
dei consumi registrati dal contatore del distributore.
La metodologia può essere impiegata in tutti quei casi in cui sussista l’inapplicabilità di un sistema più preciso per motivi tecnici od economici.
Solitamente questa opzione si applica quando i risparmi energetici sono sufficientemente elevati tali da poter essere tangibili a livello dell’intero sistema impianto-struttura.
Opzione D
L’ultima opzione fa riferimento all’implementazione di un modello di simulazione del comportamento del sistema edificio-impianto, nella situazione ante e post intervento, tramite l’ausilio di opportuni software ingegneristici. La metodologia è utile nei casi di progetti di nuova costruzione, ampliamenti strutturali che necessitano di valutazioni separate dal resto, oppure a causa della mancanza di contatori dell’energia nel periodo di riferimento. Il calcolo dei risparmi è definito come la differenza tra l’energia utilizzata nel periodo di riferimento e quella nel periodo di rendicontazione, entrambe ricavate dal modello di simulazione, più i relativi aggiustamenti e calibrazioni. Nel caso di prestazioni pluriennali, l’opzione può essere utilizzata per il primo anno dopo l’attuazione dell’intervento, successivamente può risultare meno costoso implementare l’opzione C. Anche in questo caso il costo dipende dal numero degli interventi e dalla complessità del modello: in genere intorno al 3%-10% del costo di esecuzione del progetto.
3.Gli Energy Performance Contracts
Di seguito si riporta una tabella che riassume la tipologia di opzione consigliata a seconda delle caratteristiche dell’Azione di Miglioramento dell’Efficienza Energetica (AMEE), reperita dal sito dell’Efficiency Valuation Organization.
Tabella 4-Riassunto delle opzioni consigliate a seconda delle caratteristiche del progetto
3.Gli Energy Performance Contracts
3.4.6 Principali rischi e criticità
I rischi connessi alla realizzazione di ogni progetto che abbia come obiettivo il miglioramento dell’efficienza energetica possono essere riassunti nel seguente elenco (13):
• Rischio economico: questa tipologia si riferisce alla possibilità di variazione del costo e degli oneri dovuti ad un incremento della domanda dell’energia. Nella maggior parte dei contratti EPC standard tale rischio è condiviso tra le Parti contrattuali, mentre invece nei modelli a risparmio garantito è la ESCO ad assumersi tutta la responsabilità, allo stesso modo per quanto riguarda la variazione dei costi del materiale o della manodopera.
• Rischio finanziario: la causa principale è da ricercarsi nella scarsa fiducia dei
soggetti finanziatori (ad esempio banche ed istituti di credito) nel recupero del debito tramite il risparmio. Ogni ritardo dovuto ad una non precisa previsione dei tempi di realizzazione, nella consegna delle attrezzature, a risparmi insufficienti ecc. portano ad una mancata restituzione della rata del finanziamento con il conseguente incremento degli oneri a carico del soggetto richiedente il prestito, ovvero, nella maggior parte dei casi, la ESCO stessa.
• Rischio operativo: si riferisce essenzialmente a possibili errori di progettazione, a difetti delle apparecchiature imputabili ad una mancata od insufficiente manutenzione oppure, il più delle volte, a causa di un drastico cambio di comportamento dell’utente. Per esempio se il cliente lamenta un’eccessiva rumorosità dell’impianto o scarsa qualità dell’aria ambiente, questo potrebbe tradursi in una riduzione o aumento delle ore di funzionamento, con pesanti conseguenza nel raggiungimento dei risparmi. In questo caso il rischio è di entrambe le parti contrattuali, in quanto la ESCO non può essere ritenuta completamente responsabile in seguito ad un drastico cambiamento delle condizioni d’uso. Nel contratto dovranno prevedersi delle opportune clausole in modo che la ESCO posse tutelarsi dall’insorgere di queste evenienze.
• Rischio di misura e verifica: tutti quei rischi dovuti ad errori di misura, mancata lettura dei consumi o danneggiamento dei contatori che non permettono di realizzare una corretta contabilizzazione dei risparmi. In questo caso le problematiche si riflettono sia sulla ESCO che sul cliente, in quanto, se da un lato non è possibile effettuare una corretta remunerazione per l’azienda, dall’altra non vi è la presenza di sufficienti valori tali da poter comprovare un‘errata attribuzione del canone al cliente.
3.Gli Energy Performance Contracts
Un’altra importante criticità a cui spesso non è data la giusta importanza è riscontrabile in un ritardo nel pagamento del canone da parte del cliente: a volte il problema sta proprio nella mancanza di liquidità di quest’ultimo. Questo costituisce un importante problema per la ESCO, in quanto percepisce un rallentamento dei propri flussi di cassa positivi. Come già accennato in precedenza, anche la durata è vista sia dal cliente che dalla stessa azienda come una caratteristica peculiare dell’ EPC: dal momento che non tutti i clienti sono disposti ad accettare contratti che si dilungano per più di cinque anni (o addirittura tre nel caso delle industrie), le ESCO potrebbero vedersi chiusa una buona fetta di mercato dell’efficienza energetica, essendo questi utenti solitamente i più energivori e quindi i più redditizi dal punto di vista del risparmio.
Relativamente a quanto appena detto, una delle principali criticità che fungono da vera e propria barriera tecnica all’avvio di tali contratti è la scarsa informazione dei clienti riguardo i propri consumi e sul peso dei costi delle bollette energetiche. Per molti clienti, soprattutto le grandi aziende, risulta di maggior interesse ridurre i costi di investimento iniziali ed essere svincolati da qualsiasi forma contrattuale che possa portare con sé anche un minimo rischio di modifica del core business piuttosto che cercare soluzioni, seppur più onerose, che garantiscano costi di gestione più contenuti; si tratta di una scelta il più delle volte irrazionale, dal momento che i costi operativi di un particolare impianto o macchinario sono determinati dall’analisi dei costi nell’intero periodo di vita.
Un altro aspetto cruciale sono le barriere amministrative dettate dalle leggi e regolamenti delle autorità locali, che possono far lievitare il costo degli interventi e di conseguenza l’applicabilità del contratto stesso.
3.Gli Energy Performance Contracts
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
4 Tecnologie innovative per la climatizzazione
In questo capitolo si riporterà una descrizione completa della tecnologia scelta per l’intervento di efficienza energetica preso in considerazione nel caso studio del presente elaborato.
Il motivo che spinge un professionista nella scelta di una tecnologia rispetto ad un’altra solitamente si basa sul miglior compromesso tra la qualità ed il prezzo dell’intervento. Le scelte possono essere diverse a seconda della politica e della mission aziendale, e possono essere condivise oppure no dagli altri professionisti del settore.
Sinergia S.C. ha fondato la sua mission sull’efficienza energetica e la qualità del servizio offerto, decidendo di implementare soluzioni all’avanguardia ed efficienti per permettere al cliente di ottenere il più alto livello di risparmio.
Installando tecnologie efficienti e allo stato dell’arte, si dà al cliente la garanzia del risultato, consentendogli, a fine rapporto contrattuale, di godere interamente di un elevato risparmio energetico.
Tra le tecnologie di generazione più utilizzate per il riscaldamento si trovano:
• Caldaie a condensazione: sono l’investimento di punta per quanto riguarda la riqualificazione delle centrali termiche dei vecchi condomini. Rappresentano una soluzione facile da implementare, data la maturità tecnologica raggiunta da questi macchinari. La sostanziale differenza rispetto alle caldaie tradizionali consiste nella condensazione dei fumi di scarico allo scopo di sfruttare il calore latente del vapore acqueo presente nei gas. Il risultato è un innalzamento del rendimento di primo principio, dovuto al maggior calore recuperato a parità di combustibile bruciato in ingresso; i valori si attestano sopra l’unità, nettamente maggiori rispetto a quelli raggiunti dalle migliori caldaie tradizionali di vecchia generazione, i quali raggiungono il 93% massimo.
• Pompe di calore: sono macchine in grado di trasferire energia da una sorgente di calore a bassa temperatura ad un pozzo di alta temperatura, mediante l’utilizzo di un compressore alimentato da energia elettrica (fondamentalmente si basano su un ciclo frigorifero in cui l’effetto utile è il calore ceduto al condensatore invece del calore assorbito all’evaporatore), oppure utilizzando la tecnologia dell’assorbimento per effettuare la medesima operazione, sfruttando, in questo caso, vettori energetici diversi quali, ad esempio, il gas naturale di rete oppure l’acqua calda derivante da un impianto solare termico. La tecnologia presenta un certo grado di maturità ed il suo livello di conoscenza verso il cliente finale è aumentato notevolmente rispetto solo qualche anno fa. Le sorgenti e i pozzi termici più utilizzati sono l’aria esterna (o di recupero interna) e l’acqua (le
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
configurazioni più conosciute sono del tipo aria-aria o aria-acqua), ma possono utilizzare anche il terreno come sorgente termica (pompe di calore geotermiche a bassa entalpia)
• Solare termico: la tecnologia permette di trasformare la radiazione solare
incidente sulla superficie del modulo in energia termica, per alimentare un impianto di riscaldamento o per la produzione di acqua calda sanitaria. Tali impianti dovranno prevedere l’installazione di un opportuno accumulo termico e dovranno essere accoppiati a dei sistemi di integrazione per riuscire a coprire l’intero fabbisogno.
La recente normativa impone l’obbligo di installazione di valvole termostatiche di corredo all’installazione di un innovativo sistema di generazione centralizzata nel caso di impianti di emissione a radiatori. Si tratta di particolari valvole da installare sull’alimentazione del terminale e che permettono di regolare in maniera automatica la temperatura degli ambienti interni, sfruttando anche il contributo dovuto agli apporti solari e ai carichi interni.
Esse regolano automaticamente il flusso d’acqua sulla base della temperatura ambiente misurata da un opportuno sensore: quanto più la temperatura si avvicina a quella di settaggio della valvola (regolabile ruotando la manopola graduata dalla posizione “0” alla posizione “max”) tanto più la valvola si chiuderà e ridurrà la portata d’acqua di alimentazione del terminale.
Figura 9-Esempio di valvola termostatica
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Una volta impostata la temperatura desiderata, non bisognerà quindi fare più niente durante il corso della stagione di riscaldamento, oppure si potranno impostare temperature ridotte o di antigelo in periodi di assenza.
È possibile dimostrare che l’implementazione delle valvole termostatiche comporta una riduzione del consumo di energia utile che può andare dal 10% al 15%, dal momento che viene data la possibilità all’utente finale di agire autonomamente sulla temperatura di set- point per ogni singola stanza.
Sono molto vantaggiose per gli impianti centralizzati in quanto evitano il surriscaldamento degli ambienti, i quali costringono l’utente ad adottare soluzioni caratterizzate da un elevato spreco energetico (come l’apertura delle finestre per abbassare la temperatura della stanza). Inoltre presentano effetti positivi sulla stessa distribuzione degli impianti centralizzati: quando i piani più caldi arrivano alla temperatura voluta, le valvole chiudono i radiatori consentendo un maggiore afflusso di acqua ai piani più freddi.
Nel seguente paragrafo verrà descritta dettagliatamente la tecnologia dell’assorbimento specificatamente applicata dalle pompe di calore della ditta Robur S.p.A., che Sinergia
S.C. ha deciso di implementare per la riqualificazione del sistema di generazione assieme all’installazione di opportune caldaie a condensazione per coprire l’intero fabbisogno termico del cliente in esame durante la stagione invernale. Si riporterà, a scopo descrittivo, lo schema interno della macchina e verrà data una spiegazione della metodologia impiegata per valutare un possibile coefficiente di prestazione stagionale. Il metodo implementato per la valutazione delle prestazioni è quello descritto dalla norma UNI-TS 11300-4 con alcune variazioni ricavate dalla letteratura scientifica. L’azienda è stata molto disponibile a dare informazioni tecniche in merito ai macchinari, nonché a mettere a disposizione sul suo sito internet tutti i dati di targa e prestazionali delle macchine scelte e a fornire i prezzi di listino non solo delle pompe di calore ma anche di tutta l’attrezzatura e gli accessori di corredo, necessari ad una corretta installazione e messa in opera.
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
4.1 Le pompe di calore Robur GAHP-A
Le pompe di calore Robur della serie GAHP-A sono delle innovative pompe di calore che si basano sul ciclo termodinamico dell’assorbimento, funzionanti con la coppia di fluidi NH3 – H2O, in cui l’ammoniaca rappresenta il fluido frigorifero. La configurazione è del tipo aria-acqua ed il calore necessario al generatore è fornito mediante la combustione di gas naturale fornito dalla rete di distribuzione. Sono dotate di recuperatore per il calore di condensazione dei fumi ed utilizzano l’aria esterna in qualità di fonte energetica rinnovabile (in media pari al 36% della potenza termica utile, in base a quanto dichiarato dalla casa costruttrice). I componenti elettromeccanici che costituiscono tutte le apparecchiature in pompa di calore GAHP-A si riducono al bruciatore, al ventilatore e alla pompa delle soluzioni. Questo permette un minor consumo di energia elettrica nonché un abbassamento dei costi di manutenzione sui componenti che possono essere soggetti ad usura. Il circuito ermetico non abbisogna di rabbocchi periodici durante l’intero ciclo di vita del prodotto, diversamente dai cicli a compressione.
Le pompe di calore della serie GAHP-A sono prodotte nella versione HT (High Temperature) o LT (Low Temperature) a seconda della temperatura di mandata dell’acqua di alimentazione dell’impianto. Nel caso preso in esame, date le caratteristiche del sistema di emissione, costituito da radiatori con annesse valvole termostatiche, è stata presa in considerazione soltanto la versione HT, con le quali è possibile ottenere una temperatura massima di alimentazione di 65°C ed una massima temperatura di ritorno di 55°C. Per un funzionamento continuo va considerata una temperatura minima di ritorno dall’impianto pari a 30°C, a fronte di una minima temperatura di mandata di 40°C. Per quanto riguarda l’aria esterna, il produttore ha dichiarato il funzionamento nel range tra i
-20°C e i + 40°C.
Si può pertanto concludere che la versione HT risulta ottimale per servire impianti esistenti a radiatori, in cui le temperature di mandata si aggirano intorno ai 60-65°C (retrofit). Il modello considerato può essere utilizzato soltanto per l’installazione esterna e può essere efficientemente impiegato per edifici adibiti ad uso residenziale, commerciale, industriale, terziario, alberghiero e in edifici pubblici (scuole, ospedali, musei, luoghi di culto, centri ricreativi e/o sportivi ecc.) per la realizzazione di impianti idronici costituiti da terminali di scambio quali: pannelli radianti da parete, soffitto o pavimento, ventilconvettori, scambiatori di calore di ogni tipo e geometria, radiatori tradizionali opportunamente dimensionati. Sfruttando inoltre la condensazione dei fumi, permettono di elevare ulteriormente l’efficienza della macchina, permettendo di utilizzare canne fumarie tradizionali in polipropilene. Le unità sono nella versione standard con ventilatore tradizionale, oppure nella versione silenziata, caratterizzata da un ventilatore a pale maggiorate: la scelta è ricaduta su quest’ultima versione.
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Nel caso si ravvisi la necessità di una potenza installata tale da optare per la scelta di due o più macchine, la Robur fornisce all’utente gruppi di unità realizzati in configurazione pre-assemblata a regola d’arte. Nel caso studio preso in esame la scelta è ricaduta proprio su questo caso, scegliendo di installare due unità GAHP-A pre-assemblate. L’azienda offre anche la possibilità di accoppiare le pompe di calore con caldaie a condensazione di loro produzione (ovvero i modelli AY Condensing). Mediante un opportuno sistema di regolazione, è possibile mettere in comunicazione le pompe di calore anche con generatori di altre tipologie e produttori. L’efficienza delle pompe di calore GAHP-A è scarsamente influenzata dalla temperatura esterna a differenza delle tradizionali pompe di calore elettriche.
Inoltre, dato il range di temperature esterne di funzionamento dichiarate, è possibile prevederne l’installazione anche in zone climatiche caratterizzate da un clima particolarmente rigido.
Come si vedrà più avanti, le caratteristiche prestazionali dichiarate dal produttore secondo la norma UNI EN 12309-2 permettono alla macchina di accedere agli incentivi previsti dal Conto Termico 2.0, sia per quanto riguarda le sole pompe di calore che per i sistemi ibridi Robur, ovvero pompa di calore e caldaia a condensazione, assemblati in fabbrica o “factory made”.
Nelle pagine seguenti verranno riportate le schede tecniche e le informazioni ricavate dal sito dell’azienda (14). Per quanto riguarda i valori di potenza e GUE al variare della temperatura esterna e dell’acqua di impianto, verranno opportunamente riportati nel paragrafo dedicato alla valutazione delle prestazioni stagionali.
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Figura 10-Pompa di calore singola Robur modello GAHP-A versione “silenziata”
FONTE: Robur
Figura 11-Vista frontale e laterale pompa di calore GAHP-A versione "silenziata" FONTE: Robur
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
CARATTERISTICHE TECNICHE GAHP-A versione HT | ||||
PRESTAZIONI NOMINALI | Unità Misura | GAHP-A HT Standard | GAHP-A HT Silenziata | |
TEMPERATURA ARIA ESTERNA (bulbo secco/bulbo umido) | °C | 7/6 | ||
TEMPERATURA ACQUA USCITA | °C | 50 | ||
POTENZA TERMICA (1) | kW | 38,3 | ||
G.U.E. (Efficienza di Utilizzo del Gas) (1) | % | 152 | ||
PORTATA ACQUA UTENZA (At=10°C) | l/h | 3000 | ||
PERDITA DI CARICO INTERNA ALLA PORTATA NOMINALE (2) | bar | 0,43 | ||
LIMITI OPERATIVI | ||||
TEMPERATURE ARIA ESTERNA (bulbo secco) (campo di funzionamento) | massima minima (3) | °C °C | +40 -20 | |
PORTATA ACQUA UTENZA | massima | l/h | 4000 | |
minima | l/h | 1400 | ||
TEMPERATURA ACQUA INGRESSO | massima minima (4) | °C °C | 55 30 | |
TEMPERATURA ACQUA USCITA (At=10°C) | massima | °C | 65 | |
CARATTERISTICHE DEL BRUCIATORE | ||||
PORTATA TERMICA AL BRUCIATORE | nominale | kW | 25,7 | |
(1013 mbar – 15°C) | reale | kW | 25,2 | |
CONSUMO GAS NATURALE G20 (5) (1013 mbar – 15°C) | nominale reale | m3/h m3/h | 2,72 2,67 | |
CONSUMO GAS G.P.L. G30/G31 (6) | nominale | kg/h | 2,03/2,00 | |
(1013 mbar – 15°C) | reale | kg/h | 1,99/1,96 | |
DATI DI INSTALLAZIONE | ||||
TENSIONE ALIMENTAZIONE ELETTRICA | 230 V 1N - 50 Hz | |||
TIPO DI ALIMENTAZIONE ELETTRICA | MONOFASE | |||
GRADO DI PROTEZIONE ELETTRICA | IP X5D | |||
POTENZA ELETTRICA ASSORBITA (7) | nominale | kW | 0,90 | 1,09 |
PRESSIONE DI ALIMENTAZIONE | NATURALE G20 | mbar | 17 ÷ 25 | |
RETE GAS | G.P.L. G30/G31 | mbar | 25 ÷ 35 | |
DIAMETRO ATTACCO GAS | " | ¾" F | ||
PRESSIONE MASSIMA DI ESERCIZIO | bar | 4 | ||
CONTENUTO D’ACQUA ALL’INTERNO DELL’APPARECCHIO | l | 4 | ||
DIAMETRO ATTACCHI ACQUA (USCITA / INGRESSO) | " | 1" ¼ F | ||
TIPO DI INSTALLAZIONE | X00, X00, X00 | |||
XXXXXXX FUMI | NATURALE G20 | kg/h | 42 | |
G.P.L. G30/G31 | kg/h | 43/48 | ||
TEMPERATURA FUMI | NATURALE G20 | °C | 65 | |
G.P.L. G30 | °C | 65 | ||
PREVALENZA RESIDUA FUMI | Pa | 80 | ||
PERCENTUALE NOMINALE CO2 NEI FUMI | NATURALE G20 | % | 9,1 | |
G.P.L. G30 | % | 10,4 | ||
G.P.L. G31 | % | 9,1 | ||
CLASSE DI EMISSIONE NOX | 5 | |||
EMISSIONE NOX (media ponderata secondo EN 1020) | ppm | 25 | ||
EMISSIONE CO | ppm | 34 | ||
DIAMETRO TUBO EVACUAZIONE FUMI | mm | 80 | ||
PORTATA ACQUA DI CONDENSAZIONE | massima | l/h | 4,0 | |
LIVELLO DI PRESSIONE SONORA A 10 METRI (8) | massima | dB(A) | 54 | 45 |
PESO IN FUNZIONAMENTO | kg | 390 | 400 | |
DIMENSIONI (9) | larghezza | mm | 848 | 848 |
profondità | mm | 1258 | 1258 | |
altezza | mm | 1281 | 1537 | |
Tabella 5-Scheda tecnica GAHP-A versione HT FONTE: Robur
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
La seguente figura riporta la struttura e le dimensioni di un link pre-assemblato composto da due unità GAHP-A.
Figura 12-Vista frontale ed orizzontale link composto da due unità GAHP-A FONTE: Robur
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Di seguito invece si riportano le caratteristiche tecniche del link.
| |||
CODICE | FGAA000636 | ||
Descrizione | RTA00-266 HT S1 MET/NAT ITA CV | ||
Composizione unità | 2 GAHP-A | ||
Circuito idraulico | 2 tubi | ||
Ventilatore | Brushless | ||
Tipo alimentazione | MET/NAT | ||
circolatori | Circuito primario | // | |
Wilo Yonos HF7 | // | ||
DATI BASE | |||
Potenza termica Totale (*) | (A7/W50) | 76.6 kW | |
(A-7/W60) | 55.0 kW | ||
Potenza termica GAHP (*) | (A7/W50) | 76.6 kW | |
(A-7/W60) | 55.0 kW | ||
Potenza termica Caldaia/e | - kW | ||
Temperatura massima di servizio Riscaldamento | 65.0 °C | ||
Temperatura massima di servizio ACS | 70.0 °C | ||
ΔT nominale acqua calda | 10.0 °C | ||
Range di servizio acqua calda (temeperatura esterna bulbo secco) | Min: - | 15 / Max: 40 °C | |
Potenza frigorifera (*) | 0.0 kW | ||
Potenza termica refrigeratore con recupero termico (*) | - kW | ||
Portata termica reale massima | (1013mbar 15°C) | 51.4 kW | |
Consumo combustibile massimo | 5.44 m3/h | ||
Potenza elettrica nominale massima | 1.78 kW | ||
Tensione di alimentazione e grado di protezione elettrica | 400 | V 3N - 50 Hz - IP X5D | |
Prevalenza residua circuito primario | 19.6 kPa | ||
Attacchi idraulici | 2" M | ||
Attacchi Gas | 1" 1/2 F | ||
Peso | 1059.0 kg | ||
DIMENSIONI | |||
Lunghezza | 2314.0 mm | ||
Profondità | 1245.0 mm | ||
Altezza | 1660.0 mm | ||
(*) per punti di funzionamento: vedi manuale di progettazione e libretto istruzioni | |||
Tabella 6-Caratteristiche tecniche modulo composto da due unità GAHP-A
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
4.2 Descrizione del ciclo ad assorbimento nelle unità GAHP-A
Rispetto al classico ciclo frigorifero a compressione di vapore, il sistema adottato differisce per l’introduzione delle fasi di generazione ed assorbimento al posto del classico compressore presente nelle pompe di calore elettriche. La fase di generazione consente l’evaporazione del componente più volatile della miscela (in questo caso l’NH3) mediante la combustione del gas naturale ed è preceduta da una serie di scambi termici di pre-riscaldo della soluzione in ingresso al generatore. Nella fase di assorbimento, invece, si ha la miscelazione della soluzione povera di ritorno dal generatore con il fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore, liberando calore verso l’ambiente esterno. Ovviamente è presente una pompa della soluzione per permettere l’innalzamento di pressione richiesto dal ciclo, consentendo il ritorno della miscela al generatore e ricominciare, così, l’intero processo.
Al fine di rendere più chiara la comprensione del ciclo, si riporta uno schema interno della macchina e una descrizione delle diverse fasi.
Figura 13-Schema circuito interno di una GAHP-A FONTE: Robur
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Il bruciatore a gas fornisce l’apporto di calore necessario a provocare la separazione dei due componenti della miscela, facendo evaporare l’ammoniaca (fluido “giallo” in figura) nella colonna di distillazione. L’insieme di questi due componenti caratterizza quello che comunemente viene chiamato “generatore” in una macchina ad assorbimento. Il fluido refrigerante, dopo avere passato un opportuno rettificatore in cui si depura dalle ultime gocce d’acqua ancora presenti, passa all’interno di uno scambiatore a fascio tubiero dove condensa scambiando il calore latente con l’acqua dell’impianto di riscaldamento.
Questo costituisce il primo effetto utile del ciclo.
In seguito l’ammoniaca liquida ottenuta in uscita (in verde nella figura) subisce una prima laminazione, un successivo raffreddamento passando attraverso uno scambiatore tubo in tubo, per poi venir laminata ulteriormente in modo tale da raggiungere i giusti livelli di pressione e temperatura.
Il flusso di ammoniaca liquida viene successivamente diviso in due diramazioni e mandato alla batteria alettata, dove viene fatto evaporare sottraendo calore all’aria esterna.
Il vapore di ammoniaca viene surriscaldato nello scambiatore tubo in tubo e viene inviato all’assorbitore/rigeneratore, dove viene a contatto con la soluzione povera (in rosso) nebulizzata dall’alto al fine di ripristinare la soluzione ricca di partenza, che si raccoglierà dal basso (in arancione). Poiché la reazione di assorbimento dovrà cedere ulteriore calore per potersi espletare completamente, la soluzione ricca viene rimandata nello scambiatore a fascio tubiero allo scopo di rilasciare il calore residuo all’acqua di alimentazione dell’impianto.
Questo costituisce il secondo effetto utile del ciclo.
Infine la soluzione viene inviata nuovamente al generatore attraverso la pompa delle soluzioni, passando prima per il rettificatore e poi per il serpentino dell’assorbitore (che ora svolge il ruolo di rigeneratore) dove si pre-riscalda recuperando calore dal ciclo stesso.
Essendo una pompa di calore aria-acqua è necessario prevedere la possibilità di formazione di ghiaccio sulle superfici della batteria alettata: il defrosting per questa tipologia di macchine si attua deviando una parte del flusso di ammoniaca dall’ingresso dello scambiatore a fascio tubiero verso la batteria alettata, mediante l’utilizzo di un’opportuna valvola. In questo modo non è necessario invertire il ciclo o attivare ausiliari elettrici. Questo perché, come si vede dallo schema, soltanto uno dei due apporti termici viene deviato verso la batteria, consentendo un rapido sbrinamento (in tempi dell’ordine dei 180 secondi, dichiarati da Robur) mantenendo allo stesso tempo il 50% di potenza al circuito di riscaldamento, senza alterare in modo sensibile l’efficienza della macchina.
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
4.3 Altre tecnologie
Di seguito si riporta una descrizione delle tecnologie a condensazione prese in considerazione in questo elaborato.
Robur AY-CONDENSING
L’unità AY è una caldaia a condensazione ad alta efficienza in grado di fornire acqua calda fino a 80°C. L’apparecchio è dotato di uno scambiatore di calore per separare il circuito idraulico interno dal circuito idraulico dell’impianto. La macchina rappresenta la soluzione ideale per essere integrata ai generatori ad assorbimento Robur per fornire la potenza di picco, dove le condizioni climatiche o economiche lo rendano conveniente. Grazie alle elevate efficienze in gioco permettono l’accesso agli incentivi, sia alle detrazioni del 65% e 50% che al Conto Termico 2.0. La peculiarità è data dalla possibilità di accoppiarle per formare un unico gruppo termico modulare funzionante in cascata; l’azienda offre la possibilità al cliente di richiedere gruppi dimensionati ad hoc, anche abbinati ad unità ad assorbimento o refrigeratori Robur.
Figura 14-Vista frontale e laterale Robur AY Condensing
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Di seguito la scheda tecnica dal sito del produttore.
Tabella 7-Scheda tecnica AY Condensing
I generatori a condensazione Robur possono essere accoppiati alle pompe di calore viste nei paragrafi precedenti, al fine di creare delle ottime soluzioni modulari per poter andare in contro a tutte le esigenze progettistiche e dimensionali. L’azienda fornisce i seguenti gruppi pre-assemblati factory made:
Tabella 8-Gruppi multipli pre-assemblati da Robur
L’installazione di questi gruppi è sempre esterna.
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Caldaia a condensazione BAXI Power HT
È una semplice caldaia a condensazione ad alta efficienza, caratterizzata da un alto grado di modulazione, permettendo di gestire più di una installazione in cascata mediante un pannello di controllo digitale con elettronica evoluta. L’installazione è a basamento. La tecnologia è stata presa in considerazione dato il prezzo veramente irrisorio offerto dal produttore, come si vedrà in seguito quando verrà effettuata l’analisi dell’investimento. Di seguito si riporta una scheda tecnica allo scopo di indicarne le caratteristiche: il modello preso in esame è il Power HT 1.18.
Tabella 9-Caratteristiche tecniche BAXI Power HT
Le dimensioni (h x l x p) sono 1455*692*1008 mm per un peso netto di 240 kg. La potenza elettrica nominale è di 000 X, 00 W in modalità ridotta e 4 W in stand-by.
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
4.4 Calcolo delle prestazioni stagionali
In questo paragrafo si riporterà il metodo seguito per il calcolo delle prestazioni invernali dei sistemi a pompa di calore GAHP-A abbinati ai generatori di calore visti nella sezione precedente.
4.4.1 Descrizione del metodo dei bin
La norma italiana UNI TS 11300-4 (15) utilizza il metodo dei bin per schematizzare il clima esterno nella valutazione delle prestazioni stagionali delle pompe di calore aria- acqua. Un bin rappresenta il numero di ore in cui l’aria esterna assume un valore di temperatura che cade entro un intervallo ampio 1 K e centrato su un valore intero di temperatura. La norma italiana prevede un metodo di calcolo basato su una distribuzione gaussiana di temperatura esterna, che utilizza come valori in ingresso i dati locali di temperatura di progetto, temperatura esterna e irraggiamento medi mensili.
Il metodo prevede l’utilizzo dei dati climatici della norma italiana UNI TS 10349, nella quale è possibile trovare i valori di temperatura esterna ed irraggiamento per tutti i capoluoghi di provincia italiani e la metodologia per ricavare da essi i valori per tutte le altre località non comprese nell’elenco.
Temperatura esterna e di progetto
La norma UNI TS 10349 permette il calcolo della temperatura esterna media mensile anche per le località che non sono capoluoghi di provincia, tenendo conto della corretta localizzazione ed altitudine, applicando la seguente formula:
𝜃𝑒 = 𝜃𝑒𝑟 − (𝑧 − 𝑧𝑟) ∗ 𝛿
Dove:
• θer è la temperatura del capoluogo di provincia della località in esame
• z è l’altitudine s.l.m. della località considerata
• zr è l’altitudine s.l.m. del capoluogo di provincia
• δ è il gradiente verticale di temperatura in funzione della zona geografica (nel caso in esame è pari a 1/178 per le località dell’Italia settentrionale transpadana)
La temperatura di progetto è fissata a Tprog = -5°C secondo normativa.
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Irradiazione solare giornaliera media mensile
I valori di irradiazione solare media giornaliera, sia diffusa che diretta, sono tabulati all’interno della norma per tutti i capoluoghi di provincia italiani. Per le località non comprese è possibile calcolare un’irradiazione corretta che tenga conto della diversa localizzazione, rispetto al capoluogo, applicando la seguente formula:
𝐻𝑟2 − 𝐻𝑟1
Dove:
𝐻 = 𝐻𝑟1 +
𝜑𝑟2 − 𝜑𝑟1
∗ (𝜑 − 𝜑𝑟1)
• Hr1 è l’irradiazione solare della prima località di riferimento
• Hr2 è l’irradiazione solare nella seconda località di riferimento
• Φr1 è la latitudine della prima località di riferimento
• Φr2 è la latitudine della seconda località di riferimento
• Φ è la latitudine della località considerata
Si riportano in questa sezione i dati climatici delle località prese in considerazione nel corso del presente elaborato: i dati di Belluno hanno come unico scopo quello di effettuare una corretta interpolazione per ricavare le caratteristiche climatiche di Bassano del Grappa, località dove è prevista l’installazione delle macchine per il caso studio (come si vedrà in seguito).
DATI CLIMATICI DA NORMA UNI TS 10349 | |||||||
ottobre | novembre | dicembre | gennaio | febbraio | marzo | aprile | |
m.s.l.m VICENZA | 39 | ||||||
t_media_VICENZA [°C] | 13,9 | 8,5 | 4,1 | 2,4 | 4,2 | 8,5 | 12,9 |
Hdh_VICENZA [MJ/m2] | 3,8 | 2,5 | 2 | 2,3 | 3,4 | 5 | 6,6 |
Hbh_VICENZA [MJ/m2] | 5,5 | 2,9 | 2,4 | 2,3 | 4 | 6,8 | 8,7 |
Latitudine VICENZA [°] | 45,53 | ||||||
Hdh_BELLUNO [MJ/m2] | 3,8 | 2,5 | 2 | 2,3 | 3,4 | 4,9 | 6,7 |
Hbh_ BELLUNO [MJ/m2] | 5,3 | 2,3 | 1,9 | 2 | 4,1 | 7 | 8,6 |
Latitudine_ BELLUNO [°] | 46,13 | ||||||
Tabella 10-Temperature e irradiazioni medie mensile delle due località di riferimento
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Le caratteristiche climatiche ricavate per Bassano del Grappa sono riassunte nella tabella seguente:
CARATTERISTIHE CLIMATICHE BASSANO | |||||||
ottobre | novembre | dicembre | gennaio | febbraio | marzo | aprile | |
m.s.l.m BASSANO | 129 | ||||||
t_media_BASSANO [°C] | 13,4 | 8,0 | 3,6 | 1,9 | 3,7 | 8,0 | 12,4 |
Latitudine_BASSANO [°] | 45,77 | ||||||
Hdh_BASSANO [MJ/m2] | 3,80 | 2,50 | 2,00 | 2,30 | 3,40 | 4,96 | 6,64 |
Hbh_BASSANO [MJ/m2] | 5,42 | 2,67 | 2,21 | 2,18 | 4,04 | 6,88 | 8,66 |
H-mese [MJ/m2] | 9,22 | 5,17 | 4,21 | 4,48 | 7,44 | 11,84 | 15,30 |
Tabella 11-Caratteristiche climatiche ricavate per Bassano del Grappa
La distribuzione gaussiana prevede il calcolo di uno scarto quadratico medio mensile che secondo normativa presenta la seguente formulazione:
𝜎𝑚𝑒𝑠𝑒 = ∆ 𝜎𝑀𝐴𝑋 ∗ 𝑘𝑐𝑜𝑟𝑟,𝜎,𝑚𝑒𝑠𝑒
dove:
• kcorr.σ,mese è un fattore correttivo definito dalla norma e presente i seguenti valori
ottobre | novembre | dicembre | gennaio | febbraio | marzo | aprile | |
k_corr_sc_mese | 0 | 0 | 0,5 | 1 | 0,5 | 0 | 0 |
• ∆σmax è invece dato formula:
2
∆ 𝜎𝑀𝐴𝑋 = −0.502 − 0.15825 ∗ (𝜃𝑚𝑒𝑠𝑒,01 − 𝜃𝑝𝑟𝑜𝑔) + 0.06375 ∗ (𝜃𝑚𝑒𝑠𝑒,01 − 𝜃𝑝𝑟𝑜𝑔) − 𝐻𝑚𝑒𝑠𝑒,01 ∗ 0.16
dove i valori di θ_mese,01 e Hmese,01 sono quelli relativi al mese di gennaio, assunto come mese più freddo dell’anno.
Il fattore di densità Kbin,mese è invece dato dalla seguente formula:
1 1 𝜃𝑏𝑖𝑛−𝜃𝑚𝑒𝑠𝑒 2
𝐾𝑏𝑖𝑛,𝑚𝑒𝑠𝑒
= ∗ 𝑒−2∗(
𝜎𝑚𝑒𝑠𝑒 ∗ √2𝜋
𝜎𝑚𝑒𝑠𝑒 )
∗ ∆𝜃𝑏𝑖𝑛
Conseguentemente la durata teorica del bin si calcola come:
𝑡𝑏𝑖𝑛,𝑚𝑒𝑠𝑒,𝑡ℎ = 𝐾𝑏𝑖𝑛,𝑚𝑒𝑠𝑒 ∗ 𝑡𝑚𝑒𝑠𝑒
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Dove con tmese si intende proprio la durata del mese in ore: dal momento che Xxxxxxx ed Aprile si considerano soltanto a metà nella stagione di riscaldamento, si divide banalmente il numero di ore totali di quei mesi per 2. Dato che la distribuzione normale si estende all’infinito, la norma dice di porre uguale a zero quei bin di temperatura inferiori all’1,5 % della durata del mese: si procede così ricalcolando l’effettiva durata dei bin mediante la seguente formula:
𝑡𝑏𝑖𝑛,𝑚𝑒𝑠𝑒 = 𝑡𝑚𝑒𝑠𝑒 ∗
𝑡𝑏𝑖𝑛,𝑚𝑒𝑠𝑒,𝑡ℎ
∑ 𝑡𝑏𝑖𝑛,𝑚𝑒𝑠𝑒,𝑡ℎ
A titolo di esempio, si riporta di seguito la distribuzione dei bin per Bassano del Grappa:
h_mese | 372 | 720 | 744 | 744 | 672 | 744 | 360 | |
Temperatura | ottobre | novembre | dicembre | gennaio | febbraio | marzo | aprile | TOT |
-5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
-4 | 0 | 0 | 0 | 18 | 0 | 0 | 0 | 18 |
-3 | 0 | 0 | 0 | 31 | 11 | 0 | 0 | 42 |
-2 | 0 | 0 | 15 | 47 | 20 | 0 | 0 | 82 |
-1 | 0 | 0 | 29 | 64 | 31 | 0 | 0 | 125 |
0 | 0 | 0 | 48 | 81 | 45 | 0 | 0 | 174 |
1 | 0 | 0 | 71 | 92 | 60 | 14 | 0 | 238 |
2 | 0 | 0 | 93 | 96 | 73 | 22 | 0 | 284 |
3 | 0 | 19 | 106 | 90 | 81 | 34 | 0 | 330 |
4 | 0 | 36 | 107 | 78 | 83 | 47 | 0 | 350 |
5 | 0 | 59 | 96 | 61 | 77 | 60 | 8 | 361 |
6 | 0 | 85 | 76 | 43 | 66 | 72 | 12 | 353 |
7 | 7 | 106 | 53 | 28 | 51 | 81 | 16 | 341 |
8 | 12 | 113 | 32 | 16 | 36 | 84 | 21 | 315 |
9 | 19 | 105 | 18 | 0 | 24 | 81 | 26 | 273 |
10 | 27 | 85 | 0 | 0 | 14 | 72 | 31 | 229 |
11 | 36 | 59 | 0 | 0 | 0 | 60 | 34 | 189 |
12 | 43 | 35 | 0 | 0 | 0 | 47 | 36 | 161 |
13 | 46 | 18 | 0 | 0 | 0 | 33 | 36 | 134 |
14 | 46 | 0 | 0 | 0 | 0 | 22 | 33 | 102 |
15 | 42 | 0 | 0 | 0 | 0 | 14 | 30 | 85 |
16 | 34 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 25 | 59 |
17 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 46 |
18 | 17 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15 | 32 |
19 | 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 11 | 22 |
20 | 6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 7 | 13 |
21 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
22 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
23 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
24 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Tabella 12-Distribuzione dei bin di temperatura per Bassano del Grappa
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Le caratteristiche termiche della struttura per la quale la pompa di calore integra il fabbisogno di riscaldamento durante il periodo invernale sono schematizzate con la firma energetica dell’edificio, che fornisce l’andamento della potenza termica richiesta in funzione della temperatura dell’aria esterna. Assumendo un andamento lineare, come spesso accade, la retta è facilmente identificabile una volta fissata il valore della temperatura esterna per cui il carico si annulla e la potenza richiesta dall’edificio alle condizioni di progetto.
Conseguentemente è possibile calcolare la potenza termica richiesta dall’edificio nell’i- esimo bin di temperatura Pb(i) utilizzando la seguente formula:
𝑃 (𝑖) = 𝑃
𝑇𝐻,𝑜𝑓𝑓 − 𝑇𝑒𝑠𝑡(𝑖)
( )
𝑏 𝑝𝑟𝑜𝑔
𝑇𝐻,𝑜𝑓𝑓 − 𝑇𝑝𝑟𝑜𝑔
La corrispondente richiesta energetica dell’edificio Qb(i) si ottiene moltiplicando la potenza dell’i-esimo bin ottenuta con la formula precedente con la durata dell’i-esimo bin.
𝑄𝑏(𝑖) = 𝑃𝑏(𝑖) ∗ 𝑡𝑏𝑖𝑛(𝑖)
4.4.2 Caratterizzazione della Pompa di Calore
Nel presente paragrafo si riporterà la valutazione della performance stagionale delle pompe di calore Robur GAHP-A seguendo in parte la normativa UNI TS 11300-4 ed in parte il metodo esposto in (16), il quale può essere opportunamente adattato alle pompe di calore a gas nonostante faccia riferimento a pompe di calore elettriche. Il calcolo è stato effettuato al fine di ottenere un valore di G.U.E. stagionale sufficientemente coerente allo scopo di essere utilizzato come parametro per la costruzione del relativo contratto EPC. La potenza termica ed il GUE della macchina variano in funzione della temperatura esterna e della temperatura dell’acqua di mandata (o di ritorno). La Robur mette a disposizione, sul suo sito, tutte le informazioni necessarie al calcolo delle prestazioni della macchina, fornendo i valori di potenza e G.U.E. al variare delle condizioni sopracitate, in condizioni di funzionamento a carico nominale (CR=1). Si riportano di seguito le relative tabelle prese dal manuale di progettazione (17)
.
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
45,0
40,0
T_mandata
40°C
35,0
T_mandata
45°C
30,0
T_mandata
50°C
25,0
T_mandata
55°C
20,0
T_mandata
60°C
15,0
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
T_mandata
20 65°C
T_esterna [°C]
Potenza erogata [kW]
Tabella 13 – Valori di potenza unitaria al variare della temperatura esterna e dell'acqua dell'impianto
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
1,700
1,600
T_mandata
40°C
1,500
T_mandata
1,400 45°C
1,300
T_mandata
50°C
1,200
T_mandata
1,100 55°C
1,000
T_mandata
60°C
0,900
T_mandata
0,800 65°C
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
T_esterna [°C]
GUE
Tabella 14 – Valori di G.U.E. al variare della temperatura esterna e dell'acqua dell'impianto
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Calcolo dell’energia erogata dalla pompa di calore
Una volta definita la firma energetica dell’edificio e noto l’andamento della potenza e del
G.U.E. in base ai dati forniti dal costruttore, il metodo prosegue calcolando l’energia erogata dalla pompa di calore per ogni bin di temperatura applicando la seguente formula.
𝑄ℎ𝑝(𝑖) = 𝑃ℎ𝑝(𝑖) ∗ 𝑡𝑏𝑖𝑛(𝑖) ∗ 𝐶𝑅(𝑖)
Dove:
• Php(i) è la potenza erogata dalla pompa di calore a carico nominale nell’i-esimo bin, il cui valore è indicato nelle tabelle sopra riportate
• tbin(i) è la durata dell’i-esimo bin di temperatura
• CR(i) è il fattore di carico della macchina, definito come il rapporto tra la potenza richiesta dall’edificio nell’i-esimo bin e quella erogata dalla pompa di calore a carico nominale. Per valori del rapporto superiori all’unità, la macchina lavorerà nelle condizioni di carico massimo e sarà necessaria un’opportuna integrazione termica.
• Qhp(i) è l’energia erogata dalla pompa di calore nell’i-esimo bin
Calcolo dei fabbisogni di energia
Il calcolo dei fabbisogni di energia in ingresso si effettua in base al fattore di carico CR, tenendo conto delle temperature Tcut-off, TH,off e la temperatura limite della sorgente fredda definita dal costruttore (TOL), al di sotto della quale la macchina si arresta: nonostante i valori di potenza e di G.U.E. dichiarati arrivino a temperature di -20 °C, il costruttore ha definito una TOL = -15 °C.
Se il fattore di carico CR è maggiore o uguale a 1 e la temperatura è maggiore di Tcut-off, la pompa di calore è attiva ed è in grado di fornire tutta la potenza richiesta nel bin, ma il funzionamento è a carico parziale ed il GUE dovrà essere opportunamente corretto. La normativa impone che il valore di GUE a carico nominale venga moltiplicato per un opportuno fattore correttivo Cd, legato al fattore di carico CR, che dovrà essere fornito dal costruttore. La normativa fornisce dei valori di default per le pompe di calore sprovviste di serbatoio inerziale:
Coefficiente correttivo GUE per CR<1 – GAHP tipo ON-OFF
senza serbatoio EWC = 0 L/kW
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0,00
0,20
0,40
0,60
CR
0,80
1,00
1,20
Cd
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Coefficiente correttivo GUE per CR<1 – GAHP tipo MODULANTE
senza serbatoio EWC = 0 L/kW
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0,00
0,20
0,40
0,60
CR
0,80
1,00
1,20
Cd
Nel caso in cui fosse presente un serbatoio inerziale il GUE dovrà essere corretto con i valori forniti dal costruttore: per i casi presi in considerazione nel presente elaborato, si riportano soltanto le tabelle relative ai fattori correttivi per impianti con serbatoi inerziali da 150 litri.
Coefficiente correttivo GUE per CR<1 – GAHP tipo ON-OFF 150L
serbatoio EWC = 5 L/kW
1,02
1,00
0,98
0,96
0,94
0,92
0,90
0,88
0,86
0,84
0,82
0,00
0,20
0,40
0,60
CR
0,80
1,00
1,20
Coefficiente correttivo GUE per CR<1 – GAHP tipo MODULANTE
150L serbatoio EWC = 5 L/kW
1,02
1,00
0,98
0,96
0,94
0,92
0,90
0,88
0,00
0,20
0,40
0,60
CR
0,80
1,00
1,20
Cd
Cd
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
4.Tecnologie innovative per la climatizzazione
Come si può notare dalle tabelle precedenti, nel caso di CR maggiore o uguale ad 1 il valore di Cd è unitario.
L’energia richiesta in ingresso alla pompa di calore sarà quindi pari a:
𝐸ℎ𝑝(𝑖) =
𝑄ℎ𝑝(𝑖) (𝐶𝑑 ∗ 𝐺𝑈𝐸)
La differenza tra l’energia richiesta dall’edificio e quella erogata dalla pompa di calore nell’i-esimo bin rappresenta l‘energia che dovrà essere fornita da un opportuno sistema di integrazione, che nel caso in esame è rappresentato dalle caldaie a condensazione.
Ipotizzando un rendimento medio stagionale di quest’ultime, si ricava l’energia finale in ingresso alle caldaie (Ebu). Infine il valore del GUE stagionale si ricava semplicemente facendo il rapporto tra la totale energia erogata e quella totale in ingresso alla pompa di calore:
𝐺𝑈𝐸 =
𝑄ℎ𝑝,𝑡𝑜𝑡
𝐸ℎ𝑝,𝑡𝑜𝑡
Mentre l’efficienza media stagionale dell’intero sistema si calcola come il rapporto tra la totale energia richiesta dalla struttura e la totale energia in ingresso al sistema di generazione (pompe di calore + caldaie a condensazione).
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑠𝑡𝑎𝑔𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑒 =
𝑄𝑏 (𝐸ℎ𝑝 + 𝐸𝑏𝑢)
Nel caso studio riportato nel Cap.5 si farà riferimento al sopracitato metodo per il calcolo dell’efficienza stagionale delle pompe di calore ad assorbimento. Inoltre è possibile valutare la copertura del fabbisogno energetico con le sole pompe di calore a fronte dell’effettiva potenza installata in condizioni di progetto.
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0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
5 Studio di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
L’intervento preso in considerazione nel presente capitolo riguarda l’installazione di due generatori a condensazione Baxi Power Ht e due pompe di calore Robur GAHP-A per servire una scuola ed un ostello a Bassano del Grappa. Al momento le caldaie risultano già installate e funzionanti da Ottobre2016: l’azienda ha deciso di installare le pompe di calore essenzialmente per sopperire al fabbisogno estivo di acqua calda sanitaria e per integrare le caldaie durante la stagione di riscaldamento. Il presente capitolo ha come scopo la valutazione di un possibile finanziamento dell’intervento mediante la stipula di un contratto EPC con formula “Share Saving”.
Si partirà dalla descrizione della situazione esistente ante-intervento, analizzando i consumi storici a partire dalle informazioni ricevute dal cliente per arrivare alla definizione degli indicatori prestazionali.
Seguirà un’analisi di redditività allo scopo di valutare se effettivamente l’intervento possa essere remunerativo per Xxxxxxxx, riportando l’andamento dei principali indicatori economici in funzione delle performance della macchina e dei consumi del cliente finale. L’analisi metterà alla luce i benefici e le potenziali criticità dei contratti EPC, nonché i limiti applicativi insiti in questa modalità contrattuale.
Si valuteranno anche le differenze sostanziali esistenti tra la metodologia dell’Energy Performance Contract e quella del Servizio Energia Plus, spiegando e valutando perché e quando una ESCO dovrebbe preferire una soluzione rispetto ad un’altra.
Nell’analisi si potrà apprezzare come l’utilizzo di incentivi sia una necessità e uno stimolo fondamentale per lo sviluppo dell’efficienza energetica e per accrescere il mercato e lo sviluppo delle Energy Service Companies in Italia.
5.1 L’intervento
La centrale termica è localizzata in una posizione interrata separata dall’edificio ed era caratterizzata, nella situazione ante-intervento, da 2 caldaie a gas metano di circa 30 anni di età, la cui potenza complessiva ammontava a 500 kW. I generatori funzionavano in sequenza con regolazione climatica originaria (anni ’80) ed una temperatura di lavoro di 80 °C. La produzione di energia termica serve sia la scuola che l’ostello mediante due circuiti di distribuzione separati e caratterizzati da tubazioni in ferro mediamente isolate, corrose in alcuni punti specialmente nella linea di alimentazione dell’acqua fredda. La produzione di acqua calda è centralizzata con due bollitori (rispettivamente da 1000l e 800l), dotati di valvola termostatica elettronica con possibilità di eseguire cicli di sanificazione. Negli ambienti l’impianto di emissione è costituito da radiatori in acciaio lamellare e alcuni di essi presentavano valvole termostatizzabili, anche se non vi era la presenza di teste termostatiche né altri particolari sistemi di regolazione della temperatura
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
nei singoli ambienti. Di seguito si riportano le foto delle due caldaie nella situazione ante- intervento.
Figura 15 - Caldaie esistenti nella situazione ante-intervento
In seguito ai dati pervenuti dalle analisi dei contatori di gas metano, è stato possibile definire una baseline di consumo per le stagioni 2014/2015 e 2015/2016.
I dati relativi agli anni precedenti non sono stati considerati poiché le modalità di consumo erano diverse da quella che è la situazione attuale: inizialmente l’ACS della scuola veniva prodotta in maniera centralizzata, ma dal 2014 si è resa indipendente grazie all’installazione di opportune pompe di calore elettriche. Pertanto l’intero fabbisogno di acqua calda sanitaria richiesto all’impianto centralizzato è imputabile all’ostello. I dati pervenuti dal contatore per la misura del gas erogato a servizio della climatizzazione degli ambienti e per la produzione di ACS sono i seguenti:
Mese | Consumo gas stagione 2014/15 | Consumo gas stagione 2015/16 |
Sm3 | Sm3 | |
Ottobre | 1.080 | 2.040 |
Novembre | 4.062 | 4.396 |
Dicembre | 6.713 | 6.564 |
Gennaio | 10.180 | 7.253 |
Febbraio | 6.625 | 6.405 |
Marzo | 5.604 | 5.565 |
Aprile | 2.690 | 2.196 |
Maggio | 1.147 | 1.032 |
Giugno | 838 | 963 |
Luglio | 705 | 1.091 |
Agosto | 743 | 1.032 |
Settembre | 855 | 1.030 |
Tabella 15 - Tabella dei consumi di gas da contatore per scuola ed ostello
Consumi di gas nel periodo
11.000
10.000
9.000
Consumo gas stagione
2014/15
8.000
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
-
Sm3
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Figura 16 - Grafico dei consumi di gas per scuola ed ostello
Le due stagioni considerate sono caratterizzate da un profilo di consumo simile, ad eccezione dell’anomalia registrata a Gennaio2015. Una leggera differenza si nota anche nei mesi più caldi, in cui il consumo maggiore è stato registrato per la stagione 2015/2016. Al fine di ottenere un profilo di consumo unico, è stata fatta la media delle due stagioni, normalizzando i consumi di riscaldamento al clima di riferimento, di cui se ne riportano i Gradi Giorno mensili, ricavati dal sito dell’Arpav.
Mese | GG mensili 2012/2013 | GG mensili 2013/2014 | GG mensili 2104/2015 | GG mensili 2015/2016 | GG mensili riferimento |
GG | GG | GG | GG | GG | |
Ottobre | 121,0 | 123,2 | 89,4 | 124,1 | 114,4 |
Novembre | 291 | 297 | 243,8 | 318,3 | 287,525 |
Dicembre | 486,7 | 415,4 | 416,5 | 452 | 442,65 |
Gennaio | 480,5 | 421,3 | 491,7 | 494,2 | 471,925 |
Febbraio | 442,4 | 333,9 | 384,5 | 374,8 | 383,9 |
Marzo | 387,5 | 260,9 | 316,7 | 324,3 | 322,35 |
Aprile | 98,5 | 79,7 | 113,2 | 78,7 | 92,5 |
Tabella 16 - Tabella dei Gradi Giorno mensili per Bassano del Grappa
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I valori di riferimento sono stati calcolati facendo le medie mensili dei Gradi Giorno degli ultimi 4 anni. Ovviamente soltanto i consumi di gas destinati alla climatizzazione degli ambienti interni dovranno essere normalizzati, secondo la formula riportata a pag. 25 (applicata mensilmente). È stato quindi necessario scorporare i consumi di gas indirizzati alla produzione di ACS: dal momento che tale fabbisogno è imputabile interamente all’ostello, e ponendo in prima approssimazione un consumo pressoché costante durante l’anno, dal momento che la struttura presenta un grado di occupazione simile nelle diverse stagioni secondo quanto dichiarato dai proprietari, il consumo medio mensile è stato considerato costante per tutti i mesi dell’anno ed il valore è pari alla media dei consumi mensili estivi.
Mese | Consumo acs 2014/15 | Consumo riscaldamento 2014/15 | Consumo riscaldamento normalizzato 2014/15 |
Sm3 | Sm3 | Sm3 | |
Ottobre | 785,25 | 294,75 | 377,22 |
Novembre | 785,25 | 3.276,75 | 3.864,43 |
Dicembre | 785,25 | 5.927,75 | 6.299,92 |
Gennaio | 785,25 | 9.394,75 | 9.016,92 |
Febbraio | 785,25 | 5.839,75 | 5.830,64 |
Marzo | 785,25 | 4.818,75 | 4.904,72 |
Aprile | 785,25 | 2.266,50 | 1.852,53 |
Maggio | 785,25 | - | |
Giugno | 785,25 | - | |
Luglio | 785,25 | - | |
Agosto | 785,25 | - | |
Settembre | 785,25 | - | |
TOTALE | 9.423,00 | 31.819,00 | 32.146,38 |
Tabella 17 - Tabella consumi stagione 2014/2015
Mese | Consumo acs 2015/16 | Consumo riscaldamento 2015/16 | Consumo riscaldamento normalizzato 2015/16 |
Sm3 | Sm3 | Sm3 | |
Ottobre | 1.029,50 | 1.010,50 | 931,62 |
Novembre | 1.029,50 | 3.366,50 | 3.041,01 |
Dicembre | 1.029,50 | 5.534,50 | 5.420,01 |
Gennaio | 1.029,50 | 6.223,50 | 5.942,99 |
Febbraio | 1.029,50 | 5.375,50 | 5.506,02 |
Marzo | 1.029,50 | 4.535,50 | 4.508,23 |
Aprile | 1.029,50 | 1.166,50 | 1.371,41 |
Maggio | 1.029,50 | - | |
Giugno | 1.029,50 | - | |
Luglio | 1.029,50 | - | |
Agosto | 1.029,50 | - | |
Settembre | 1.029,50 | - | |
TOTALE | 12.354,00 | 27.212,50 | 26.721,29 |
Tabella 18 – Tabella consumi stagione 2015/2016
Il consumo di gas destinato alla climatizzazione invernale si ottiene per differenza tra quello totale (riportato nelle tabelle precedenti) e quello di ACS appena ricavato.
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Facendo infine la media dei consumi per ACS e quella dei consumi per riscaldamento normalizzati dei due anni, si ottiene la Baseline cercata.
mese | Consumo medio gas per acs | Consumo medio gas per riscaldamento normalizzato | Baseline |
Sm3 | Sm3 | Sm3 | |
Ottobre | 907,38 | 654,42 | 1.561,80 |
Novembre | 907,38 | 3.452,72 | 4.360,09 |
Dicembre | 907,38 | 5.859,97 | 6.767,34 |
Gennaio | 907,38 | 7.479,95 | 8.387,33 |
Febbraio | 907,38 | 5.668,33 | 6.575,70 |
Marzo | 907,38 | 4.706,47 | 5.613,85 |
Aprile | 907,38 | 1.611,97 | 2.519,35 |
Maggio | 907,38 | - | 907,38 |
Giugno | 907,38 | - | 907,38 |
Luglio | 907,38 | - | 907,38 |
Agosto | 907,38 | - | 907,38 |
Settembre | 907,38 | - | 907,38 |
TOTALE | 10.888,50 | 29.433,83 | 40.322,33 |
Tabella 19 - Tabella della Baseline dei consumi
5.1.2 Prestazioni ante-intervento
Nel caso in esame è opportuno distinguere tra stagione invernale ed estiva, a causa delle diverse modalità di utilizzo dell’impianto: l’asilo non richiederà energia dal sistema centralizzato nei mesi che vanno da Maggio a Settembre, dal momento che la stagione termica si conclude a metà Aprile ed il fabbisogno di ACS è soddisfatto autonomamente da pompe di calore elettriche. Di conseguenza le prestazioni dell’intero impianto risulteranno diverse tra inverno ed estate.
Ad inizio Dicembre 2016 sono stati installati dei contatori di calore per misurare l’energia richiesta dagli scambiatori nei serbatoi di accumulo per l’acqua calda sanitaria ed uno per misurare la totale energia in uscita dal sistema di generazione. Il consumo registrato dai conta calorie per l’ACS nel periodo Dicembre2016-Marzo2017 è stato di 13,55 MWh. A valle del sistema di accumulo sono inoltre presenti dei contatori volumetrici per misurare la portata d’acqua richiesta dall’utenza per essere impiegata ad uso sanitario. Il totale dei metri cubi richiesti nel medesimo periodo ammonta a 146 m3. Utilizzando la seguente formula è stato possibile ricavare la totalità dell’energia utile richiesta ad uso sanitario.
𝑄𝑤 = 𝑉 ∗ 𝜌𝑤 ∗ 𝑐𝑝 ∗ ∆𝑇 [kWh]
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Dove:
• V è la portata volumetrica misurata nel periodo [m3]
• ρw è la densità dell’acqua [kg/m3]
• cp è il calore specifico dell’acqua pari a 1,162*10-3 [kWh/kg*K]
• ∆T è il salto termico richiesto assunto pari a 40°C [°C]
Il risultato è un consumo di energia utile per ACS pari a 6,79 MWh.
Il rapporto tra quest’ultimo valore e quello dell’energia fornita dallo scambiatore di calore all’acqua dell’accumulo (ricavata precedentemente) rappresenta il rendimento dell’intero sistema a valle della distribuzione primaria, comprendente le perdite di ricircolo, di distribuzione finale e del serbatoio di accumulo. Il rendimento ricavato è pari al 50%: il valore così basso è dovuto essenzialmente all’inefficienza del sistema di ricircolo. Tale valore è stato assunto uguale sia per l’estate che per l’inverno.
Successivamente si sono stimate le perdite di distribuzione primaria, utilizzando il metodo esposto nell’Appendice A della norma italiana UNI TS 11300-2 (18). Il sistema è compost da tubazioni interrate mediamente isolate con le seguenti caratteristiche:
• Lunghezza (L) = 62 m
• Profondità di interramento (z) = 1 m
• Diametro esterno (de) = 10,16 cm
• Materiale = Ferro
• Tipo di isolante = Lana di vetro
• Conduttività isolante (λisol) = 0,05 W/m*K
• Spessore isolante (sisol) = 3 cm
• Diametro esterno totale (de,tot)= 16,16 cm
• Conduttività terreno (λg) = 1,5 W/mK
Con i dati precedenti è stato possibile ricavare la trasmittanza lineica (ψi) delle tubazioni. Inoltre la lunghezza è stata opportunamente maggiorata del 10% per prendere in considerazione l’interruzione dell’isolamento a causa di staffaggi, raccordi ecc. La formula impiegata è la seguente:
𝜓 = 𝜋
[W/mK]
𝑖 1
2∗𝜆𝑖𝑠𝑜𝑙
∗ln
𝑑𝑒,𝑡𝑜𝑡+
𝑑𝑒
1
2∗ 𝜆𝑔
∗𝑙𝑛
4∗𝑍
𝑑𝑒,𝑡𝑜𝑡
Ottenuto questo valore è possibile calcolare le perdite di energia utilizzando la seguente formula:
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Dove:
𝑄𝑙,𝑑,𝑖
= 𝐿∗ 𝜓𝑖∗(𝜃𝑊,𝑎𝑣𝑔,𝑖−𝜃𝑎,𝑖)∗𝑡
1000
[kWh]
• θw,avg,i è la temperatura media dell’acqua nelle tubazioni [°C]
• θa,i è la temperatura media del terreno [°C]
• t è il tempo considerato [h]
Nel caso in esame è stata assunta una temperatura media dell’acqua nelle tubazioni pari a 65 °C e una temperatura media del terreno di 20°C per la stagione estiva e di 10 °C per la stagione invernale. Nell’unità di tempo la potenza termica dispersa risulta:
• Hinv = 2,1 kW
• Hest = 1,7 kW
Il rendimento invernale di distribuzione primaria è stato ricavato a partire dai MWh misurati dal contatore di energia a valle della generazione per il periodo 01Dicembre2016-01Marzo2017: a fronte di un valore di energia registrato di 195 MWh, le perdite di calore risultano all’incirca 4,85 MWh, da cui si ricava un ηdistr,inv = 97,5 %. Per il calcolo del rendimento invernale di generazione sono state seguite, per semplicità, le indicazioni fornite dal Prospetto 23a della norma UNI TS 11300-2. Il valore di partenza per i generatori installati prima del 1996 è pari a 84%, a cui si devono togliere 4 punti percentuale poiché l’altezza del camino supera i 10 m e la temperatura di lavoro risultava maggiore di 65°C. Un altro punto percentuale dev’essere tolto a causa di una potenza installata pari a 1,5 volte la totale potenza di progetto. Il valore finale è pari a ηgen,inv = 79 %.
Il rendimento estivo di distribuzione primaria è stato ricavato a partire dai dati di consumo di ACS disponibili per il periodo 01Maggio2015-30Settembre2015: è stata scelta questa stagione dal momento che presentava valori più affidabili e completi dei metri cubi d’acqua richiesti dall’utente per uso sanitario. Il valore registrato ammonta a 238 m3, la cui energia utile è pari a 11,07 MWh. Dividendo per il rendimento del sistema a valle dell’accumulo (50 %) si ricava l’energia erogata dagli scambiatori, pari a 22,08 MWh. In questo caso le perdite di distribuzione primaria ammontano a 6,21 MWh, per un totale di 28,29 MWh a valle del generatore, da cui si ottiene un ηdistr,est = 78 %.
Per ricavare il rendimento estivo di generazione è stato necessario calcolare l’energia finale a monte della caldaia, moltiplicando il consumo di gas del periodo 01Maggio2015- 30Settembre2015 (pari a 4.288 m3) per il potere calorifico inferiore del combustibile (assunto di 9,59 kWh/m3). Rapportando l’energia a monte della distribuzione primaria al
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valore appena ricavato, si ottiene ηgen,est = 70 %.
5.1.3 Prestazioni post-intervento
La soluzione considerata riguarda l’installazione di un link pre-assemblato composto da due pompe di calore Robur della serie GAHP-A ad integrare le caldaie a condensazione Baxi Power HT. La valutazione dell’efficienza media durante la stagione di riscaldamento è stata condotta utilizzando la metodologia esposta nel Par. 4.4.2.
I dati di input utilizzati sono riassunti nella seguente tabella.
Potenza di progetto | 320 | kW |
T_H_off | 16 | °C |
T_progetto | -5 | °C |
T_H_cut_off | -5 | °C |
T_mandata | 65 | °C |
T_ritorno | 50 | °C |
Numero unità installate | 2 | |
Tipo di regolazione | ON/OFF | |
Volume Vaso Inerziale | 150 | litri |
η_integrazione | 98% | % |
Tabella 20 - Dati di input
Con il termine “Vaso inerziale” si intende un particolare serbatoio che può essere inserito nel circuito in qualità di accumulatore di energia termica, consentendo di ridurre le fasi di accensione e spegnimento delle unità ed incrementare, così, l’efficienza complessiva. Per il caso in esame, tale ruolo è svolto dal separatore idraulico posto a valle del sistema di generazione.
I risultati ottenuti sono i seguenti:
• GUE medio stagionale = 1,20
• Rendimento medio stagionale = 1,06
• Copertura del fabbisogno di riscaldamento con le pompe di calore = 40%
• Potenza installata nelle condizioni di progetto = 20%.
Di seguito si riporta l’andamento della firma energetica dell’edificio, della curva caratteristica della pompa di calore nonché dell’energia erogata da quest’ultima e dal sistema di integrazione
350
70.000,00
300
Energia erogata
integrazione Qbu(i) Energia erogata pdc Qhp(i)
Firma Energetica Pb(i)
60.000,00
250
50.000,00
200
Potenza della pdc
Php(i)
40.000,00
150
30.000,00
100
20.000,00
50
10.000,00
-
-
-5 -4 -3 -2 -1 0 1
2 3 4 5 6 7 8
Temperatura esterna
9 10 11 12 13 14 15
kWh
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
kW
Figura 17 – Grafico degli andamenti di potenza ed energia in funzione della temperatura esterna
Dal grafico si può notare come il fabbisogno termico sia scarso in corrispondenza della temperatura di progetto: questo è dovuto essenzialmente al basso numero di ore associate a quella temperatura dalla distribuzione gaussiana dei bin.
A causa della bassa potenza installata rispetto al totale e all’elevato valore della temperatura dell’acqua di mandata (65°C), si ricava un valore relativamente alto di temperatura bivalente (Tbiv = 11,41 °C).
Nonostante la potenza installata sia solo del 20% rispetto a quella di progetto, si fa notare come a ciò corrisponda una copertura del fabbisogno pari al 40%.
Nel caso in cui l’impianto fosse composto da sistemi di emissione a bassa temperatura, come ad esempio da pannelli radianti, per cui la temperatura dell’acqua di alimentazione si aggira intorno ai 40°C, si avrebbe un’efficienza complessiva del sistema di generazione pari a 1.21, dove le pompe di calore coprirebbero il 49% del fabbisogno invernale di riscaldamento con una potenza impegnata pari al 26% della potenza totale in condizioni di progetto. La temperatura bivalente in questo caso si abbasserebbe a Tbiv = 10,65 °C: anche da ciò si deduce come la pompa di calore lavori meno a carico parziale rispetto al caso precedente.
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Nella tabella seguente i valori tabulati e i risultati ottenuti per ciascun bin di temperatura.
Temperatura | t_bin(i) | Firma Energetica Pb(i) | Fabbisogno Q_b(i) | Potenza della pdc Php(i) | CR(i) | Energia erogata dalla pdc Qhp(i) | GUE(i) | Energia ingresso pdc Ehp(i) | Energia erogata integrazione Qbu(i) | Energia ingresso integrazione Ebu (i) | Potenza elettrica impegnata | En. Elettrica |
°C | h | kW | kWh | kW | - | kWh | - | kWh | kWh | kWh | kW | kWh |
-5 | 0,00 | 300,00 | 0,00 | 52,80 | 1,00 | 0,00 | 1,04 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 1,78 | 0,00 |
-4 | 18,28 | 285,71 | 5221,62 | 53,60 | 1,00 | 979,58 | 1,06 | 928,38 | 4242,05 | 4328,62 | 1,78 | 32,53 |
-3 | 41,86 | 271,43 | 11361,23 | 54,20 | 1,00 | 2268,66 | 1,07 | 2122,12 | 9092,57 | 9278,13 | 1,78 | 74,51 |
-2 | 81,52 | 257,14 | 20961,13 | 55,00 | 1,00 | 4483,35 | 1,08 | 4139,89 | 16477,78 | 16814,06 | 1,78 | 145,10 |
-1 | 124,51 | 242,86 | 30237,41 | 55,60 | 1,00 | 6922,59 | 1,10 | 6305,48 | 23314,82 | 23790,63 | 1,78 | 221,62 |
0 | 174,48 | 228,57 | 39880,46 | 56,40 | 1,00 | 9840,50 | 1,11 | 8843,24 | 30039,95 | 30653,01 | 1,78 | 310,57 |
1 | 237,63 | 214,29 | 50920,47 | 57,20 | 1,00 | 13592,37 | 1,13 | 12053,46 | 37328,10 | 38089,90 | 1,78 | 422,98 |
2 | 283,91 | 200,00 | 56781,51 | 58,00 | 1,00 | 16466,64 | 1,14 | 14411,84 | 40314,87 | 41137,62 | 1,78 | 505,36 |
3 | 329,98 | 185,71 | 61282,01 | 58,80 | 1,00 | 19402,83 | 1,16 | 16748,61 | 41879,18 | 42733,86 | 1,78 | 587,36 |
4 | 349,99 | 171,43 | 59997,62 | 59,60 | 1,00 | 20859,17 | 1,18 | 17746,99 | 39138,45 | 39937,19 | 1,78 | 622,98 |
5 | 360,78 | 157,14 | 56693,27 | 60,40 | 1,00 | 21790,83 | 1,19 | 18276,99 | 34902,44 | 35614,73 | 1,78 | 642,18 |
6 | 353,02 | 142,86 | 50430,77 | 61,40 | 1,00 | 21675,15 | 1,21 | 17911,30 | 28755,63 | 29342,48 | 1,78 | 628,37 |
7 | 340,67 | 128,57 | 43800,35 | 62,20 | 1,00 | 21189,64 | 1,23 | 17255,09 | 22610,72 | 23072,16 | 1,78 | 606,39 |
8 | 315,18 | 114,29 | 36020,53 | 63,20 | 1,00 | 19919,35 | 1,25 | 15987,84 | 16101,18 | 16429,77 | 1,78 | 561,02 |
9 | 272,51 | 100,00 | 27251,17 | 64,00 | 1,00 | 17440,75 | 1,26 | 13800,36 | 9810,42 | 10010,63 | 1,78 | 485,07 |
10 | 229,17 | 85,71 | 19643,44 | 65,00 | 1,00 | 14896,27 | 1,28 | 11622,52 | 4747,16 | 4844,05 | 1,78 | 407,93 |
11 | 188,99 | 71,43 | 13499,34 | 66,00 | 1,00 | 12473,39 | 1,30 | 9598,19 | 1025,95 | 1046,89 | 1,78 | 336,40 |
12 | 160,54 | 57,14 | 9173,63 | 66,80 | 0,86 | 9173,63 | 1,32 | 6933,49 | 0,00 | 0,00 | 1,78 | 244,45 |
13 | 133,96 | 42,86 | 5741,10 | 67,80 | 0,63 | 5741,10 | 1,30 | 4427,21 | 0,00 | 0,00 | 1,78 | 150,73 |
14 | 101,84 | 28,57 | 2909,58 | 68,60 | 0,42 | 2909,58 | 1,21 | 2406,96 | 0,00 | 0,00 | 1,78 | 75,50 |
15 | 85,16 | 14,29 | 1216,64 | 69,60 | 0,21 | 1216,64 | 1,06 | 1147,36 | 0,00 | 0,00 | 1,78 | 31,12 |
16 | 59,18 | 0,00 | 0,00 | 69,60 | 0,00 | 0,00 | 0,84 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 1,78 | 0,00 |
Tabella 21-Tabella dei calcoli prestazionali
Ai fini di una corretta valutazione dei costi dell’intervento, occorre considerare l’energia elettrica utilizzata dalla pompa di calore durante la stagione. Dai calcoli effettuati secondo la normativa, si è visto come il totale dell’energia elettrica utilizzata corrisponda al 3,5 % dell’energia termica in ingresso dovuta alla combustione del gas naturale: la spesa ad essa associata dovrà esser opportunamente presa in considerazione nei costi di gestione.
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
5.2 Definizione del risparmio
Il secondo passo per strutturare il contratto EPC è definire un adeguato indice di prestazione energetica (EPI) che permetta di effettuare il confronto tra la situazione ante e post intervento.
Date le diverse prestazioni dell’impianto tra inverno ed estate, è stato necessario definire un EPI per ciascuna stagione nonché due diversi costi unitari dell’energia utile (€/MWh).
Partendo dalla baseline dei consumi di gas è possibile risalire all’EPI secondo questo procedimento:
QMWh,ante = Vb,base * PCI * ηgen,ante * ηdistr [MWh] EPIbase = Vb,base / QMWh,ante [m3/MWh] CUMWh,base = (CUgas* Vb,base) / QMWh,ante [€/MWh]
Dove:
QMWh,ante = Consumo di energia utile ante-intervento [MWh] Vb,base = Consumo di gas baseline [m3]
PCI = Potere Calorifico Inferiore [MWh/m3] ηgen,ante = Rendimento di generazione ante-intervento [-]
ηdistr = Rendimento di distribuzione primaria [-]
EPIbase = Indice di Prestazione Energetica [m3/MWh] CUMWh,base = Costo Unitario dell’energia baseline [€/MWh] CUgas = Costo Unitario gas [€/m3]
L’indice di prestazione scelto è in grado di fornire una visione chiara al cliente sulla quantità di energia primaria utilizzata in funzione dell’effettiva richiesta di calore, oltre a riassumere in modo immediato, con un unico numero, gli effetti delle principali variabili prestazionali che possono influire sulla buona riuscita del contratto EPC: queste sono l’efficienza dell’intervento e il consumo di energia dell’utente.
Partendo dall’energia utile ante-intervento si procederà “a ritroso” per definire il consumo di gas post-intervento e determinare, così, il risparmio.
La normativa impone che un intervento di sostituzione del sistema di generazione sia accompagnato dall’installazione di valvole termostatiche per ciascuno dei terminali d’impianto, quando risulti fattibile l’operazione. È dimostrato che questo innovativo sistema di regolazione consenta un risparmio di energia utile nell’intorno del 10%. Questo comporterà una riduzione del consumo di energia di riferimento da considerare come
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base.
L’energia utile post-intervento per il caso invernale sarà così definita:
𝑄𝑀𝑊ℎ = 𝑄𝑀𝑊ℎ,𝑎𝑛𝑡𝑒 ∗ (1 − 𝑅𝑡) [MWh]
Dove con Rt si intende il risparmio dovuto all’installazione delle valvole termostatiche. Nel caso estivo, invece, l’energia utile richiesta ante e post intervento sarà, ovviamente, la stessa. Si procede poi alla determinazione dell’EPItarget nel modo seguente:
Vb,post = QMWh,base / (ηgen,post * ηdistr * PCI) [MWh] EPItarget = Vb,post / QMWh [m3/MWh]
CUMWh,target = EPItarget / CUgas [€/MWh]
Una volta ottenuto il valore di EPItarget si procede alla definizione del risparmio da condividere tra ESCO e cliente, nelle situazioni “equal-performance”, “under- performance” ed “over-performance” in funzione di quello che è il valore dell’EPI effettivamente misurato durante il periodo contrattuale.
Equal Performance = prestazioni effettive pari a quelle previste
ΔEPI,eff = EPIeff - EPItarget = 0 | [m3/MWh] |
CUMWh = EPIeff * CUgas | [€] |
CTeff = CTtarget = EPIeff *CUMWh | [€] |
CTbase = EPIbase * QMWh * CUgas | [€] |
RTOT = CTbase - CTeff = Rtarget | [€] |
Rtarget = CTbase – CTtarget | [€] |
Rcliente = x% * Rtarget | [€] |
RESCO= RTOT – Rcliente | [€] |
Over Performance = prestazioni effettive migliori di quelle previste
ΔEPI,eff = EPItarget - EPIeff > 0 | [m3/MWh] |
CUMWh = EPIeff * CUgas | [€] |
CTeff = CTtarget = EPIeff *CUMWh | [€] |
CTbase = EPIbase * QMWh * CUgas | [€] |
RTOT = CTbase - CTeff = Rtarget + Rextra | [€] |
Rtarget = CTbase – CTtarget | [€] |
Rextra = ΔEPI * QMWh * CUgas > 0 | [€] |
Rcliente = x% * Rtarget + y% * Rextra | [€] |
RESCO= RTOT – Rcliente | [€] |
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
Under Performance = prestazioni effettive peggiori di quelle previste
ΔEPI,eff = EPItarget - EPIeff < 0 | [m3/MWh] |
CUMWh = EPIeff * CUgas | [€] |
CTeff = CTtarget = EPIeff *CUMWh | [€] |
CTbase = EPIbase * QMWh * CUgas | [€] |
RTOT = CTbase - CTeff = Rtarget + Rextra | [€] |
Rtarget = CTbase – CTtarget | [€] |
Rextra = ΔEPI * QMWh * CUgas < 0 | [€] |
Rcliente = x% * Rtarget | [€] |
RESCO= RTOT – Rcliente | [€] |
Dove: | |
EPIbase = Indicatore di Performance baseline | [m3/MWh] |
EPItarget = Indicatore di Performance target | [m3/MWh] |
EPIeff = Indicatore di Performance effettiva | [m3/MWh] |
ΔEPI = Variazione tra EPItarget e EPIeff | [m3/MWh] |
QMWh = Consumo di MWh misurato | [m3] |
CUgas = Costo Unitario gas | [€/m3] |
CUMWh = Costo Unitario MWh | [€/MWh] |
CTbase = Costo MWh in condizione baseline | [€] |
CTeff = Costo effettivo MWh | [€] |
RTOT = Risparmio effettivo totale | [€] |
Rtarget = Risparmio tra costo baseline e costo target | [€] |
Rextra = Risparmio extra rispetto al risparmio target | [€] |
Rcliente = Risparmio effettivo cliente | [€] |
RESCO = Risparmio effettivo ESCO | [€] |
x% = Percentuale del risparmio target condiviso col cliente y% = Percentuale dell’extra risparmio condiviso col cliente
Nel caso in cui la ESCO non sia il fornitore del vettore energetico, il totale del canone che il cliente dovrà versare annualmente all’azienda sarà pari alla quota dei risparmi RESCO. Nel caso contrario, invece, il cliente dovrà versare all’azienda il canone così composto:
𝐶𝑎𝑛𝑜𝑛𝑒 = 𝐶𝑈𝑀𝑊ℎ,𝑎𝑛𝑡𝑒−𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜 ∗ 𝑄𝑀𝑊ℎ − 𝑅𝑐𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 [€]
Questa rappresenta la situazione del caso in esame, dal momento che Xxxxxxxx si impegna, a fornire il gas naturale per tutta la durata del contratto, facendo pagare al cliente i MWh
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consumati: in questo contesto la quota di risparmio del cliente (target + extra risparmi) è interpretabile come uno sconto fatto dalla ESCO sulla fornitura energetica. L’utente vedrà in modo analogo una riduzione del costo storico rispetto la situazione ante-intervento. Infine è importante definire un consumo minimo annuale (in questo caso sia per l’estate che per l’inverno) in modo che la ESCO si tuteli nel caso in cui il cliente diminuisca drasticamente il suo profilo di consumo, tanto da non permettere alla società il ritorno del capitale investito entro la durata contrattuale. In questo caso si dovrà definire una quota minima di risparmio monetario (Rmin) per la remunerazione dell’investimento netto (a monte degli incentivi), in base alla durata contrattuale voluta, opportunamente maggiorata per avere un margine di sicurezza. Il consumo minimo cercato sarà pari al consumo target proporzionato al rapporto tra il risparmio minimo e quello effettivo totale (RTOT).
Di seguito si riportano distintamente i risultati per le singole stagioni.
Caso invernale
ANALISI RISPARMIO | ANTE | POST | |
Inverno | Inverno | ||
Consumi di gas | Sm3 | 34.878 | 23.952 |
PCI | kWh/m3 | 9,59 | 9,59 |
Energia Primaria | MWh | 334 | 230 |
Rendimento | % | 79% | 106% |
Energia finale | MWh | 264,24 | 243,10 |
Rendimento distribuzione | % | 97% | 97% |
Energia a valle della distribuzione primaria | MWh | 256,31 | 235,81 |
Risparmio dovuto ad ulteriori interventi | % | 0% | 8% |
Energia utile | MWh | 256,31 | 235,81 |
Costo medio unitario del gas | €/m3 | 0,65 | 0,65 |
Costo totale | € | 22.583,56 | 15.509,18 |
Costo unitario MWh | €/MWh | € 85,47 | € 63,80 |
EPI | m3/MWh | 132,0 | 98,5 |
Fattore emissione CO2 | kgCO2/m3 | 1,95 | 1,95 |
kg di CO2 | kgCO2 | 68.012 | 46.707 |
Risparmio energetico stagionale | m3/MWh | 33,47 | |
Risparmio monetario stagionale | €/stagione | € 7.074,38 | |
Emissioni evitate | kgCO2/stagione | 21.305 | |
% Risparmio stagionale | % | 32% |
Tabella 22 - Tabella riassuntiva dei risparmi ottenibili per la situazione invernale
L’EPItarget,inv è stato calcolato come rapporto tra i m3 di gas e l’energia termica in uscita dal generatore, dal momento che risulta il punto di accesso più facile alla misurazione del consumo: il contatore installato sulla linea di alimentazione del circuito di riscaldamento dell’ostello e il misuratore di energia termica presente a monte del sistema di accumulo per l ‘acqua calda, permettono di scindere il consumo tra le due utenze (scuola ed ostello)
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
mediante differenza con il valore globale dei MWh misurati in centrale termica. Ovviamente le perdite di distribuzione sono imputate tutte a spese della scuola. Come si può notare dai risultati nella tabella precedente, il consumo di energia utile considerato non è lo stesso tra la situazione ante e post-intervento, a causa della riduzione dei consumi conseguente all’installazione delle valvole termostatiche. In questo caso il risparmio portato da quest’ultime è stato stimato pari all’8%: solitamente è possibile raggiungere livelli più alti, ma dato la tipologia di utenza si può assumere un minor livello di regolazione da parte dell’utente, contrariamente a quanto avverrebbe nel caso di un’utenza residenziale (condominio). Il costo unitario del combustibile è stato ricavato dal sito dell’Autorità per l’Energia Elettrica il Gas ed il Sistema Idrico (AEEGSI) depurato dell’IVA, dato che non sempre l’imposta rappresenta un costo per il cliente finale. Ovviamente i rendimenti di distribuzione sono uguali nelle due situazioni, poiché nessun intervento è stato previsto per migliorare le perdite nelle tubazioni. Il risparmio energetico ottenibile è del 32%, riducendo di 7.074,38 € il costo annuo dell’energia termica e di 21.305 kg di CO2 le emissioni in atmosfera. Il consumo di energia elettrica si attesta intorno al 3,5 % della totale energia in ingresso alla pompa di calore: considerando che la macchina è in grado di coprire il 40 % del totale del fabbisogno (quest’ultimo pari a 264 MWh) con un GUE stagionale di 1,20, l’energia termica in ingresso alla macchina sarà pari a 88 MWh. Il totale dell’energia elettrica utilizzata è pari all’incirca a 3 MWh durante l’intera stagione invernale.
Caso estivo
Anche in questo caso si riporta la seguente tabella riassuntiva dei risultati.
ANALISI RISPARMIO | ANTE | POST | |
Estate | Estate | ||
Consumi di gas | Sm3 | 5.444 | 3.249 |
PCI | kWh/m3 | 9,59 | 9,59 |
Energia Primaria | MWh | 52,21 | 31,16 |
Rendimento | % | 70% | 115% |
Energia finale | MWh | 36,55 | 36,55 |
Rendimento distribuzione | % | 78% | 78% |
Energia a valle della distribuzione primaria | MWh | 28,51 | 28,51 |
Risparmio dovuto ad ulteriori interventi | % | 0% | 0% |
Energia utile | MWh | 28,51 | 28,51 |
Costo medio unitario del gas | €/m3 | 0,65 | 0,65 |
Costo totale | € | 3.525,15 | 2.103,67 |
Costo unitario MWh | €/MWh | € 123,66 | € 73,80 |
EPI | m3/MWh | 191,0 | 114,0 |
Fattore emissione CO2 | kgCO2/m3 | 1,95 | 1,95 |
kg di CO2 | kgCO2 | 10.616,3 | 6.335,4 |
Risparmio energetico stagionale | m3/MWh | 77,01 |
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ANALISI RISPARMIO | ANTE | POST | |
Estate | Estate | ||
Risparmio monetario stagionale | €/stagione | € 1.421,48 | |
Emissioni evitate | kgCO2/stagione | 4.281 | |
% Risparmio stagionale | % | 40% |
Tabella 23-Tabella riassuntiva dei risparmi ottenibili per la situazione estiva
Si è pensato di coprire l’intero fabbisogno estivo di ACS mediante l’impiego delle sole pompe di calore, in quanto la potenza installata risulta sufficiente a coprire l’intera richiesta di energia. L’ EPItarget,est in questo caso è definito come il rapporto tra i m3 di gas e i MWh in uscita dal sistema di distribuzione primaria, a monte dell’accumulo, dal momento che sono presenti i contatori di calore per l’ACS per monitorarne il consumo. Il rendimento è stato stimato a partire dalle tabelle fornite dal produttore, nelle quali è dichiarato un valore massimo di GUE pari a 1,38 con una temperatura di mandata dell’acqua di 65 °C. Considerando un fattore di riduzione di 0,8, cautelativo nel caso di funzionamento a carico parziale, l’efficienza complessiva ammonta a 1,15. In questo caso l’energia in uscita dal sistema di distribuzione primaria è la stessa per la situazione ante e post-intervento, dal momento che non sono stati effettuati interventi a valle di quest’ultima che possano influire sul consumo estivo di ACS (al contrario della situazione invernale). Il risparmio energetico ottenibile è del 40%, riducendo di 1.412,48 € il costo annuo dell’energia termica e di 4.254 kg di CO2 le emissioni in atmosfera. Poiché il fabbisogno estivo verrà coperto interamente dalle pompe di calore, la totale energia elettrica sarà pari al 3,5 % della totale energia termica in ingresso (ovvero 31 MWh), per l’ammontare di circa 1 MWh.
5.2.2 Ripartizione dei risparmi
Le percentuali di ripartizione dei risparmi per il caso in esame sono le seguenti:
CLIENTE | SINERGIA | |
Percentuali di ripartizione del Risparmio Target | 5% | 95% |
Percentuali di ripartizione del Risparmio Extra | 30% | 70% |
Anni di durata del contratto | 10 | |
Tabella 24-Percentuali di ripartizione dei risparmi
5.2.2.1 Equal Performance
Questa è la situazione in cui le performance dell’intervento sono coerenti con le aspettative ed i risultati prestazionali derivanti dai calcoli ingegneristici. I risparmi ottenibili in questo caso corrispondono al target a cui la ESCO ambisce per un’adeguata remunerazione del capitale investito.
Di seguito la tabella riassuntiva dei risultati ottenuti per il caso in esame.
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
EQUAL PERFORMANCE | Inverno | Estate | ||
EPI base | m3/MWh | 132,0 | 191,0 | |
EPItarget | m3/MWh | 98,5 | 114,0 | |
Epi effettivo | m3/MWh | 98,5 | 114,0 | |
Consumo MWh | MWh | 243,1 | 28,5 | Q_MWh |
Consumo base | m3 | 32.088 | 5.444 | Q_MWh*EPI_base |
Consumo target | m3 | 23.952 | 3.249 | Q_MWh*EPI_target |
Consumo effettivo | m3 | 23.952 | 3.249 | Q_MWh*EPI_eff |
Costo unitario gas | €/m3 | € 0,65 | € 0,65 | CU_gas |
Costo base | € | € 20.776,87 | € 3.525,15 | CT_base = CU_gas*Q_MWh*EPI_base |
Costo target | € | € 15.509,18 | € 2.103,67 | CT_target = CU_gas*Q_MWh*EPI_target |
Costo effettivo | € | € 15.509,18 | € 2.103,67 | CT_eff = CU_gas*Q_MWh*EPI_eff |
Risaparmio target | € | € 5.267,69 | € 1.421,48 | R_target = CT_base-CT_target |
Risparmio extra | € | € 0,00 | € 0,00 | R_extra = CT_target - CT_eff |
Quota Sinergia risparmio target | € | € 5.004,31 | € 1.350,41 | R_esco = 95%*R_target |
Quota cliente risparmio target | € | € 263,38 | € 71,07 | R_cliente = 5% * R_target |
Quota Sinergia risparmio extra | € | € 0,00 | € 0,00 | R_extra_esco = 70%* R_extra |
Quota cliente risparmio extra | € | € 0,00 | € 0,00 | R_extra_cliente = 30% * R_extra |
COSTO BASELINE | € | € 20.776,87 | € 3.525,15 | |
Sconto dovuto al risparmio | € | € 263,38 | € 71,07 | S = R_cliente+R_extra_cliente |
TOTALE CANONE | € | € 20.513,49 | € 3.454,08 | Canone = CT_base - S |
CANONE ANNUO | €/anno | € 23.967,57 | ||
Remunerazione gas per Sinergia | € | € 15.509,18 | € 2.103,67 | CU_gas*EPI_eff*Q_MWh |
Recupero investimento per Sinergia | € | € 5.004,31 | € 1.350,41 | |
Totale recupero investimento | €/anno | € 6.354,72 |
Si vede come sia possibile ottenere una riduzione della spesa storica annua pari al 9% e come il totale del canone serva a coprire la spesa sostenuta dalla ESCO per l’acquisto del gas e per la remunerazione dell’investimento.
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5.2.2.2 Under Performance
Questo è il caso in cui le prestazioni dell’intervento risultino inferiori al target stabilito. L’EPI misurato presenta un valore superiore a quello della situazione Equal-Performance, da cui ne risulterà un risparmio inferiore: il cliente non risentirà di alcuna conseguenza negativa e continuerà a versare alla ESCO il medesimo canone annuale. Nella tabella successiva si riportano i risultati della situazione Under-Performance per l’intervento in esame: in questo caso è stato considerato un aumento dell’EPI del 5% per entrambe le stagioni.
UNDER PERFORMANCE | U.M | Inverno | Estate | |
EPI base | m3/MWh | 132,0 | 191,0 | |
EPItarget | m3/MWh | 98,5 | 114,0 | |
Epi effettivo | m3/MWh | 103,5 | 119,7 | |
Consumo MWh | MWh | 243,1 | 28,5 | Q_MWh |
Consumo base | m3 | 32.088 | 5.444 | Q_MWh*EPI_base |
Consumo target | m3 | 23.952 | 3.249 | Q_MWh*EPI_target |
Consumo effettivo | m3 | 25.150 | 3.411 | Q_MWh*EPI_eff |
Costo unitario gas | €/m3 | € 0,65 | € 0,65 | CU_gas |
Costo base | € | € 20.776,87 | € 3.525,15 | CT_base = CU_gas*Q_MWh*EPI_base |
Costo target | € | € 15.509,18 | € 2.103,67 | CT_target = CU_gas*Q_MWh*EPI_target |
Costo effettivo | € | € 16.284,64 | € 2.208,85 | CT_eff = CU_gas*Q_MWh*EPI_eff |
Risaparmio target | € | € 5.267,69 | € 1.421,48 | R_target = CT_base-CT_target |
Risparmio extra | € | € 0,00 | € 0,00 | R_extra = CT_target - CT_eff |
Quota Sinergia risparmio target | € | € 5.004,31 | € 1.350,41 | R_esco = 95%*R_target |
Quota cliente risparmio target | € | € 263,38 | € 71,07 | R_cliente = 5% * R_target |
Quota Sinergia risparmio extra | € | € 0,00 | € 0,00 | R_extra_esco = 70%* R_extra |
Quota cliente risparmio extra | € | € 0,00 | € 0,00 | R_extra_cliente = 30% * R_extra |
COSTO BASELINE | € | € 20.776,87 | € 3.525,15 | |
Sconto dovuto al risparmio | € | € 263,38 | € 71,07 | S = R_cliente+R_extra_cliente |
TOTALE CANONE | € | € 20.513,49 | € 3.454,08 | Canone = CT_base - S |
CANONE ANNUO | €/anno | € 23.967,57 | ||
Remunerazione gas per Sinergia | € | € 16.284,64 | € 2.208,85 | CU_gas*EPI_eff*Q_MWh |
Recupero investimento per Sinergia | € | € 4.228,85 | € 1.245,22 | |
Totale recupero investimento | €/anno | € 5.474,07 |
Dalla tabella precedente si può notare come non sussista alcuna differenza nel canone corrisposto dal cliente tra la situazione Equal ed Under-Performance, mentre la ESCO registra una perdita annuale del 12,8 %.
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5.2.2.3 Over-Performance
Questa è la situazione in cui gli EPI misurati presentano valori inferiori rispetto all’Equal- Performance, testimoniando un miglioramento delle prestazioni. In questo caso il risparmio target ed extra verranno suddivisi secondo le percentuali stabilite precedentemente. Nella tabella successiva si riportano i risultati della situazione Over- Performance per l’intervento in esame: in questo caso è stato considerata una diminuzione dell’EPI del 5% per entrambe le stagioni.
OVER PERFORMANCE | Inverno | Estate | ||
EPI base | m3/MWh | 132,0 | 191,0 | |
EPItarget | m3/MWh | 98,5 | 114,0 | |
Epi effettivo | m3/MWh | 93,6 | 108,3 | |
Consumo MWh | MWh | 243,1 | 28,5 | Q_MWh |
Consumo base | m3 | 32.088 | 5.444 | Q_MWh*EPI_base |
Consumo target | m3 | 23.952 | 3.249 | Q_MWh*EPI_target |
Consumo effettivo | m3 | 22.755 | 3.086 | Q_MWh*EPI_eff |
Costo unitario gas | €/m3 | € 0,65 | € 0,65 | CU_gas |
Costo base | € | € 20.776,87 | € 3.525,15 | CT_base = CU_gas*Q_MWh*EPI_base |
Costo target | € | € 15.509,18 | € 2.103,67 | CT_target = CU_gas*Q_MWh*EPI_target |
Costo effettivo | € | € 14.733,72 | € 1.998,49 | CT_eff = CU_gas*Q_MWh*EPI_eff |
Risaparmio target | € | € 5.267,69 | € 1.421,48 | R_target = CT_base-CT_target |
Risparmio extra | € | € 775,46 | € 105,18 | R_extra = CT_target - CT_eff |
Quota Sinergia risparmio target | € | € 5.089,07 | € 1.350,41 | R_esco = 95%*R_target |
Quota cliente risparmio target | € | € 267,85 | € 71,07 | R_cliente = 5% * R_target |
Quota Sinergia risparmio extra | € | € 542,82 | € 73,63 | R_extra_esco = 70%* R_extra |
Quota cliente risparmio extra | € | € 232,64 | € 31,56 | R_extra_cliente = 30% * R_extra |
COSTO BASELINE | € | € 20.776,87 | € 3.525,15 | |
Sconto dovuto al risparmio | € | € 496,02 | € 102,63 | S = R_cliente+R_extra_cliente |
TOTALE CANONE | € | € 20.280,85 | € 3.422,52 | Canone = CT_base - S |
CANONE ANNUO | €/anno | € 23.703,27 | ||
Remunerazione gas per Sinergia | € | € 14.733,72 | € 1.998,49 | CU_gas*EPI_eff*Q_MWh |
Recupero investimento per Sinergia | € | € 5.547,13 | € 1.424,04 | |
Totale recupero investimento | €/anno | € 6.971,17 |
Il beneficio dato dal maggior risparmio interesserà sia il cliente (con una riduzione del canone) che la ESCO (con un aumento dell’8,9 % del guadagno rispetto al target).
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
Qui di seguito si riportano delle tabelle riassuntive delle caratteristiche dei tre scenari precedentemente descritti.
CLIENTE | ESCO | |
Equal-Performance | Canone composto dalla quota consumo al prezzo unitario dell’energia ante-intervento, diminuito del 5% del risparmio target garantito | Remunerazione con il 95% del risparmio garantito |
Under-Performance | Canone uguale alla situazione Equal- Performance | La remunerazione ridotta a causa di un minor risparmio conseguito. |
Over-Performance | Canone equivalente alla situazione Equal- Performance, diminuito del 30% dell’extra risparmio. | Remunerazione della ESCO con il 95% del risparmio garantito + 30% dell’extra risparmio |
Tabella 25-Riassunto scenari
Canone cliente | Remunerazione ESCO | |
Equal-Performance | 23.964,57 € | Combustibile=17.612,85€ Recupero investimento=6.354,72 € |
Under-Performance | 23.967,57 € | Combustibile=18.493,49€ Recupero investimento=5.474,07€ |
Over Performance | 23.703,37 € | Combustibile=16.732,21€ Recupero investimento=6.971,17 € |
Tabella 26-Rissunto Canoni annuali e Remunerazione ESCO
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5.3 Business Plan
La valutazione di un investimento dev’essere effettuata considerando tutte le variabili tecnico-economiche che possono influire sulla sua redditività.
È opportuno fare una premessa: secondo la definizione di EPC, nel risparmio garantito sono incluse le quote per la gestione e manutenzione ordinaria dell’oggetto di intervento (Quota O&M) e pertanto dovranno essere scorporate dalla quota totale di risparmio spettante alla ESCO. In merito alla sua competenza nel mercato energetico, un’Energy Service Company può sottoscrivere contratti con i fornitori ad un prezzo più vantaggioso rispetto al cliente, nonché avere un margine sul costo della manodopera, potendo avvalersi di personale interno o di propria fiducia per le operazioni di gestione e manutenzione e per l’esecuzione delle opere di intervento. È bene prevedere all’interno della quota di risparmio spettante alla ESCO anche una percentuale dovuta ad eventuali costi extra. Nei paragrafi successivi si riporteranno le equazioni che costituiscono le diverse voci del Business Plan costruito (tutte espresse in €): le seguenti dovranno essere applicate per ciascun anno contrattuale.
5.3.1 Principali voci di un Business Plan
Ricavi
Il totale dei ricavi annuali dell’intervento si ottiene dalla somma delle seguenti voci:
1) Quota risparmi = QMWh * RUESCO,target * (1+i)(n-1) – Quota O&M
2) Quota O&M = (CUman + CUcont) * QMWh *(1+ico)(n-1)
3) Extra risparmio = (1-y%)* (∆EPIeff - ∆EPItarget) * CUgas * QMWh
4) Ricavi vendita energia = CUMWh,target * QMWh * (1+icb)(n-1)
5) Rata incentivo = Totale incentivo / nerogazione (se previsto nei ricavi)
Dove:
CUman = Percentuale di RUESCO,target per manutenzione [€/MWh] CUMWh,target = Costo unitario del MWh nella situazione target [€/MWh] CUextra = Percentuale di RUESCO,target per contabilizzazione [€/MWh]
∆EPIeff = EPIbase – EPIeff
∆EPItarget = EPIbase – EPItarget
i = Inflazione del canone [%]
ico = Inflazione costi operativi [%]
icb = Inflazione combustibile tradizionale [%]
n = Anno di valutazione [-]
nerogazione = Anni erogazione incentivo [-]
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
RUESCO,target = Risparmio unitario target [€/MWh] y% = Percentuale dell’extra risparmio condiviso con il cliente [%]
Costi Operativi
Il totale dei costi operativi si ottiene dalla somma delle seguenti voci:
1) Costi gestione diretti(O&M) = QMWh*(CUman*(1-Sman)+ CUcont*(1-Scont))*(1+ico)(n-1)
2) Costi gestione indiretti = CUextra*QMWh*(1+ico)(n-1)
3) Acquisto combustibile = CUMWh,target*QMWh*(1-Scb)*(1+icb)(n-1)
4) Energia elettrica = Qel * CUel * (1+icb)(n-1)
5) Manutenzione straordinaria
Dove:
CUextra = Percentuale di RUESCO,target per extra costi [€/MWh]
Qel = Consumo energia elettrica [MWh]
CUel = Costo Unitario energia elettrica [€/MWh]
Sman = Sconto/Margine percentuale sulla manutenzione [%] Scont = Sconto/Margine percentuale sulla gestione/contabilizzazione [%]
La manutenzione straordinaria dev’essere prevista all’interno dei costi operativi come ulteriore margine di sicurezza per tutelarsi da possibili problematiche che possono insorgere durante il periodo contrattuale.
Ammortamenti
La quota di ammortamento dei beni materiali è da intendersi come la ripartizione del costo pluriennale dell’investimento in più esercizi, ovvero in più anni. Si ottiene semplicemente dividendo il totale dell’investimento per la durata contrattuale.
Oneri finanziari
In questa voce si prendono in considerazione i costi per il rimborso delle quote interessi dovute ai soggetti finanziatori (istituto di credito, soci ecc.). L’importo annuale dipenderà dal tasso di interesse applicato dal prestatore, dalla durata totale del finanziamento e dalla somma finanziata. La rata annuale del pagamento di un mutuo, infatti, si compone di una quota capitale e di una quota interessi. La formula della rata secondo il metodo francese è la seguente:
𝑅 =
𝐶 ∗ 𝑖
1 − 1/(1 + 𝑖)𝑛
0.Xxxxxx di un contratto EPC per l’utenza di Bassano
Dove:
• R è la rata
• C è il capitale iniziale
• i è il tasso di interesse sul capitale residuo La quota capitale della rata è così definita:
𝐶𝐾 =
𝑅
(1 + 𝑖)(𝑛−𝑘−1)
Con k = 1, 2,…, n
La quota interessi cercata risulterà dalla differenza tra i risultati delle due formule precedenti.
Alla fine i costi totali risulteranno:
Costi totaliante,tax = Costi Operativi + Ammortamenti + Oneri finanziari
Costi totalipost,tax = Costi totaliante,tax + imposte
UTILE (post tax) = Ricavi – Costi totalipost,tax
Conseguentemente si passa alla definizione dei diversi flussi di cassa annuali:
Cash flow pre-finanziamentoante,tax = Ricavi – Costi Operativi
Cash flow pre-finanziamentopost,tax = Ricavi – (Costi Operativi+Imposte)
Cash flow post-finanziamentoante,tax = Ricavi – (Costi Operativi+Oneri finanziari)
Cash flow post-finanziamentopost,tax=Ricavi–(Costi Operativi+Oneri finanziari+Imposte)
I precedenti valori sono indispensabili per calcolare i principali indici di valutazione dell’investimento (PayBack, VAN ecc.).
PayBack
È il tempo necessario per recuperare i costi dell’investimento. Si calcola risolvendo la seguente equazione:
𝑃𝐵 𝑛
∑ 𝐷𝑗 = ∑ 𝐼𝑗
dove:
PB = Tempo di ritorno
Dj = Flussi di cassa considerati
𝑗=0
𝑗=0
Ij = investimento totale netto all’anno j-esimo