7 Analisi e confronto dei costi complessivi
7.3 Costi complessivi d’impianto
Dopo aver definito i costi annuali d’esercizio, si è potuto stimare l’andamento dei costi complessivi, anno per anno, per ciascuno scenario di impianto.
Per prima cosa, è stato definito un costo iniziale riferito all’anno “0” (punto di partenza dell’analisi) e pari al costo di investimento sostenuto per ogni configurazione d’impianto:
𝐶0= 𝐼𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 [€] (7.1)
Nel presente studio, l’investimento iniziale è ovviamente presente per il solo caso a LED, in quanto l’impianto fluorescente non è altro che la configurazione ante operam preesistente.
L’investimento che è stato considerato nel caso post operam riguarda solamente la sostituzione della parte di apparecchi già installati. Infatti, come già visto precedentemente (paragrafo 5.2), per la parte di apparecchi ancora da installare è emerso che il costo per l’acquisto e posa dei LED era addirittura minore di quello equivalente per le lampade fluorescenti. Per questo motivo e per vincoli preesistenti con i fornitori, la sostituzione degli apparecchi ancora da installare è stata trattata come semplice proposta di variante tecnologica al contratto già stipulato, senza implicare né benefici economici né costi aggiuntivi (come poi è accaduto realmente alla società esecutrice dei lavori). Per ulteriori approfondimenti in merito, si rimanda nello specifico al paragrafo 5.2.2).
L’investimento iniziale per il caso LED è già stato calcolato in precedenza e viene riportato per completezza:
Tipologia
Numero totale apparecchi illuminanti
Numero di apparecchi
installati Investimento [€]
1 2x36W 413 78 € 4.700
2 2x58W 973 44 € 2.930
€ 430.460 (71%)
€ 177.700 (29%)
COSTO ANNUO D'ESERCIZIO
ENERGIA ELETTRICA MANUTENZIONE
Tipologia Numero totale apparecchi illuminanti
Numero di apparecchi installati
Investimento [€]
3 1x18W 707 256 € 13.320
4 2x18W 612 102 € 5.990
5 2x26W 883 183 € 11.720
6 1x55W 325 84 € 7.730
7 1x55W 4543 939 € 92.070
8 2x55W 254 87 € 8.730
9 2x55W 346 74 € 9.350
10 4x18W 1565 210 € 19.810
11 4x18W 17 13 € 1.690
12 4x24W 1247 134 € 13.900
13 4x24 2735 433 € 56.150
14 3x55W 202 0 € 0
15 4x24W 36 0 € 0
16 4x54W 12 0 € 0
TOTALE € 248.000
Tabella 7.5 – Costo totale d’investimento caso post operam (LED).
Dopo aver determinato l’eventuale costo iniziale, è stato stimato l’andamento dei costi complessivi per ogni scenario d’impianto facendo la cumulata, di anno in anno, dei costi relativi alla sua gestione.
In particolare, per il generico anno “i” i costi complessivi sono stati calcolati come segue:
𝐶𝑖 = 𝐶𝑖−1+ 𝐶𝐸𝑆𝐸𝑅𝐶𝐼𝑍𝐼𝑂,𝑖 [€/𝑦] (7.2) Dove 𝐶𝑖−1 è il costo complessivo riferito all’anno precedente e 𝐶𝐸𝑆𝐸𝑅𝐶𝐼𝑍𝐼𝑂 è il costo d’esercizio annuale dell’impianto, comprendente i costi di manutenzione e consumo di energia elettrica:
𝐶𝐸𝑆𝐸𝑅𝐶𝐼𝑍𝐼𝑂,𝑖= 𝐶𝑀𝐴𝑁𝑈𝑇𝐸𝑁𝑍𝐼𝑂𝑁𝐸,𝑖+ 𝐶𝐸𝑁𝐸𝑅𝐺𝐼𝐴 𝐸𝐿𝐸𝑇𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴,𝑖 [€/𝑦] (7.3) Il costo annuo per la manutenzione 𝐶𝑀𝐴𝑁𝑈𝑇𝐸𝑁𝑍𝐼𝑂𝑁𝐸, come già visto, è stato calcolato differentemente per i due casi e di seguito si riportano le formule generali utilizzate.
Per il caso ante operam:
𝐶𝑀𝐴𝑁𝑈𝑇𝐸𝑁𝑍𝐼𝑂𝑁𝐸,𝑖= 𝐶𝑆𝑂𝑆𝑇𝐼𝑇𝑈𝑍 𝐿𝐴𝑀𝑃𝐴𝐷𝐸,𝑖+ 𝐶𝑆𝑂𝑆𝑇𝐼𝑇𝑈𝑍 𝑅𝐸𝐴𝑇𝑇𝑂𝑅𝐼,𝑖+ 𝐶𝑃𝑈𝐿𝐼𝑍𝐼𝐴,𝑖 [€/𝑦] (7.4) Dove il costo annuo per la sostituzione delle lampade è diverso a seconda che la prima sostituzione in gruppo sia avvenuta oppure no:
𝐶𝑆𝑂𝑆𝑇𝐼𝑇𝑈𝑍 𝐿𝐴𝑀𝑃𝐴𝐷𝐸,𝑖 = 𝐶1𝑎 𝑆𝑂𝑆𝑇 [€/𝑦] 𝑠𝑒 𝐴𝑛𝑛𝑜𝑖 ≤ 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑙𝑜 𝑑𝑖 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑚𝑝𝑖𝑛𝑔 [𝑦] (7.5) 𝐶𝑆𝑂𝑆𝑇𝐼𝑇𝑈𝑍 𝐿𝐴𝑀𝑃𝐴𝐷𝐸,𝑖 = 𝐶2𝑎 𝐼𝑁 𝑃𝑂𝐼 [€/𝑦] 𝑠𝑒 𝐴𝑛𝑛𝑜𝑖 > 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑙𝑜 𝑑𝑖 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑚𝑝𝑖𝑛𝑔 [𝑦] (7.6)
86
Il conto è stato effettuato per ogni tipologia di apparecchio siccome ciascuna presenta diversi intervalli di re-lamping.
Per il caso post operam:
𝐶𝑀𝐴𝑁𝑈𝑇𝐸𝑁𝑍𝐼𝑂𝑁𝐸,𝑖 = 𝐶𝑆𝑂𝑆𝑇𝐼𝑇𝑈𝑍 𝐴𝑃𝑃𝐴𝑅𝐸𝐶𝐶𝐻𝐼,𝑖+ 𝐶𝑃𝑈𝐿𝐼𝑍𝐼𝐴,𝑖 [€/𝑦] (7.7) Dove 𝐶𝑆𝑂𝑆𝑇𝐼𝑇𝑈𝑍 𝐴𝑃𝑃𝐴𝑅𝐸𝐶𝐶𝐻𝐼 è il costo per la sostituzione degli interi apparecchi LED quando smettono di emettere una sufficiente quantità di flusso luminoso.
Per quanto riguarda 𝐶𝐸𝑁𝐸𝑅𝐺𝐼𝐴 𝐸𝐿𝐸𝑇𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴, in entrambi i casi si è deciso di applicare una percentuale di incremento annuo per tenere in considerazione il trend crescente del prezzo dell’energia. Il costo associato all’energia elettrica consumata per il generico anno “i” è stato calcolato:
𝐶𝐸𝑁𝐸𝑅𝐺𝐼𝐴 𝐸𝐿𝐸𝑇𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴,𝑖= 𝐶𝐸𝑁𝐸𝑅𝐺𝐼𝐴∗ (1 + % 𝑖𝑛𝑐𝑟𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜)(𝑖−1) [€/𝑦] (7.8) Infine, sono stati definiti i seguenti parametri caratteristici dell’analisi:
PARAMETRI CARATTERISTICI
Percentuale di incremento annuo del costo dell’energia
2%Vita utile dell’impianto (durata dell’analisi)
15 anniSi sono considerati 15 anni di vita utile dell’impianto siccome si ritiene che in tale periodo non siano necessarie né alcuna sostituzione delle plafoniere degli apparecchi fluorescenti, volutamente escluse dall’analisi dei costi di manutenzione ante operam, né alcun tipo di attività considerevoli di rifacimento o riammodernamento dell’impianto, difficili da tenere in conto nel caso studio.
Inoltre, visto la repentina evoluzione tecnologica in ambito illuminotecnico e il continuo calo delle applicazioni “tradizionali”, si pensa che tra 15 anni la tecnologia fluorescente potrebbe non essere più utilizzata, uscendo così dal mercato.
Si riporta il calcolo effettuato per ogni tipologia di apparecchio fluorescente dell’impianto, prima per il caso ante operam fluorescente ( Tabella 7.6) poi per quello post operam a LED (Tabella 7.7). I costi sono da intendersi in migliaia di €.
Tabella 7.6 – Calcolo dei costi complessivi d’impianto cumulati nel tempo (caso ante operam).
ANDAMENTO COSTI COMPLESSIVI CASO ANTE OPERAM TipologiaANNO [k€] 01 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415 1 (2x36W) 021,443,265,387,9110,6133,7157,2181,2205,5230,2255,4281,1307,1333,7360,6 2 (2x58W) 0179,9363,1548,8737,8930,31.126,31.325,91.529,21.736,11.946,92.161,52.380,12.602,82.829,63.060,5 3 (1x18W) 023,848,071,695,5119,6144,1169,0194,1219,5245,3271,5297,9324,8352,0379,5 4 (2x18W) 037,475,3112,3149,8187,7226,2265,3304,8344,9385,6426,8468,6511,1554,1597,7 5 (2x26W) 067,8136,6204,3273,0342,7413,5485,4558,3632,3707,5783,9861,4940,11.020,01.101,2 6 (1x55W) 026,954,281,5109,2137,4166,1195,3224,9255,1285,8316,9348,7380,9413,7447,1 7 (1x55W) 0418,9844,01.268,71.699,72.137,22.581,33.032,13.489,83.954,44.426,24.905,35.391,85.885,96.387,76.897,3 8 (2x55W) 018,938,157,677,497,2117,3137,8158,6179,7201,3223,2245,4268,1291,1314,6 9 (2x55W) 027,655,784,2113,1142,0171,4201,2231,5262,2293,5325,2357,5390,3423,6457,5 10 (4x18W)0141,1283,9428,4568,3710,1853,7999,21.146,61.295,91.447,31.600,71.756,11.913,72.073,42.235,3 11 (4x18W)01,63,24,86,37,99,511,112,814,416,117,819,621,323,124,9 12 (4x24W)0123,9249,6377,4507,2639,0770,9905,01.041,31.179,81.320,61.463,61.609,01.756,91.907,12.059,9 13 (4x24W)0271,6547,5827,71.112,31.401,41.690,81.984,92.283,82.587,52.896,23.210,03.528,93.853,14.182,64.517,7 14 (3x55W)020,441,162,283,6105,5127,7150,3173,3196,7220,4244,4268,9293,9319,3345,1 15 (4x24W)03,67,311,114,918,722,626,530,534,638,742,947,251,555,960,4 16 (4x54W)02,24,56,89,111,513,916,418,921,424,026,729,332,134,937,7 TOTALE01.3872.7954.2135.6457.0998.56910.06211.57913.12014.68616.27617.89219.53321.20222.897
88
Tabella 7.7 – Calcolo dei costi complessivi d’impianto cumulati nel tempo (caso post operam).
ANDAMENTO COSTI COMPLESSIVI CASO POST OPERAM TipologiaANNO [k€] 01 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415 1 (2x36W) 4,717,129,742,455,468,581,995,4109,2123,1137,3151,7166,4181,2196,3211,7 2 (2x58W) 2,998,5195,4294,0394,0495,6598,8703,7810,2918,41.028,31.140,01.253,51.368,91.486,11.605,2 3 (1x18W) 13,329,345,461,778,395,0111,9129,1146,5164,1181,9200,0218,3236,8255,6274,7 4 (2x18W) 6,020,535,149,964,980,195,5111,0126,7142,7158,8175,1191,6208,4225,3242,5 5 (2x26W) 11,738,365,392,6120,2148,2176,6205,4234,5264,0294,0324,3355,1386,2417,9449,9 6 (1x55W) 7,724,842,059,677,495,5113,9132,6151,6170,9190,5210,5230,7251,3272,2293,5 7 (1x55W) 92,1286,7484,2684,5887,61.093,71.302,81.514,91.730,21.948,72.170,42.395,42.623,82.855,63.090,93.329,9 8 (2x55W) 8,716,925,133,542,050,659,368,277,286,395,6105,0114,5124,2134,0144,0 9 (2x55W) 9,420,231,242,453,765,276,888,7100,7112,8125,2137,7150,4163,3176,4189,7 10 (4x18W)19,867,3115,4164,2213,7264,0314,9366,6419,1472,4526,4581,3636,9693,4750,8809,1 11 (4x18W)1,72,32,83,44,04,65,25,96,57,17,88,49,19,810,411,1 12 (4x24W)13,962,6111,9162,0212,8264,2316,5369,5423,2477,7533,1589,2646,2704,0762,7822,2 13 (4x24W)56,2161,5268,3376,6486,4597,8710,7825,2941,41.059,21.178,71.300,01.423,11.547,91.674,61.803,2 14 (3x55W)0,07,314,622,029,537,144,852,660,568,576,684,893,1101,4109,9118,6 15 (4x24W)0,02,44,87,39,712,214,817,319,922,625,227,930,633,436,139,0 16 (4x54W)0,00,81,62,43,34,14,95,86,77,58,49,310,211,112,113,0 TOTALE2488561.4732.0982.7333.3774.0294.6925.3646.0466.7387.4418.1538.8779.61210.357
I valori dei costi complessivi riferiti alla totalità dell’impianto nei due diversi scenari sono stati plottati sullo stesso grafico e confrontati:
Figura 7.3 - Evoluzione dei costi complessivi impianto fluorescente-LED a confronto su un periodo di 15 anni.
Rispetto agli ordini di grandezza riportati nel grafico, l’investimento iniziale di 248.000 euro per l’impianto a LED è quasi impercettibile. Nel seguito, si riporta lo stesso andamento dei costi complessivi di sopra zoomato e riferito ai primi 3 anni di funzionamento dell’impianto:
Figura 7.4 - Evoluzione dei costi complessivi impianto fluorescente-LED a confronto sul primo triennio.
€ 0
€ 2.500.000
€ 5.000.000
€ 7.500.000
€ 10.000.000
€ 12.500.000
€ 15.000.000
€ 17.500.000
€ 20.000.000
€ 22.500.000
€ 25.000.000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Spesa complessiva
Anno
ANDAMENTO DEI COSTI COMPLESSIVI D'IMPIANTO (15 anni)
Fluorescente LED
€ 0
€ 2.500.000
€ 5.000.000
0 1 2 3 4
Spesa complessiva
Anno
ANDAMENTO DEI COSTI COMPLESSIVI D'IMPIANTO (primo triennio)
Fluorescente LED
90
Si nota immediatamente che a fronte di un basso esborso economico, l’impianto configurato con i LED garantisce un notevole risparmio rispetto a quello fluorescente.
Al termine dei 15 anni il costo complessivo è più che dimezzato e si passa da 22,9 milioni di euro a poco più di 10,3 ottenendo un risparmio economico totale oltre i 12 milioni di euro.
Il valore del periodo di ritorno economico è molto basso ed è inferiore ai 6 mesi. Le cause principali sono:
• Elevati risparmi economici dati dalla totalità dell’impianto e dovuti a una minor consumo di energia e minori costi manutentivi.
• Basso costo d’investimento, se paragonato all’entità dell’intervento di sostituzione. Infatti, per passare da uno scenario all’altro, è bastata la sostituzione dei soli apparecchi già installati (costituenti il 17,7% del totale). La sostituzione degli apparecchi da installare non ha comportato extra-costi perché è stato sufficiente proporre una variante al contratto in essere con i fornitori.
Tale considerazione è quella che più si avvicina a quanto successo realmente all’azienda esecutrice dei lavori all’ospedale di Alba-Bra.
Quindi, mentre i benefici economici sono stati calcolati per tutti gli apparecchi dell’impianto, per il costo d’investimento sono stati considerati solamente quelli precedentemente installati.
Applicando quanto fatto finora al caso teorico in cui tutti gli apparecchi dell’impianto erano già stati installati, il costo d’investimento passerebbe da 248.000 € a 1.482.000 € e l’andamento dei costi complessivi diventerebbe:
Figura 7.5 - Evoluzione dei costi complessivi impianto fluorescente-LED a confronto su un periodo di 15 anni (caso teorico).
Il periodo di ritorno dell’investimento sarebbe intorno ai 2 anni. Tale valore è minore rispetto a quello equivalente calcolato nell’analisi di risparmio energetico (2,4 anni) poiché in questo caso si aggiungono anche i risparmi annui dovuti alla manutenzione.
Tornando al caso reale, dai calcoli sui costi di esercizio si sono ottenuti un risparmio annuo percentuale sulla manutenzione che oscilla tra il 44% e il 48% e sul consumo di energia elettrica poco inferiore del 60%, i quali generano un risparmio complessivo del 55%.
€ 0
€ 2.500.000
€ 5.000.000
€ 7.500.000
€ 10.000.000
€ 12.500.000
€ 15.000.000
€ 17.500.000
€ 20.000.000
€ 22.500.000
€ 25.000.000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Spesa complessiva
Anno
ANDAMENTO DEI COSTI COMPLESSIVI D'IMPIANTO (15 anni - caso teorico)
Fluorescente LED
Figura 7.6 – Percentuali di risparmio economico tra i due scenari d’impianto.
Dunque, si può affermare che la sostituzione degli apparecchi a LED è un intervento di ottimizzazione che porta notevoli risparmi sia a livello energetico che manutentivo ed è in grado di garantire benefici economici e di ridurre le emissioni di CO2 in atmosfera.
Nel seguito, come verifica ultima, si confronteranno i due scenari anche dal punto di vista illuminotecnico per verificare che non vi siano discostamenti nella qualità dell’illuminamento degli ambienti.
Si ricorda, infatti, che l’intervento di efficienza energetica è tale se e solo se garantisce una riduzione dei costi/consumi a parità di output fornito.
59%
44% 55%
48%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
ENERGIA MANUTENZIONE COMPLESSIVO (15o anno)
Risparmi economici percentuali
92