La life cycle cost analysis come opportunità per gli uffici acquisti delle aziende

1. Federazione Italiana per l’uso Razionale dell’Energia
LCCA e motori ele,rici
Paolo Mastropietro, Daniele Forni, Dario Di Santo (FIRE)*
Risparmiare con i motori ele/rici
Il 74% dell’energia ele>rica consumata nel se>ore industriale italiano è a>ribuibile ai sistemi motore; essi
sono infaF presenG in molG azionamenG industriali, quali compressori, venGlatori e pompe. Da questo dato
si evince con facilità l’importanza di questa tecnologia nell’oFca del risparmio energeGco: anche un piccolo
aumento dell’efficienza dei sistemi motore perme>erebbe di ridurre notevolmente i consumi di energia
ele>rica.
Oltre a quesG vantaggi energeGci ed ambientali è possibile conseguire anche ingenG risparmi economici,
provenienG dalla sostanziale riduzione dei cosG in bolle>a. Sebbene siano già presenG sul mercato motori
ele>rici ad alta efficienza, il loro uGlizzo è però ancora molto rido>o, a causa del sovrapprezzo iniziale;
questo perché l’efficienza energeGca di un motore è un aspe>o che purtroppo è secondario sia per il
progeFsta dell’impianto, sia per chi l’impianto successivamente lo esercisce.
Le priorità del progeFsta sono: l’idoneità delle cara>erisGche tecniche (potenza, coppia, spunto, ecc.), la
compaGbilità delle dimensioni e del peso ed ovviamente il costo, che deve essere il più contenuto possibile.
Le priorità del gestore sono: l’affidabilità del sistema, la semplicità di manutenzione e la reperibilità dei
componenG di ricambio; scarsa importanza è data ai consumi energeGci.
Questo ragionamento porta ad avere impianG dotaG di motori ele>rici poco efficienG e solitamente
sovradimensionaG. L’applicazione della Life Cycle Cost Analysis (LCCA) in questo se>ore potrebbe però
rendere più evidenG i risparmi economici e perme>ere agli uffici acquisG delle aziende di compiere scelte
più oculate al momento dell’acquisto del motore.
La Life Cycle Cost Analysis
La LCCA è uno strumento economico che perme>e di valutare tuF i cosG relaGvi ad un determinato
proge>o, dalla “culla” alla “tomba”. Prende infaF in considerazione i cosG iniziali (invesGmenG, acquisizioni,
installazioni), i cosG futuri (manutenzione, sosGtuzioni, spese energeGche, oneri finanziari), fino ad arrivare
ai cosG di smalGmento o di recupero. Questo perme>e al decisore di compiere scelte più oculate, in
parGcolare:
- scegliere tra più alternaGve, applicabili sullo stesso sistema, quella economicamente più vantaggiosa (ad
esempio selezionare, per un dato edificio, il sistema di riscaldamento o per un processo industriale un
componente più efficiente);
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- acce>are o rifiutare un determinato proge>o (ad esempio decidere se installare o meno un
cogeneratore o un pannello solare);
- specificare il valore oFmale di un proge>o che generi il maggior ritorno economico (ad esempio
selezionare il valore oFmale di spessore per un isolante termico).
La storia della Life Cycle Cost Analysis nasce nel 1930, quando i costru>ori di edifici capirono che l’enGtà dei
cosG di gesGone dipendeva in gran parte dalla fase di proge>azione e costruzione dell’edificio stesso.
Apparve quindi evidente che non si poteva scegliere tra varie alternaGve basandosi esclusivamente
sull’invesGmento iniziale richiesto, ma bisognava svolgere un’analisi più de>agliata per la sGma dei cosG
futuri. Da allora questo conce>o ha varcato i confini del se>ore edilizio, portando all’elaborazione di
strumenG di analisi economica sempre più de>agliaG, fino a giungere all’odierna LCCA.
La LCCA applicata ai motori ele/rici
Il grafico in Figura 1 mostra la suddivisione dei cosG di un motore ele>rico nell’intero ciclo di vita: l’energia
ele>rica consumata pesa per più del 98%, mentre l’invesGmento iniziale copre solo l’1,3% del totale. Un
risparmio economico conseguito al momento dell’acquisto appare quindi trascurabile, in un oFca di Life
Cycle Cost, rispe>o alle spese energeGche.
I cosG dovuG ai consumi ele>rici aumentano all’aumentare della
potenza, delle ore di uGlizzo annue e del costo dell’energia,
mentre diminuiscono all’aumentare dell’efficienza energeGca.
Per avere un’idea dei numeri in gioco si consideri il seguente
esempio: un motore tradizionale da 20 kW funzionante per
3.000 ore all’anno a pieno carico, ha un costo del ciclo di vita
Figura 1: Life Cycle Cost di un motore ele,rico (15 kW e (10 anni) di circa 60.000 €, mentre con un motore ad alta
3500 h/anno)
efficienza si scende a 58.500 €; ciò significa che un motore ad
alta efficienza perme>e di risparmiare quasi 1.500 € rispe>o ad uno tradizionale, a fronte di un costo
iniziale che supera quello di un motore tradizionale di soli 500 €. Se poi si considerano due turni lavoraGvi le
ore annue salgono a 6.000 ed i risparmi conseguibili arrivano a 3.000 €. In generale i tempi di ritorno per
invesGmenG nel se>ore dei motori ad alta efficienza vanno da tre mesi a tre anni.
Per completezza d’informazione si propone un’analisi di break‐even che mostra, al variare della potenza,
quale è il valore minimo di ore/anno al di sopra del quale risulta conveniente l’installazione di un motore ad
alta efficienza, sia in caso di assenza di incenGvi, sia tenendo conto della sola detrazione del 20% (Figura 2).
Nei calcoli si è tenuto conto di un periodo di studio di 10 anni e di un costo dell’energia ele>rica pari a 0,1 €/
kWhe.
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Figura 3: Curve di pareggio (breakeven) dell'invesFmento economico
Se il motore in esame si trova esa>amente sulla relaGva curva di pareggio (blu in assenza di incenGvi, rossa
con detrazione del 20%), i risparmi economici conseguiG uguagliano l’invesGmento aggiunGvo. Più aumenta
la distanza dalla curva di pareggio (ovvero incremento delle ore di uGlizzo annue), maggiore sarà la
reddiGvità economica. I massimi e minimi relaGvi sono dovuG all’algoritmo scelto per la sGma del costo dei
motori.
La norma5va tecnica
Sia in Europa che negli StaG UniG gli isGtuG normaGvi hanno elaborato delle specifiche tecniche per
discernere tra motori ad alta efficienza e motori tradizionali, in modo da facilitare il compito degli acquirenG
al momento di redigere le specifiche d’acquisto e sGmolare i produ>ori a costruire motori appartenenG alla
fascia più elevata.
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Il CEMEP (Comitato Europeo Costru>ori Macchine RotanG e Ele>ronica di Potenza) ha suddiviso i motori
ele>rici in tre classi di efficienza per motori con potenza
da 1,1 a 90 kW (Figura 3).
Una suddivisione simile è stata effe>uata negli StaG UniG
dalla NEMA (NaGonal Electrical Manufacturers
AssociaGon) per motori da 1 a 370 kW; in questo caso
però è fornito un solo limite, al di sopra del quale i motori
possono definirsi ad alta efficienza e fregiarsi del simbolo
NEMA Premium.
Figura 3: Classi di Efficienza CEMEP Discorso a parte va fa>o per i motori di piccolissima
taglia (potenze inferiori ad 1 kW): in questa categoria
ricadono, in ambito civile, i motori di solito uGlizzaG negli ele>rodomesGci e, in ambito industriale, quelli
che si trovano all’interno di macchinari più complessi. Per queste taglie, per le quali non sono presenG degli
standard sull’efficienza, i motori BLDC (Brushless Direct‐Current motor) sono quelli che presentano i
rendimenG più elevaG (85‐90%) grazie alla commutazione ele>ronica che perme>e di eliminare l’a>rito
dovuto ai vecchi commutatori a spazzole. Questa cara>erisGca garanGsce anche oFme qualità in
regolazione e ciò ha portato ad un’ampia diffusione di quesG motori negli impianG di condizionamento e
refrigerazione. L’uGlizzo dei BLDC è molto vantaggioso sopra>u>o alla luce dei rendimenG molto bassi che
offrono i motori tradizionali in questa taglia (per i motori a poli schermaG si può scendere so>o il 25%).
Gli incen5vi disponibili
I già sostanziosi vantaggi economici fin qui descriF possono essere amplificaG grazie a due forme di
incenGvazione di cui godono i motori ad alta efficienza energeGca.
La legge finanziaria 2007, nell’intento di promuovere il risparmio energeGco, ha disposto incenGvi per
l’acquisto e l’installazione di motori ele>rici ad alta efficienza di potenza compresa tra 5 e 90 kW, consistenG
in una detrazione d’imposta pari al 20% di quanto speso, sino ad un massimo di 1.500 €. I motori soggeF ad
incenGvo sono definiG sulla base degli standard CEMEP e la detrazione è prevista sia nel caso di nuova
installazione che per la sosGtuzione di vecchi apparecchi. Le leggi finanziarie successive hanno confermato
le forme di incenGvazione introdo>e.
Inoltre i motori ele>rici ad alta efficienza sono una tecnologia sogge>a al riconoscimento di cerGficaG
bianchi. Ogni tep (tonnellata equivalente di petrolio, circa 5.350 kWhe) risparmiata, oltre a ridurre i cosG in
bolle>a, perme>e alle aziende che abbiano nominato un energy manager ai sensi dell’arGcolo 19 della
Legge 10/91 di o>enere un Gtolo di efficienza energeGca per cinque anni, rivendibile sull’apposito mercato.
L’Autorità per l’Energia Ele>rica ed il Gas ha approvato con la delibera AEEG 111/04 una scheda tecnica
standardizzata (scheda tecnica no 11 – installazione di motori a più alta efficienza) che perme>e di valutare
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in modo rapido i risparmi energeGci o>enuG. Per poter richiedere i cerGficaG bianchi è necessario superare
un limite minimo che, per gli intervenG soggeF a scheda tecnica standardizzata, è di 25 tep annui, cui
corrisponde un risparmio annuo, o>enibile per cinque anni, di circa 2.000 € agli a>uali prezzi di
compravendita dei cerGficaG bianchi. Per raggiungere il limite dei 25 tep occorre installare 88 motori da 5
kW o 33 motori da 50 kW per un industria che lavori su tre turni, ma si possono sommare anche i risparmi
generaG da altri intervenG effe>uaG nello stabilimento (e.g. sistemi di pompaggio con regolazioni in
frequenza, solare termico). Si tra>a dunque di un incenGvo che può risultare interessante per le grandi
aziende dotate di energy manager. I cerGficaG bianchi li può o>enere in alternaGva il fornitore del
macchinario, che può facilmente raggiungere il limite dei 25 tep accorpando i motori installaG presso i
diversi clienG, purché si accrediG come società di servizi energeGci presso l’Autorità.
Interessante notare che i cerGficaG bianchi sono cumulabili con le detrazioni fiscali.
Un altro vantaggio, stavolta non economico, può venire da Motor Challenge, programma su base volontaria
dell’Unione Europea per la promozione degli intervenG volG al risparmio energeGco nell’ambito dei sistemi
motore. Le aziende che vorranno partecipare al programma si impegnano ad idenGficare misure di
efficienza energeGca nell’ambito dei motori e dei sistemi che uGlizzano motori ele>rici e a realizzarle
secondo un programma stabilito. ConseguiG tali obieFvi, le aziende avranno diri>o ad uGlizzare il logo del
programma (Figura 3), con il derivante miglioramento dei immagine.
Conclusioni
L’ufficio acquisG riveste un ruolo fondamentale nella possibilità di a>uare efficaci poliGche di contenimento
della spesa energeGca e riduzione delle emissioni climalteranG ed inquinanG. Non è razionale e risulta poco
conveniente intervenire in retrofit sugli impianG, per cui è essenziale che nella definizione delle specifiche
tecniche relaGve ai macchinari di processo si tenga conto degli aspeF energeGci richiedendo l’uGlizzo di
componenG ad alta efficienza, come la classe EFF1 o l’uGlizzo di inverter per i motori.
Non è un caso che la norma di prossima emanazione EN 16001 sui sistemi di gesGone energia, finalizzata a
favorire una stru>urazione delle aziende che promuova l’uso efficiente delle risorse energeGche, includa la
fase degli acquisG e le relaGve procedure all’interno dei sistemi stessi.
L’esperienza dei soggeF che hanno ado>ato poliGche di LCCA a livello internazionale ne dimostra l’efficacia
e ne consiglia l’uGlizzo, sopra>u>o in un tessuto produFvo cara>erizzato da micro aziende come quello
italiano, in cui intervenire a cose fa>e risulta ancora più difficile ed oneroso.
* FIRE, Federazione Italiana per l’uso Razionale dell’Energia, www.fire‐italia.org
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