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In che modo gli ingegneri edili possono svolgere uno studio di fattibilità economica della cogenerazione?

Lo svolgimento di uno studio di fattibilità economica sulla cogenerazione end-to-end richiede la raccolta di diverse informazioni importanti. Ecco come fare.

 Come per qualsiasi tipo di impianto e di apparecchiatura, gli aspetti economici di un progetto di cogenerazione devono essere valutati attentamente e completamente al fine di ottenere la necessaria approvazione o l'incarico per la spesa di capitale e la spesa operativa.

In qualità di persona responsabile per la scelta del sistema di cogenerazione di un sito specifico, il consulente edile vorrà sicuramente ottenere il migliore risultato finale possibile per il cliente. Un sistema di cogenerazione con prestazioni inferiori non massimizzerà il proprio potenziale di risparmio energetico e di riduzione delle emissioni di carbonio, e questo avrà un impatto significativo sul ritorno dell'investimento (ROI) del progetto.

La valutazione dell'installazione di un sistema di cogenerazione nell'edificio o nel processo di un sito avviene solitamente all'interno di uno studio di fattibilità economica dettagliato.

Gli elementi uno studio di fattibilità economica

È meglio svolgere tempestivamente lo studio di fattibilità. Vi sono diversi fattori chiave relativi a tale studio e la finalizzazione di tutti i dettagli potrebbe richiedere del tempo, a seconda della disponibilità delle informazioni necessarie, in particolare per quanto riguarda i dati sul consumo energetico di un sito.

1.     Dati di consumo energetico

Il risultato di uno studio di fattibilità dipende fortemente dalla definizione dei consumi di energia elettrica e termica del sito. Questo perché le dimensioni del sistema di cogenerazione dovranno essere definite esattamente per soddisfare i carichi esistenti al fine di ottenere il massimo dei risparmi energetici.

Un sistema di cogenerazione di dimensioni inferiori funzionerà a pieno carico ma non raggiungerà i potenziali risparmi energetici e le riduzioni di emissioni di carbonio; i sistemi di dimensioni maggiori funzionano in maniera non economica e non efficiente a carico parziale, con un impatto sull'efficienza del sistema.

I dati relativi all'energia del sito possono essere raccolti mediante:

•             BEMS - Building energy management system (se il sito ne dispone).

•             Bollette di energia dell'anno corrente e di quelli precedenti.

•             Letture del contatore basate sulla mezz’ora da parte del fornitore.

•             Monitoraggio/misurazione a breve termine.

2.     Profili di carico energetico

I dati relativi all'energia sono usati per calcolare i profili di carico del sito e mostrano le modalità e i tempi di utilizzo dell'energia da parte del sito: i periodi giornalieri, settimanali, mensili e annuali per i fabbisogni più alti e più bassi. Tracciare il numero di ore in cui vi sono carichi specifici produce inoltre curve di durata del carico, le quali sono utili per esaminare se è disponibile il minimo di 4.500 ore annuali di carico di calore per assicurare che il sistema di cogenerazione possa funzionare per il massimo numero di ore.

3.     Rapporto calore-potenza

I profili di carico sono inoltre usati per calcolare i rapporti calore-potenza del sito: una misurazione del consumo di calore ed energia elettrica del sito. Un rapporto calore-potenza pari a circa 1,5:1 è un buon indice della presenza di un livello adatto di fabbisogno energetico nel sito per un sistema di cogenerazione.

4.     Controlli di idoneità iniziali

Anche le seguenti informazioni sono importanti e dovranno essere prese in considerazione per calcolare le dimensioni migliori del sistema di cogenerazione:

•             Le tariffe attuali di energia elettrica e gas del sito - prezzi necessari per i calcoli dei costi.

•             Le attrezzature esistenti, ad esempio le caldaie in loco, funzionano in modo efficiente?

•             Esistono e sono state prese in considerazione eventuali misurazioni di efficienza energetica/demand side sul sito che potrebbero influenzare i carichi di energia finali?

•             Il sito sta pianificando una grande espansione nel prossimo futuro?

•             La rete elettrica locale è in grado di supportare l'installazione di un sistema di cogenerazione?

•             Disponibilità di carburante.

5.     Controlli indicativi

Il principale indicatore finanziario per l'idoneità di un sistema di cogenerazione e per il ritorno dell'investimento è lo spread dell'energia, il quale rappresenta la differenza tra la tariffa applicata per l'energia elettrica e il costo del carburante (di solito la tariffa del gas naturale) utilizzato per generare energia elettrica in cogenerazione nel sito. Uno spread dell'energia compreso tra 3 e 6 è un buon punto di partenza per l'idoneità di un sistema di cogenerazione in un particolare sito.

6.     Dimensionamento del sistema di cogenerazione

La scelta di un sistema di cogenerazione non è una cosa semplice ed esistono diverse opzioni alternative per quanto riguarda il dimensionamento della potenza del sistema stesso:

•             Funzionamento del carico di base.

•             Possibilità di seguire, tracciare o modulare il carico.

•             Potenza massima di carico elettrico o di calore.

Ognuna di queste opzioni comporta dei costi, i quali devono essere esaminati attentamente. Questo è il motivo per cui la precisione dei dati relativi al profilo di carico è fondamentale per il dimensionamento appropriato del sistema di cogenerazione.

7.     Considerazioni di carattere pratico e ambientale

La spesa di capitale e la spesa operativa stimate del progetto dovranno includere fattori quali il costo dei lavori di installazione e i costi annui di manutenzione. Verificare:

•             Che sul sito vi sia spazio per l'installazione e per l'accesso ai fini della manutenzione.

•             Che l'alimentazione di carburante sia disponibile e la capacità corretta.

•             Che la rete locale di energia elettrica sia in grado di supportare la generazione.

•             Che i collegamenti elettrici e di riscaldamento siano molto vicini.

Considerare inoltre gli aspetti ambientali relativi all'installazione del sistema di cogenerazione. Sarà soggetto a vincoli di progetto e regolamentazioni ambientali relativamente a rumore o emissioni?

8.     Relazione finanziaria

L'ostacolo finale è convincere il cliente e chi investe nel progetto dei vantaggi economici e ambientali del sistema di cogenerazione proposto. I calcoli finanziari devono completare lo studio di fattibilità e devono verificare se il sistema di cogenerazione è idoneo a livello finanziario, indicando i costi stimati e il ROI previsto in termini di periodo di recupero anticipato oppure l'analisi del flusso di cassa attualizzato del valore attuale netto o tasso di rendimento interno.

Con una totale attenzione al dettaglio e utilizzando dati affidabili sul profilo di carico energetico per calcolare le dimensioni corrette del sistema di cogenerazione, l'approvazione finanziaria dovrebbe essere molto più semplice.

La realizzazione di uno studio efficace di fattibilità economica per un sistema di cogenerazione richiede quanto segue:

•             Una comprensione del fabbisogno termico e di energia elettrica attuale del sito.

•             La misurazione della generazione elettrica e termica attuale e del consumo, in modo da prendere consapevolezza del modello di consumo di energia attuale.

•             La generazione di un profilo di carico a partire da questi dati.

•             Il calcolo dello spread dell'energia.

•             La consapevolezza di quale finanziamento o supporto è disponibile, attraverso varie fonti.