COSTO DELL'INTERVENTO PARTE D'IMPIANTO
totale 5.610,00 tep totale 1.679,6 10 3 €
valore di controllo 5.161,02 tep
Fig. 22 – Esempio di calcolo del costo annuo e dell’energia primaria annua fornita dai combustibili in impianti di produzione diversa dalla solo elettrica
È evidente che i consumi annui dei combustibili dipendono dalle produzioni complessive; pertanto, quando queste vengono variate, come si vedrà al Cap. 4, mediante coefficienti moltiplicativi, quelli andranno adeguati di volta in volta.
Per ogni combustibile utilizzato o previsto, i programmi controllano se in questo quadro viene inserito il suo prezzo e se lo scarto rispetto al prezzo medio riportato nella colonna accanto a sinistra, calcolato o stimato per lo stesso combustibile nel foglio “usc.”, è infe- riore al cinquanta percento (in più o in meno); la casella rossa segnala che il valore deve essere inserito oppure potrebbe essere incongruente. Dalla figura si nota pure che il prezzo medio (di controllo) dei combustibili non utilizzati è automaticamente azzerato.
L’unità di misura per il consumo annuo del combustibile rinnovabile non è specificata nel quadro, ma se tale combustibile è gassoso il suo consumo s’intende espresso in 10 Sm6 3
, come per il gas naturale, altrimenti è dato in 10 t3 . Analogamente per le sue grandezze che compaiono nelle altre colonne, dove c’è ( ) si deve prendere l’unità di misura appropriata (Sm3 o kg), a seconda che il combustibile sia gassoso oppure no.
Un impianto con questo tipo di produzione può ricorrere, almeno in alcuni periodi dell’an- no, al prelievo netto d’energia elettrica dalla rete esterna per alimentare i propri ausiliari. Per valutare questo costo aggiuntivo, nel foglio “usc.” vanno necessariamente forniti, come si vede in Fig. 20, il prezzo unitario medio dell’energia elettrica proveniente dalla rete
re
pua e il coefficiente per la sua variazione (compreso tra 0,5 e 5), in modo da evidenziare la dipendenza del risultato economico finale dalle sue prevedibili incertezze.
Se l’analisi riguarda un intervento di efficienza energetica su un impianto già in eserci- zio, indipendentemente dalla sua tipologia produttiva nel foglio “entr. div”, comune a tutti i programmi, deve essere selezionata l’opzione “SI” per la relativa casella, come mostrato nella successiva Fig. 23. Inoltre sullo stesso foglio, in aggiunta ai dati richiesti nel foglio “usc.” (compresi quelli per l’energia elettrica prelevata dalla rete), vanno forniti:
il risparmio annuo dei combustibili utilizzati prima dell’intervento (negativo in caso di maggior consumo), nelle stesse unità di misura viste in precedenza;
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il risparmio annuo di energia elettrica proveniente dalla rete (in MWhe ), rispetto alla situazione originaria (negativo in caso di maggior prelievo).
Intervento di efficienza energetica SI
gas naturale olio carbone rinnovab. 106 Sm3 103 t 103 t ( )
risparmio annuo combustibili -0,980 2,460 0,870
risparmio annuo comb. calcolato -1,372 3,444 1,218 0,000
c€/Sm3
c€/kg c€/kg c€/( )
prezzo medio unitario 26,0 25,1 5,7 1,2
coefficiente risparmio combustibili 1,40
Risparmio energia primaria da combustibili 3.010,56 tep/a
risparmio annuo energia elettrica da rete 478 MWhe
prezzo en. elet. acquistata da rete puare 125,00 €/MWh
coefficiente risparmio energia elettrica 1,30
Variazione costo energia elettrica 1,10
Risparmio en. primaria su en. elet. prelevata 128,63 tep/a
Fig. 23 – Esempio di calcolo dei risparmi per i combustibili e l’energia elettrica prelevata conseguibili con un intervento d’efficienza energetica
L’operatore deve tener presente che, per il corretto funzionamento dei programmi, vanno comunque forniti nel foglio “usc.” i dati sul costo unitario ed il potere calorifico inferiore del gas naturale; per gli altri combustibili questi dati sono richiesti solo quando, nell’impianto in esame, c’è un loro consumo o risparmio (effettivo o previsto).
In tutti i programmi è consentito modificare anche il costo annuo dei combustibili, tramite un coefficiente moltiplicativo presente nell’elenco “Coefficienti per analisi parametriche” dei fogli “val. imp. var” e dei relativi fogli duplicati. Il suo valore, di norma pari ad 1, può variare in ciascun foglio tra 0,5 e 5; così nell’analisi economica è possibile tener conto, nell’insieme, delle singole incertezze sull’andamento dei prezzi dei combustibili.
Inoltre, per gli interventi di efficienza energetica, è previsto l’elenco “Coefficienti per i risparmi”, nei soli fogli “val. imp” dei programmi valutazioni e “val. imp. var” di quelli calcolo, dove i coefficienti moltiplicativi del risparmio per l’energia elettrica e per i combustibili, di norma pari ad 1, possono essere variati tra 0,5 e 2. Tali coefficienti sono riportati nel foglio “entr. div”, come si vede da Fig. 23.
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3.3.2 Calcoli eseguiti dai programmi
Se l’impianto è di sola produzione elettrica, i programmi, una volta inseriti i dati ri- chiesti, calcolano, nel quadro “Costo annuo dei combustibili” del foglio “usc.”, il consumo annuo di ciascun combustibile commerciale q con la seguente formula:
8) Cq Eelc
ptq/ηelq
859,8/pcq ( 610 Sm3
o 10 t) , 3 dove:
− Eelc(GWh) è la produzione elettrica lorda annua dovuta a tutti i combustibili commer- ciali, calcolata dai programmi nel foglio “entr.”, come si vedrà in 4.4.1.2;
− ptq (%), ηelq(%) e pcq(kcal/Sm 3
o kcal/kg) sono rispettivamente la produzione per- centuale, il rendimento elettrico lordo e il potere calorifico inferiore del combustibile q , forniti come dati nel foglio “usc.”;
− 859,8 è il fattore numerico di conversione da kWh a kcal4).
Il consumo annuo dell’eventuale combustibile rinnovabile è calcolato invece con la formula:
9) Ccr Eelcr
100/ηelcr
859,8/pccr ( 610 Sm3 o 10 t) , 3 dove:
− Eelcr(GWh) è la produzione elettrica lorda annua da combustibile rinnovabile, fornita nel foglio “entr.”, moltiplicata per il coefficiente di variazione, come si vedrà in 4.4.1.1; − ηelcr(%) e pccr(kcal/Sm3 o kcal/kg) sono rispettivamente il rendimento elettrico lordo e
il potere calorifico inferiore del combustibile rinnovabile, forniti come dati nel foglio “usc.”;
− 859,8 è il solito fattore di conversione numerica.
Per questo combustibile viene pure calcolato nel foglio “usc.” il potere calorifico fittizio con la formula:
10) pcrf pccr
1ptr/100
(kcal/Sm3
o kcal/kg) , dove ptr è la percentuale di rinnovabilità fornita.
4)
Un fattore numerico di conversione rappresenta il rapporto tra due diverse unità di misura di una grandezza; perciò, se si conosce il valore numerico (o misura) di una data grandezza espresso nella prima unità, il fattore numerico consente di ottenere il valore (la misura) della stessa grandezza nella seconda unità.
Nel caso specifico risulta 1 kWh = 859,8 kcal, ovvero 1 = 859,8 kcal/kWh; quindi, per una data quantità di energia, se si vuole passare dalla sua misura in chilowattora a quella espressa in chilocalorie, basta moltiplicare per 859,8 kcal/kWh.
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Dalla 10) risulta evidente che, se il combustibile è rinnovabile al 100%, il suo potere calorifico fittizio si annulla, come si può constatare in Fig. 20.
Quando si considera un intervento di potenziamento rifacimento su un impianto esistente
di sola produzione elettrica, nel quadro “Costo annuo dei combustibili” le variazioni per i consumi dei combustibili non sono calcolate ma direttamente riportate dal quadro “variazione consumo combustibili”, visto in Fig. 21.
In tal caso nei programmi, partendo dai dati forniti per tutti i combustibili, viene calcolata la variazione della produzione elettrica lorda ad essi dovuta; si può così verificare il suo scostamento rispetto alla variazione della produzione elettrica, da combustibili commerciali e da combustibile rinnovabile, calcolata in base ai dati forniti nel foglio “entr.” con le modalità che saranno descritte in 4.4.1.1 . Il valore calcolato dai dati sui combustibili diventa rosso se il suo scostamento, rispetto a quello dai dati sulla produzione, è superiore al cinquanta percento (in più o in meno), in modo da segnalare l’incompatibilità tra i dati forniti, che andranno controllati e modificati affinchè i risultati ottenuti possano ritenersi attendibili.
Per un confronto omogeneo, la variazione della produzione elettrica, calcolata dai dati sui combustibili, tiene anche conto del suo coefficiente moltiplicativo (effettivo); pertanto al variare di questo, l’operatore dovrà modificare i dati forniti nel quadro “variazione consumo combustibili”.
Nel quadro “Costo annuo dei combustibili”, se l’impianto è di sola produzione elettrica, o nel quadro “Combustibili utilizzati per produzione diversa da solo elettrica” del foglio “entr. cog” mostrato in Fig. 22, se l’impianto è di produzione diversa dalla solo elettrica, i programmi valutano anche l’energia primaria annua (in tep) complessivamente ceduta all’impianto da tutti i combustibili utilizzati o previsti.
Il contributo di ciascun combustibile commerciale q è calcolato con la formula:
11) Ep q Cqpcq /10 (tep) ,
dove C (q 6
10 Sm3 o 10 t) e 3 pcq (kcal/Sm 3
o kcal/kg) sono il consumo annuo e il potere ca- lorifico del combustibile q, mentre 1/10 è il fattore numerico richiesto per ottenere i valori in tep (1 tep = 10 kcal). 7
Per il combustibile riconosciuto rinnovabile, l’energia primaria ceduta all’impianto è pure calcolata con la 11), dove però si utilizza, per ragioni che saranno chiarite in seguito, il potere calorifico fittizio ottenuto dalla 10). In tal modo risulta nullo l’apporto di energia primaria all’impianto da parte di un combustibile riconosciuto completamente rinnovabile. L’energia primaria totale annua ceduta dai diversi combustibili Eprc è molto importante ai
fini delle successive valutazioni sulle prestazioni energetiche dell’impianto e sulle incenti- vazioni economiche riconosciute alla sua produzione. Pertanto i programmi eseguono opportuni controlli in modo da evidenziare, con il valore rosso, possibili errori sui dati richiesti per calcolarla e, attraverso il relativo commento, guidano l’operatore nella loro rimozione.
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Negli impianti di produzione diversa i consumi annui (o le loro variazioni dopo un inter- vento di potenziamento rifacimento su un impianto esistente) Cq e Ccr dei combustibili
non vengono calcolati ma, in base a quanto detto in 3.3.1, devono essere forniti direttamente dall’operatore. Infatti il loro calcolo può essere fatto solo con un ulteriore programma che, in base alle condizioni operative dell’impianto e una volta stabilito l’utilizzo percentuale dei diversi combustibili disponibili, determini in modo iterativo le relative produzioni annuali, finchè queste risultino in linea con le richieste delle utenze.
Così, nel quadro “Combustibili utilizzati per produzione diversa da solo elettrica” tutti i programmi fanno anche un controllo di congruità sul valore ottenuto per l’energia primaria totale da combustibili; qualora dovesse risultare inferiore ad un valore di controllo, opportunamente calcolato, lo evidenziano in rosso, avvertendo l’operatore che i dati inseriti sui consumi annui di questi combustibili potrebbero essere incongruenti.
Il valore di controllo può essere negativo solo in caso di intervento di potenziamento rifaci- mento; se è evidenziato in rosso, vanno controllati i dati forniti sulle produzioni.
Inoltre, quando l’impianto è di produzione diversa da solo elettrica come in Fig. 20, i programmi calcolano nel foglio “usc.” il costo dell’energia elettrica annua eventualmente prelevata dalla rete per il funzionamento, tenendo conto del suo coefficiente di variazione; tale energia Eas è fornita dall’operatore ed è riportata automaticamente nel foglio “usc.”
moltiplicata per il suo coefficiente (effettivo) di produzione, come si vedrà in 4.3.2.
Indipendentemente dalla tipologia produttiva dell’impianto, nei fogli duplicati “Costi” di tutti i programmi è visibile il consumo annuo dei combustibili (nelle opportune unità di misura); in caso di intervento di riqualificazione (potenziamento, rifacimento o efficienza energetica), i consumi dei combustibili che vengono risparmiati risultano negativi. Secondo quanto detto, è evidente che i consumi tengono conto dei coefficienti di variazione fissati per le diverse produzioni: in modo diretto, se l’impianto è di sola produzione elettrica senza interventi di riqualificazione; in modo indiretto, in tutti gli altri casi.
Il consumo annuo è anche presentato sotto forma di istogramma, come nell’esempio di Fig. 24 relativo ad un ipotetico impianto che utilizza diversi combustibili commerciali e, in notevole quantità, uno rinnovabile.
Fig. 24 – Consumi annui dei combustibili 0 10 20 30 40 50 60 [10 6 Sm 3 ] o [1 0 3 t ] Combustibili comb. rinnovab. gas naturale olio combust. carbone
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La Fig. 22 a pag. 53 evidenzia pure che, all’interno del quadro presente nel foglio “entr. cog”, viene calcolato (dopo un controllo di congruità dei dati forniti) il costo annuo totale
SC dei combustibili utilizzati o previsti per la produzione diversa dalla solo elettrica, con la formula: 12)
q Cq puaq Ccr puacr 10 SC (103€) ,dove puaq e puacr sono rispettivamente i prezzi unitari d’acquisto dei combustibili com-
merciali e di quello rinnovabile forniti nel quadro stesso, espressi come si è visto in c€/Sm3 o c€/kg, mentre 10 è il fattore numerico richiesto per ottenere il costo annuo nell’unità
3
10 €. Se manca il prezzo richiesto di qualche combustibile, il valore di SC viene azzerato e il valore nullo viene scritto in rosso.
I programmi riportano poi tale costo nel relativo quadro del foglio “usc.”. Se invece l’impianto è di sola produzione elettrica, calcolano, nel quadro del foglio “usc.”, il costo annuo dei combustibili con una formula analoga alla 12), senza tener conto del suo coefficiente di variazione, utilizzando i prezzi unitari presenti nello stesso foglio, come si è visto in Fig. 20.
Da quanto detto in precedenza, nel foglio “usc.” il costo annuo dei combustibili può risultare negativo solo se si prende in esame un intervento di potenziamento rifacimento. Quando tale costo risulta nullo e scritto in rosso, la nota di commento invita a fare le oppor- tune verifiche sui dati inseriti, onde evitare risultati poco attendibili.
L’esempio di Fig. 25 mostra il risultato numerico ottenuto per i dati di Fig. 22.