ANALISI TECNICO ECONOMICA DI UN INTERVENTO DI EFFICIENTAMENTO ENERGETICO CON INSTALLAZIONE DI UNA CALDAIA ALIMENTATA A PELLET
PREMESSA
Il progetto di efficientamento che qui si presenta, è relativo alla modifica di una centrale termica mediante sostituzione di una caldaia a metano con una caldaia alimentata a pellet.
Il progetto di efficientamento ha interessato il sito della residenza per anziani “Il Roseto”, una struttura sanitaria che ospita 56 pazienti ed ha sede in Avellino in un edificio di cinque piani fuori terra per complessivi 8.400 m3 da climatizzare.
La centrale termica a servizio della struttura è progettata per fornire sia acqua calda sanitaria che riscaldamento invernale. La centrale esistente prima dell’intervento di efficientamento era composta da una caldaia da 380 kWt, che alimentava l’impianto di riscaldamento, ed una caldaia da 80 kWt, che alimentava l’impianto di acqua calda sanitaria. Inoltre, era presenta una terza caldaia da 320 kWt, non in attività, che avrebbe dovuto alimentare un edificio adiacente successivamente disalimentato. Le foto che seguono dettagliano lo stato della centrale prima dell’intervento di efficientamento:
DESCRIZIONE DEL PROGETTO
Il progetto di efficientamento è partito da una attenta analisi dei consumi reali della struttura e della sua reale richiesta di energia termica per il riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria. L’Analisi è stata condotta sia analizzando le fatture per la fornitura di metano sia effettuando una diagnosi energetica dell’intero edificio in relazione alle reali condizioni di uso.
Dalla diagnosi energetica è emerso che la centrale termica esistente era sovradimensionata rispetto alle reali esigenze della struttura. Infatti, dai calcoli effettuati, è emerso che il fabbisogno di energia termica complessiva poteva essere soddisfatto da una sola caldaia da 300 kWt alimentata a pellet ed apportando opportune modifiche all’architettura della centrale al fine di migliorarne l’efficienza.
La condizione principale da rispettare nella realizzazione del progetto era la assoluta assenza di interruzione dell’esercizio della centrale al fine di scongiurare qualsiasi disagio per gli ospiti della struttura. Pertanto, la prima fase del progetto ha previsto la riattivazione della caldaia da 320 kW riportandola in perfetto stato di efficienza. Successivamente, si è provveduto a rimuovere la caldaia da 380 kW e a realizzare il basamento in CA che avrebbe dovuto sostenere il carico della caldaia alimentata a pellet. Successivamente, sono state apportate le modifiche al circuito idraulico della centrale necessarie per consentire il corretto funzionamento della nuova caldaia, con la possibilità di lasciare operative le due caldaie esistenti come caldaie di emergenza da utilizzare durante la manutenzione della nuova caldaia o, nel caso di assenza del pellet.
La foto sotto, dettaglia lo stato della centrale dopo l’intervento di efficientamento. Si può notare come le dimensioni della caldaia a pellet (di 300 kWt) sono notevolmente maggiori della caldaia a metano (di 320 kWt). Sulla sinistra della foto, in blu, si può intravedere la presenza di un serbatoio inerziale del volume di 2500 litri inserito al fine di migliorare l’efficienza dell’impianto e di conseguenza per ridurre i consumi ottimizzando il funzionamento della caldaia che, non sarà più comandata dalla temperatura dell’acqua dell’impianto di riscaldamento ma, dalla temperatura dell’acqua presente nel serbatoio inerziale che a sua volta alimenta l’impianto di riscaldamento. In questo modo, si azzerano i tempi di raggiungimento della temperatura dei radiatori perché, all’atto dell’accensione, nel giro di soli 5 min. tutti i radiatori hanno raggiunto la temperatura di esercizio.
Altro aspetto importante nella realizzazione di un simile progetto è la gestione del pellet, a partire dalla reperibilità sul mercato per finire con la gestione dello stoccaggio.
Prima di avviare il progetto, è stato effettuato uno studio sulla reperibilità e sui costi del pellet nelle zone in cui insiste l’impianto. E’ da premettere che a sud Italia l’utilizzo di grandi centrali alimentate a biomassa (pellet) è ancora molto limitato, sono invece, molto diffuse, le piccole stufe/caldaie a pellet affidate alla gestione del singolo utente che acquista il pellet esclusivamente in sacchetti da 15 kg reperibili anche nei centri commerciali. E’ evidente che la gestione del pellet per l’alimentazione di grandi centrali è assolutamente diversa dalla gestione del pellet per l’alimentazione delle piccole caldaie. Infatti, il primo aspetto da curare è la qualità del pellet perché, i grandi produttori di caldaie, all’atto dell’ordine, fanno sottoscrivere un impegno ad alimentare la caldaia esclusivamente con pellet in classe A1 certificata (pellet da legno purissimo) pena, la decadenza della garanzia e la perdita dei parametri stabiliti dalla normativa in materia di emissioni. Una centrale alimentata a pellet di grandi dimensioni richiede la necessità di installare un serbatoio esterno nel quale vengono stoccate sufficienti quantitativi di pellet necessari ad alimentare la centrale per almeno tre settimane. La dimensione del serbatoio deve essere determinata in funzione della potenza dell’impianto e della disponibilità del pellet nel territorio in cui insiste l’impianto.
Nello specifico progetto qui illustrato, il serbatoio installato, può contenere fino ad 11 Ton di pellet, sufficienti per una durata media di tre settimane di esercizio dell’impianto nel periodo di massimo utilizzo (15 nov – 15 apr ad Avellino). La foto sotto ritrae il serbatoio installato presso “Il Roseto” di Avellino:
Il pellet viene fornito in big bag da 1400 kg. I big bag vengono issati da un camion gru sul serbatoio, dove sono presenti tre bocche di carico.
Ad ogni scarico vengono forniti i certificati del pellet. Il fornitore individuato è un fornitore che opera sul territorio con sede nella Provincia di Salerno. Normalmente, al fine di ottenere il miglio prezzo di fornitura, visti i quantitativi annui previsti per i grandi impianti, si sottoscrive con il fornitore un accordo quadro con ordine aperto.
Normalmente, dal momento dell’ordine, lo scarico del pellet avviene entro cinque giorni lavorativi. Ad oggi, l’impianto installato presso “Il Roseto”, non ha mai subito dei fermi per assenza di combustibile.
SPECIFICHE DELLA FORNITURA
La nuova centrale a biomassa è composta da una caldaia a pellet marca Viessmann modello KOB 300 da 300 kWt, da un serbatoio inerziale da 2500 litri marca Cordivari e da un serbatoio per lo stoccaggio del pellet da 17 m3 (11 Ton) marca MAFA (Svezia) modello SUCCE’ BIO.
MANUTENZIONE
Una caldaia alimentata a pellet non richiede particolari interventi di manutenzione. Infatti, una caldaia a pellet di grandi dimensioni è una caldaia normalmente controllata e monitorata attraverso una serie di sensori e fotocellule che monitorano tutti i parametri di funzionamento e tutti i parametri relativi alle emissioni in atmosfera. Il monitoraggio è del tipo continuo ed avviene attraverso una centralina elettronica (fornita dal costruttore). Con l’installazione di un apposito sistema, la caldaia può essere monitorata anche da remoto.
Il tipo di manutenzione ordinaria è quindi, finalizzata alla costante rimozione delle ceneri. Queste attività sono programmate ed avvengono in accordo con quanto stabilito dal libretto di uso e manutenzione fornito dal costruttore. La cadenza degli interventi è in media ogni 300 ore, 600 ore e 1000 ore di funzionamento. Gli interventi di manutenzione ordinaria possono essere effettuati anche da personale non specializzato perché sono prevalentemente interventi di pulizia. Eventuali interventi su guasto, dovranno essere effettuati necessariamente dal centro assistenza del produttore.
Per quanto sopra, i costi per la manutenzione ordinaria sono molto contenuti. La residenza anziani “Il Roseto” ha stipulato un contratto annuale di manutenzione ordinaria per € 3.000,00. Ad oggi, non sono stati necessari interventi di manutenzione straordinaria.
PROCEDIMENTO AUTORIZZATIVO
Normalmente, la modifica di una centrale termica viene autorizzata mediante una semplice CIL se non sono richiesti interventi che modificano la volumetria dell’edificio. Ma, anche nel caso di eventuali modifiche volumetriche, essendo la centrale termica un locale tecnico, la maggior parte dei comuni autorizzano l’intervento con una SCIA.
TEMPI DI REALIZZAZIONE
In assenza di particolari procedimenti autorizzativi, l’installazione e la messa in esercizio di una caldaia alimentata a pellet richiede un tempo massimo di sei mesi dalla firma del contratto al rilascio del certificato di collaudo da parte degli Enti competenti (INAIL) e VVFF.
ANALISI ECONOMCO-FINANZIARIA DELL’INTERVENTO
La residenza per anziani “Il Roseto”, prima dell’intervento di efficientamento aveva un costo di metano per il solo riscaldamento ed acqua calda sanitaria di 29.312 €/anno per un consumo di 37.967 smc (come riportato nella tabella sottostante).
Facendo un semplice calcolo, per produrre la stessa energia, ma con l’alimentazione a pellet, ci sarebbero voluti 75.934 kg/anno di pellet. Pertanto, già dal semplice confronto sui due combustibili era evidente il notevole risparmio (circa il 30% in meno) in termini economici. Aggiungendo a questi numeri, la maggior efficienza dell’impianto alimentato a pellet rispetto a quello alimentato a metano, si otteneva un ritorno dell’investimento stimato in circa 7,5 anni.
Con il supporto di questi dati, il Consiglio di Amministrazione del “Roseto”, decise di effettuare la trasformazione della centrale termica.
DESCRIZIONE DEI DATI A CONSUNTIVO
Di seguito si riportano i dati reali dei consumi ottenuti da un riscontro dei costi realmente sostenuti nei primi due anni di esercizio della nuova caldaia:
Esercizio dal 1° luglio 2017 al 30 giugno 2018
Durante il periodo in considerazione sono stati effettuati n°6 carichi di pellet dettagliati nella tabella che segue:
Facendo un confronto con il dato di consumo di pellet previsto nel piano economico finanziario pari a 75.934 kg/anno, si riscontra un risparmio di circa il 40% che in termini economici si concretizza in un risparmio di circa il 32% considerando che in proporzione, per l’acquisto di 75.934 kg di pellet si sarebbe dovuto sostenere un costo complessivo pari a circa € 19.742,00 contro i 13.426,00 Euro effettivamente spesi.
Esercizio dal 1° luglio 2018 al 30 giugno 2019
Durante il periodo in considerazione sono stati effettuati n°6 carichi di pellet dettagliati nella tabella che segue:
Facendo un confronto con il dato di consumo di pellet previsto nel piano economico finanziario pari a 75.934 kg/anno, si riscontra un risparmio di circa il 40% che in termini economici si concretizza in un risparmio di circa il 33% considerando che in proporzione, per l’acquisto di 75.934 kg di pellet si sarebbe dovuto sostenere un costo complessivo pari a circa € 20.122,00 contro i 13.443,00 Euro effettivamente spesi.
Il miglior risultato è dovuto essenzialmente al fatto che l’intervento di efficientamento energetico dell’impianto esistente ha previsto un nuovo calcolo della effettiva potenza termica di cui necessitava l’edificio a parità di condizioni climatiche interne. Dal nuovo calcolo è emerso che a fronte di una caldaia da 380 kWt per il riscaldamento e di una caldaia da 80 kWt per l’ACS era sufficiente installare una sola caldaia da 300 kWt che, collegata ad un volano termico, provvedesse al riscaldamento ed alla produzione di ACS. I fatti hanno dimostrato che il progetto di efficientamento ha avuto un pieno successo consentendo un minor tempo per il rientro dell’investimento di quello inizialmente stimato.
Infatti, se inizialmente il tempo di rientro dell’investimento era stimato in 7,5 anni, la realtà dei fatti ha dimostrato che il tempo di rientro dell’investimento, in assenza di qualsiasi contributo statale, è pari a 5,5 anni.