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Nell’ambito della produzione energetica, i CB possono essere ottenuti dagli impianti termici, frigoriferi e combinati, che servono le utenze finali riducendo il consumo di fonti primarie e non rientrano nel conto termico (CT), oppure dagli impianti di cogenerazione ad alto rendimento (CAR). Per gli interventi si fa riferimento alle variazioni delle produzioni; il potenziamento rifacimento degli impianti CAR ottiene CB solo se comporta un incremen- to del risparmio d’energia primaria.

Per gli impianti termici, frigoriferi e combinati, la valutazione del risparmio di energia primaria negli usi finali considera esclusivamente le forniture energetiche alle utenze locali con impianti di nuova costruzione, oppure le forniture a nuove utenze termiche e/o frigorifere con impianti di produzione esistenti, in accordo con la metodologia proposta dall’Autorità nelle schede tecniche riportate in [14]. I programmi quantificano i risparmi annui d’energia primaria, che hanno diritto ai CB, seguendo, con piccole modifiche, tale metodologia che di seguito viene descritta.

Prima di tutto occorre verificare che, quando si ha un impianto di produzione combinata, esso soddisfi le due condizioni:

28) IREIRE_min ; LTLT_min .

Dal momento che la definizione 23) dell’indice IRE (a pag. 129) non è applicabile quando si ha anche produzione di energia frigorifera, è necessario modificarla nel seguente modo:

29) _pu



_{pts pfs pes}



ps pu ps mod 1 E / E E E E E E IRE       ,

dove Epu(tep) è l’energia primaria totale annua utilizzata o da utilizzare nell’impianto di

generazione ed Eps(tep) è l’energia primaria totale annua che sarebbe richiesta per ottenere

in impianti separati le stesse produzioni energetiche, pari a (E_ptsE_pfs E_pes). Anche la definizione 24) dell’indice LT viene così modificata:

30) f t en f t mod E E E E E LT     ,

dove, come già noto, Een, Et ed Ef sono le produzioni annue cedute o da cedere alle

utenze, tutte espresse in megawattora.

Tralasciando gli interventi di potenziamento rifacimento su questi impianti che saranno trattati nella parte finale del sottoparagrafo, il calcolo dell’indice IREmod comporta la valu-

tazione dell’energia primaria annua richiesta per ciascuna produzione energetica separata e dell’energia primaria totale annua richiesta dalla produzione combinata.

Poiché per tale tipologia d’impianti occorre conoscere, secondo quanto visto in 4.3.2, sia la produzione elettrica Een che il prelievo annuo dalla rete Eas(MWhe), l’energia primaria

146

(da combustibili commerciali) richiesta per la produzione elettrica separata va valutata solo se nell’impianto in esame risulta essere Een>Eas; in tal caso si ha:

31) E_pes 



E_en E_as



fc_EP (tep) ,

dove fc_EP (tep/MWhe) è il fattore di conversione dell’energia elettrica in primaria, già incontrato in 4.1.2.1 e fissato tenendo conto del rendimento netto medio di trasformazione conseguito dal parco termoelettrico nazionale.

Per la produzione termica separata si ha:

32) Epts  Et fcTP /ηtm (tep) ,

dove fc_TP (tep/MWht) è il noto fattore di conversione dell’energia termica in primaria ed

m t

η è il rendimento medio di riferimento della caldaia sostitutiva, mediante la quale ver- rebbe ottenuta la stessa produzione termica, dato dalla 20) a pag. 85.

Per la produzione frigorifera separata l’energia primaria è ottenuta da:

33) E_pfs  E_f fc_EP/ε_fm (tep) ,

dove ε_fm (MWhf /MWhe) è l’indice di prestazione medio di riferimento del sistema so- stitutivo, comprensivo dei consumi elettrici per il sistema di raffreddamento e per la circolazione del fluido frigorifero, anch’esso incontrato in 4.1.2.1.

L’energia primaria totale annua richiesta dall’impianto di produzione combinata è:

34) E_pu  E_prc E_pas (tep) ,

dove E_prc (tep) è l’energia primaria totale dei combustibili utilizzati o da utilizzare nell’im-

pianto, di cui si è già detto in 3.3.2, mentre E_pas è l’energia primaria associata all’eventuale surplus di energia elettrica prelevata o che si prevede di prelevare dalla rete, qualora risulti

as

E >E_en, e pari in tal caso a:

35) Epas 



Eas Een



fcEP (tep) .

I valori numerici dei fattori e dell’indice che compaiono nelle formule precedenti sono tutti fissati in [14] e sono già stati riportati nella Fig. 42 di pag. 86.

Come accennato in 3.3.2, ai fini del calcolo di E_prc si assume nullo il potere calorifico dei combustibili riconosciuti completamente rinnovabili ; inoltre non si considera l’apporto di energia primaria da altre fonti rinnovabili. Ciò è giustificato dal fatto che i CB possono essere ottenuti anche mediante installazione di impianti per la valorizzazione delle fonti rinnovabili presso gli utenti finali. Quindi gli impianti di produzione combinata, che sfruttano anche tali fonti primarie, sono agevolati rispetto agli altri nel soddisfare la condizione, richiesta sull’indice IRE, per essere considerati cogenerativi.

147

Se invece come combustibile sono utilizzati i rifiuti, si deve tener presente che la normativa vigente [7] considera rinnovabile solo la loro parte biodegradabile. Però, al fine di in- centivare il recupero energetico dall’incenerimento dei rifiuti, occorre valorizzare come risparmio anche l’energia prodotta dalla loro quota parte non biodegradabile, altrimenti destinata allo scarto.

Considerata la notevole variabilità dei rifiuti, in [14] l’Autorità ha fissato, per la loro rinnovabilità in termini energetici dovuta alla biodegradabilità e all’inutilizzabilità, una percentuale forfettaria pari al 75%. Pertanto, quando un impianto utilizza o può utilizzare come combustibile anche i rifiuti, nel calcolo di E_prc va preso per essi il potere calorifico fittizio già visto in 3.3.2, pari al prodotto tra il potere calorifico effettivo misurato e la percentuale non rinnovabile (in termini energetici) fissata al 25%.

Una volta verificato che, per l’impianto in esame, gli indici IRE ed LT, calcolati se- condo le 29) e 30), soddisfano le 28), si passa a quantificare i risparmi energetici annui riconosciuti, conseguibili presso le utenze finali.

Nei programmi, a differenza di quanto previsto in [14], i risparmi vengono calcolati in riferimento alle forniture energetiche di tutte le utenze “locali” (secondo quanto precisato all’inizio di questo sottoparagrafo), anche se diverse da quelle civili.

Qualora sia solo prevista un’estensione delle reti locali con allacciamento di nuove utenze, la valutazione dei risparmi deve limitarsi alle quote delle forniture energetiche destinate a tali utenze. Se invece si tratta di realizzare un impianto con le relative reti di distribuzione, per quanto detto all’inizio del capitolo, le utenze termiche e frigorifere possono considerarsi tutte locali, purché le energie immesse vengano depurate delle perdite lungo le relative reti. Note le forniture annue alle utenze locali di energia termica Etl (MWht) e frigorifera

fl

E (MWhf), si possono calcolare le energie primarie, associate alla loro produzione separata, con formule analoghe a 32) e 33). Quindi si può conoscere la frazione di energia primaria che, nella produzione separata, sarebbe richiesta dalle utenze locali, data da:

36) fs p ts p fls p tls p E E E E     .

A questo punto si può valutare il risparmio annuo riconosciuto di energia primaria per ciascuna produzione energetica. Nel far questo bisogna tener presente che la produzione elettrica netta da fonti rinnovabili Eenr, avendo diritto ai CV secondo quanto visto in 4.4.1,

non può ottenere contemporaneamente i CB per il motivo ricordato all’inizio di 4.4; quindi il risparmio sui consumi finali associati all’intera produzione elettrica netta deve essere ridotto proporzionalmente.

Inoltre, benché come detto in 4.2.2 il coefficiente di durabilità τ, per il quale venivano moltiplicati i risparmi annui calcolati per ottenere quelli riconosciuti, non sia più previsto, nei programmi si è preferito lasciarlo, considerato che rientra nelle loro finalità la possibilità di valutare l’efficacia di altre modalità d’incentivazione.

Così il risparmio annuo riconosciuto per l’energia elettrica è:

148 per l’energia termica:

38) RPt  IREmod Eptsτ (tep) ;

per l’energia frigorifera:

39) RPf  IREmod Epfs τ

(tep) ,

dove tutti i simboli sono noti.

Quantificati i risparmi annui riconosciuti per le diverse produzioni energetiche, occorre stabilire quali tipi di CB assegnare all’impianto. Poiché, come già detto in 4.2.2.1, i programmi non prendono in considerazione i CB di tipo III, viene seguita una procedura semplificata rispetto a quanto previsto in [14].

I risparmi sulla produzione elettrica e frigorifera determinano una riduzione dei consumi elettrici finali, alla quale sono riconosciuti CB di tipo I; il risparmio sulla produzione termica si assume, per semplificare, che determini solo una riduzione dei consumi finali di gas naturale, alla quale sono riconosciuti CB di tipo II.

Anche per un impianto di produzione termica e/o frigorifera, che non accede al conto termico, tramite la 29) può essere valutato il suo indice di risparmio energetico RE, in modo da verificare se sia soddisfatta la prima delle condizioni 28). Qualora l’impianto la soddisfi, si passa al calcolo dei risparmi annui riconosciuti di energia primaria per la produzione termica e/o frigorifera, seguendo la stessa metodologia descritta in precedenza. Al risparmio sulla produzione termica sono poi riconosciuti CB di tipo II, mentre a quello sulla produzione frigorifera sono riconosciuti CB di tipo I.

Se dall’impianto si ottiene o si prevede d’ottenere anche un sottoprodotto commerciale, i programmi, nella versione attuale, non considerano il risparmio energetico annuo derivan- te dalla sua produzione combinata rispetto a quella separata e quindi non gli riconoscono CB. Però, dal momento che l’energia primaria richiesta per la sua produzione separata Epsc

è utile per i programmi, viene calcolata, come anticipato in 4.3.2.2, mediante la formula:

40) E_psc  Sfc_TP /ie_tsc (tep) ,

dove tutti i simboli sono noti.

Invece, per gli impianti di cogenerazione ad alto rendimento (CAR) che soddisfano, come si è visto in 4.4, le condizioni previste, la quantificazione dei risparmi annui va fatta seguendo la metodologia descritta in [44], tenendo conto delle indicazioni fornite da MSE in [49]. La quantificazione dovrà essere fatta a parte con un altro adeguato programma di calcolo, poiché è strettamente legata alla configurazione del particolare impianto in esame, anche a seguito di un eventuale intervento di potenziamento rifacimento.

Se l’impianto o l’intervento non è ancora realizzato, tale programma dovrà essere in grado sia di simulare le sue possibili modalità di funzionamento nel corso dell’anno che di valutare i flussi energetici tra i suoi diversi componenti. Una volta individuate queste

149

grandezze, dovrà verificare se l’impianto soddisfa i requisiti richiesti per la CAR e, in tal caso, determinare il suo prevedibile risparmio (o maggior risparmio) annuo di energia pri- maria RP_car(tep).

Altrimenti, per un impianto funzionante dovrà stabilire, sulla base dei dati di esercizio a consuntivo, se soddisfa le condizioni per rientrare nella CAR. In caso affermativo dovrà determinare il suo risparmio medio di energia primaria negli anni trascorsi, da assumere come risparmio prevedibile per i futuri anni d’esercizio.

Il programma, una volta ottenuto il risparmio annuo dell’impianto in esame, dovrà stimare anche la sua potenza elettrica media annua in regime di CAR, pari a:

41) car car el car m e h E P  (MWe) ,

dove Eelcar(MWh/a) è la già nota energia elettrica lorda annua effettivamente prodotta in

cogenerazione ad alto rendimento e hcar(h/a) è il numero di ore annue di funzionamento

cogenerativo dell’impianto.

Noti questi dati, tutti i programmi per l’analisi economica stabiliscono il numero annuo dei CB di tipo II, cui ha diritto l’impianto secondo quanto previsto da [44], arrotondando all’unità il valore ottenuto da:

42) CBcar  KRPcar (tep) ,

dove K è il coefficiente di armonizzazione il cui valore, decrescente da 1,4 a 1 per scaglioni crescenti della potenza elettrica, è pure fissato in [44].

Pertanto, una volta nota la Pemcar dell’impianto in esame, il valore di K è ottenuto come

media pesata dei valori fissati nelle diverse classi di potenza. Si ottengono così le seguenti espressioni per K al variare di Pemcar(MWe):

1 P_emcar  K  1,4 ; 10 P 1 _emcar  1,3 P 1 , 0 K car m e   ; 80 P 10 _emcar  1,2 P 1 , 1 K car m e   ; 100 P 80 emcar  1,1 P 1 , 9 K car m e   ; 100 Pemcar  1 P 1 , 19 K car m e   .

Nei programmi inoltre, come già evidenziato alla fine di 4.2.2, il numero dei CB ottenuto da 42) è ridotto al 30% per le unità cogenerative entrate in esercizio tra l’1-4-1999 e il 6-3-2007 che non godono di altre incentivazioni alle produzioni.

150

Quando invece si considerano interventi di potenziamento rifacimento su impianti esistenti non di tipo CAR, nei programmi il calcolo dei CB è fatto, con le stesse modalità descritte in precedenza, a partire dalle variazioni delle produzioni. Vanno quindi determina- te sia l’energia primaria richiesta per la variazione delle produzioni energetiche in impianti separati che la variazione dell’energia primaria richiesta dall’impianto dopo l’intervento. Ne consegue che l’energia primaria per la variazione della produzione elettrica separata è ancora data dalla 31), se Een>Eas, mentre l’energia primaria per la variazione del maggior

prelievo dalla rete è data dalla 35), se Eas>Een, indipendentemente dal segno assunto da

questi termini. Inoltre ora nella 29) E_ps ed E_pu possono essere anche negativi.

Tenuto conto che, per avere un risparmio energetico, l’energia primaria richiesta per le va- riazioni separate delle produzioni energetiche E_ps deve essere maggiore della variazione dell’energia primaria richiesta dall’impianto in esame E_pu e l’indice di risparmio energetico

RE deve risultare positivo, si conclude che se, in questi interventi, E_ps> 0 l’indice RE ha la stessa espressione di 29); se invece Eps< 0, l’indice di risparmio è dato da:

43) ps pu ps E E E RE   .

Ora inoltre, nel calcolo della variazione (anche negativa) dei risparmi annui riconosciuti, la frazione  dell’energia primaria nella produzione separata è ancora ottenuta da 36) se risulta positiva, altrimenti è annullata; ne consegue che in tal caso si annullano le variazioni dei risparmi per tutte le produzioni energetiche.

Esaminando poi tutte le possibili situazioni che possono presentarsi quando c’è un rispar- mio energetico (RE > 0), la variazione riconosciuta del risparmio per l’energia elettrica è ancora data dalla 37) se risulta Een> 0; se invece Een< 0, tenuto conto che Epes risulta

sempre positivo, il fattore di riduzione fr per la variazione della produzione elettrica da fonti rinnovabili Eenr diventa:

44) fr 



1E_{en r} / E_en



E_{en c} / E_en .

Infine per tutti gli interventi di efficienza energetica il calcolo dei CB di tipo I viene fatto in riferimento al risparmio annuo, conseguito o previsto, sul prelievo di energia elettrica dalla rete, con una formula analoga alla 35); il calcolo dei CB di tipo II è fatto invece con riferimento ai risparmi annui dei combustibili utilizzati dall’impianto. Quindi i relativi risparmi d’energia primaria che danno diritto ai CB, già esaminati in 3.3.2, non tengono conto del coefficiente τ. Inoltre sono determinati, con modalità comuni a tutti i programmi, solo se l’energia primaria associata a tutte le variazioni di produzione calcolate (Een, Et, Ef ed S), già incontrata in Fig. 65 a pag. 128, risulta positiva; ovvero se:

45) 0 ie S ie E 9 , 0 E E tsc tf f t en en      (MWh) ,

151

4 . 4 . 2 . 1 D A T I R I C H I E S T I D A I P R O G R A M M I

Per gli impianti termici, frigoriferi e combinati, in assenza di interventi di potenzia- mento rifacimento, tutti i programmi richiedono i seguenti dati nel foglio “entr. cog”:

 eventuale energia termica fornita o da fornire alle utenze locali Etl (in MWht);

 eventuale energia frigorifera fornita o da fornire alle utenze locali E_fl (in MWhf);

 valore minimo dell’indice IRE;

 valore minimo dell’indice LT;

 coefficiente di durabilità τ.

Nell’inserire i dati sulle forniture alle utenze locali, si deve tener presente che esse non possono essere superiori alle rispettive forniture di base dell’intera utenza, determinate cioè prescindendo dai rispettivi coefficienti di variazione della produzione; la comparsa della casella rossa segnala tale errore che, per la correttezza dei calcoli, va rimosso.

Quanto ai valori minimi degli indici IRE ed LT, si deve far riferimento a quelli stabiliti dal- l’Autorità. I valori fissati in [50] sono i seguenti:

 IRE minimo pari a 0,100 per gli impianti entrati in esercizio dopo il 5-4-2002;

 valori differenziati per LT a seconda dei combustibili utilizzati e della potenza elettrica di ciascuna sezione dell’impianto, comunque non inferiori a 0,150.

La Fig. 78 riporta un esempio d’inserimento, nei programmi valutazioni, dei dati sopra descritti, accanto ad altri dati forniti e a grandezze calcolate, già trattati in precedenza, che serviranno per determinare il numero di CB associati alla produzione.

energia termica a utenze calcolata Et 35.544 MWht

energia termica a utenze locali Etl 13.457 MWht

energia frigorif. a utenze calcolata Ef 17.612 MWhf

energia frigorif. a utenze locali Efl 13.641 MWhf

energia elettr. prelevata da rete Eas 1.237 MWhe

en. elettr. netta da fonti rinnov. Een r 4.589 MWhe

en. primaria equ. da fonti rinn. Ep r equ 4.502,00 tep

energia elettr. netta prodotta calcolata Een 54.067 MWhe

IRE 0,642

IRE min 0,100

LT 0,496

LT min 0,150

coefficiente di durabilità τ 3,36 in. risp. RE 0,642

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Riguardo al coefficiente di durabilità, il suo valore di norma è impostato a 1; l’operatore può variarlo tra 1 e 5 , per esaminare modalità diverse d’incentivazione ai risparmi di energia primaria. Nell’esempio il valore è quello che era assegnato ai piccoli sistemi di cogenerazione e climatizzazione, corrispondente a una vita utile (durata dei CB) di 5 anni e una vita tecnica di 20 anni.

Da notare che in questo caso viene calcolato sia l’IRE, valido solo per impianti in cui la produzione elettrica è combinata con altre produzioni energetiche, che l’indice di risparmio

RE, valido per tutti gli impianti di produzione energetica diversa dalla solo elettrica nei quali si consegue un risparmio d’energia primaria, rispetto alla produzione separata; nel- l’esempio mostrato i due valori ovviamente coincidono.

Poiché, per la correttezza dei calcoli, i valori obbligatoriamente richiesti devono essere forniti, i programmi segnalano la loro assenza con la casella rossa.

Se poi l’impianto rientra nel regime CAR, tutti i programmi richiedono i seguenti dati nel quadro “Impianto in regime CAR” del foglio “entr. cog”:

 risparmio di energia primaria RPcar(in tep);

 potenza elettrica media Pemcar(in MWe);

 riduzione del numero dei CB al 30%.

Sul dato fornito per il risparmio di energia primaria i programmi eseguono alcuni controlli di conformità ed evidenziano con la casella rossa eventuali anomalie. Inoltre, quando è presente tale dato è obbligatorio fornire anche gli altri due, altrimenti le loro caselle diventano rosse. Il dato accettato per la riduzione dei CB può essere soltanto si o no.

La Fig. 79 mostra un esempio di corretto inserimento dei dati per un impianto in regime di CAR, oltre al valore calcolato per il suo coefficiente di armonizzazione.

Impianto in regime CAR

risparmio annuo energia primaria RPcar 12.768,9 tep

potenza elettrica media Pe m car 23,0 MWe

riduzione CB al 30% no

coefficiente di armonizzazione K 1,248

Fig. 79 – Esempio di valori inseriti e calcolati per un impianto di cogenerazione ad alto rendimento

Per gli interventi di potenziamento rifacimento su impianti esistenti (di produzione diversa dalla solo elettrica) sono richiesti gli stessi dati visti in precedenza. Va però tenuto presente che i dati sulle forniture si riferiscono alle loro variazioni e possono anche essere negativi. Se le variazioni delle forniture di base per l’intera utenza dovessero essere negative, le rispettive variazioni delle forniture alle utenze locali potrebbero risultare superiori (a volte anche in valore assoluto, se queste dovessero essere positive). Inoltre,

153

come già accennato, per un impianto in regime CAR il valore di RPcar non può essere

negativo.

In particolari situazioni le variazioni delle produzioni, che si hanno a seguito di un inter- vento, potrebbero determinare un valore negativo per l’indice di risparmio RE; è evidente che in tal caso, non essendoci un risparmio energetico, verrebbero azzerati tutti i risparmi riconosciuti per le produzioni energetiche.

La Fig. 80 fa vedere i dati inseriti per un intervento su un impianto di produzione diversa, assieme ad altri dati forniti e grandezze calcolate che servono per determinare i risparmi riconosciuti.

energia termica a utenze calcolata Et 106.710 MWht

energia termica a utenze locali Etl 23.754 MWht

energia frigorif. a utenze calcolata Ef -1.950 MWhf

energia frigorif. a utenze locali Efl -259 MWhf

energia elettr. prelevata da rete Eas -125 MWhe

en. elettr. netta da fonti rinnov. Een r -654 MWhe

en. primaria equ. da fonti rinn. Ep r equ 146,20 tep

energia elettr. netta prodotta calcolata Een 49.480 MWhe

IRE 0,359

IRE min 0,100

LT 0,679

LT min 0,150

coefficiente di durabilità τ 3,36 in. risp. RE 0,359

Fig. 80 – Valori inseriti e calcolati nei programmi valutazioni per un intervento di potenziamento rifacimento su impianto di produzione diversa

Come si può notare, le variazioni delle produzioni calcolate sono quelle di Fig. 61 a pag. 124; inoltre, poiché la variazione della produzione frigorifera totale è negativa, per la fornitura alle utenze locali è accettata una variazione (nell’esempio anch’essa negativa) maggiore di quella totale. Dai dati forniti risulta pure un indice di risparmio RE positivo uguale all’IRE, trattandosi di un impianto con più produzioni contemporanee inclusa l’elettrica.

Infine per gli interventi di efficienza energetica i dati richiesti sui risparmi annui, effet- tivi o previsti, dei combustibili utilizzati e dell’energia elettrica prelevata dalla rete vanno forniti nel foglio “entr. div”, in conformità a quanto già mostrato in Fig. 23 a pag. 54.

Nel documento Guida alle valutazioni economiche su impianti di produzione energetica e su interventi per la loro riqualificazione. Terza Edizione (pagine 146-157)