Quale futuro per l'illuminazione?

Dare efficienza ad un impianto tradizionale

 

Quarto Sant’Elena: stato di progetto

Negli ultimi anni abbiamo assistito ad un proliferare di nuove tecnologie e di sistemi all’avanguardia per l’Illuminazione Pubblica. Eppure al miglioramento delle tecnologie non è corrisposto un miglioramento dell’illuminazione e dei servizi ad essa correlati, anzi…

..Ancora oggi, nonostante il tanto parlare vincono le logiche al massimo ribasso, i prodotti di bassissima qualità, i progetti di vetrina ma di poca sostanza: e in Italia ancora più del 30% dei punti luce è con sorgenti a vapori di mercurio. Questo significa che gli strumenti a disposizione degli Amministratori oggi sono quanto mai inadeguati¹ o quantomeno che le conoscenze sull’argomento sono ancora carenti e seguono logiche errate.

Il futuro dell’illuminazione pubblica deve pertanto essere fatto non solo di tecnologia ma anche di strumenti nuovi e più efficaci per la valutazione e la gestione degli impianti: fra questi la definizione di un sistema di classificazione energetica di apparecchi ed impianti, l’approntamento di strumenti di analisi economica e finanziaria realmente utili ed efficaci e l’indicazione di nuovi parametri caratteristici che possono essere significativi anche per le nuove tecnologie LED. Fortunatamente oggi già alcuni Enti stanno prevedendo l’introduzione di alcuni di questi strumenti (come l’analisi TCO di seguito descritta) all’interno di legislazioni specifiche.

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¹Nonostante l’UTFP ad esempio da tempo si prodighi al fine di promuovere all’interno delle PA strumenti di valutazione VFM (Value For Money), ovvero procedimenti di verifica per dimostrare di aver realizzato un oculato ed ottimale utilizzo del danaro pubblico

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L’ANALISI DEI COSTI DI POSSESSO DI UN IMPIANTO TRADIZIONALE

Nella mia professione mi sono accorto che un problema molto importante per chi si occupa dell’esercizio degli impianti di illuminazione consiste nella difficoltà a valutare il costo effettivo di una soluzione progettuale nel tempo. Non è raro ad esempio il caso di impianti a basso costo che nel lungo periodo risultano più onerosi rispetto a soluzioni a più alto costo di installazione: questo perché un impianto di illuminazione rappresenta un bene durevole i cui costi di esercizio sono fortemente legati alla gestione e alla manutenzione dello stesso.

Il calcolo del costo del ciclo di vita di un’apparecchiatura è una pratica ormai consolidata e viene valutata attraverso un’analisi TCO (Total Cost of Ownership – in italiano Costo Totale di Possesso), sviluppata allo scopo di calcolare tutti i costi derivanti dall’acquisto, dall’installazione, dalla gestione, dalla manutenzione e dalla dismissione della stessa.

Questo approccio è già stato utilizzato nell’ambito dell’illuminazione pubblica all’interno del rapporto MEEuP Product Cases Report così come all’interno della CIE 115-2010 al fine di fornire una linea guida per un’analisi economica degli impianti.

L’idea è abbastanza semplice: occorre sommare nell’ambito del ciclo di vita di un impianto (che per la pubblica illuminazione può essere stimato di 30 anni) tutti i costi riconducibili all’acquisto, all’esercizio e alla dismissione dello stesso. Ad esempio, prendendo in considerazione un apparecchio di illuminazione a scarica, nei 30 anni di esercizio occorrerà sommare i costi derivanti dal consumo di energia elettrica, dalla sostituzione della lampada, dalla pulizia dell’apparecchio, dalla sostituzione di eventuali ausiliari (come condensatore o accenditore) o dalla sostituzione dell’alimentatore stesso nel caso questo sia elettronico.

Grazie a questo metodo diventa possibile valutare quali siano le tecnologie che – a parità di prestazioni – permettono di ottenere costi di gestione e manutenzione inferiori nel lungo periodo con costi e condizioni di funzionamento costanti. L’analisi TCO di seguito presentata è un’analisi statica dei costi totali e pertanto non prende in considerazione metodologie di attualizzazione dei costi ed eventuali prospettive di innovazione o riduzione dei costi dei materiali utilizzati; l’intento è quello di presentare una metodologia chiara e facilmente applicabile, che rappresenta una base di partenza per conteggi (eventualmente più complessi) di ritorno economico che ogni professionista dovrebbe allegare al progetto presentato.

Un caso operativo: la riqualificazione dell’impianto di Quarto Sant’Elena

Il progetto per la riqualificazione dell’impianto di Quarto Sant’Elena in Provincia di Cagliari (vedi Scheda dell’Impianto) prevedeva, per le Lottizzazioni lungo il Litorale, la sostituzione di 2.526 apparecchi di illuminazione dotati di lampada a vapori di mercurio da 125 W con altrettanti apparecchi di illuminazione di ultima generazione dotati di lampada al sodio alta pressione da 70 W e sistema di telecontrollo da remoto punto-punto via onde convogliate.

Prima di procedere con le valutazioni dei risultati, occorre un’importante precisazione: il risparmio energetico deriva principalmente dalla maggiore efficienza del sistema utilizzato (che consente lo stesso livello prestazionale con consumi minori) e da profili di dimmerazione e funzionamento ottimizzati per il compito richiesto; il sistema di telecontrollo garantisce servizi a valore aggiunto all’impianto, gestisce in maniera efficace il punto luce, ma potrebbe anche non apportare benefici economici aggiuntivi.

Ad esempio, è vero che lo stato del punto luce viene monitorato giornalmente e quindi rende superfluo il controllo visivo e più efficiente il servizio di sostituzione su guasto; ma è altrettanto vero che la verifica dello stato dei sostegni o di altre parti dell’impianto non può essere demandata a questo sistema così come si rende necessaria la presenza di un addetto alla supervisione del telecontrollo.

Per questi motivi nel calcolo TCO vengono unicamente indicate le voci di costo relative agli apparecchi di illuminazione, visto e considerato che l’analisi dei costi globali è un argomento piuttosto ampio e complicato e meriterebbe una trattazione a parte (figura 1). La metodologia di calcolo è relativamente semplice.

Figura 1 – Dati di input per l’analisi TCO

Per l’apparecchio di illuminazione esistente vengono presi in considerazione i costi relativi alla sostituzione della lampada, la pulizia dell’apparecchio, la sostituzione degli ausiliari e l’energia elettrica consumata; a questo proposito occorre far notare che l’apparecchio in questione funziona costantemente a pieno regime. Per l’apparecchio di progetto vengono presi in considerazione gli stessi costi di cui sopra, più il costo di acquisto ed installazione; in questo caso il profilo di riduzione del flusso adottato consente una risparmio energetico pari al 31,4% (considerata attraverso il parametro k = 0,686).

Come ipotesi progettuali viene assunta una durata di vita utile della sorgente (lampada al sodio alta pressione) pari a 48.000 ore e una vita media per l’alimentatore elettronico telecontrollato pari a 50.000 ore.

Figura 2 – Grafico del saldo progressivo per l’apparecchio esistente e l’apparecchio sostituito

Il grafico mostra come risultato il Costo Totale di Possesso degli apparecchi di illuminazione (figura 2) – a meno dei costi di dismissione, che possono essere considerati uguali perentrambi gli apparecchi.

Il fine di questa analisi è quello di presentare l’andamento ipotetico dei costi di gestione secondo le modalità di funzionamento attuale degli apparecchi proiettate nei 30 anni di funzionamento: il punto di incontro rappresenta il break even dell’intervento proposto (in questo caso pari a circa 7 anni).

Figura 3 – La stessa analisi ma con i prezzi attualizzati al 7%

Come evidenziato in precedenza, il TCO è un’analisi statica e pertanto non prende in considerazione fattori come l’innovazione tecnologica e la variazione dei costi di approvvigionamento dei materiali (ad esempio si potrebbe considerare che fra 12 anni il costo per sostituire le lampade potrebbe essere minore oppure avere a disposizione lampade o alimentatori più prestazionali), la variazione dei costi della manodopera e dell’energia, l’attualizzazione dei flussi finanziari.

Il calcolo di queste alee è infatti quanto mai complicato e difficile, tranne per il tasso di attualizzazione dei flussi finanziari che ad oggi può essere posto pari al 7%².

A titolo esemplificativo si riporta la stessa tabella TCO di confronto in cui viene utilizzato un tasso di attualizzazione pari al 7% (figura 3): in questo caso il break even risulta pari a circa 9 anni.

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² L’interesse di calcolo reale può venire definito attraverso la formula i = r – f – f’ in cui: r rappresenta il costo medio ponderato del capitale o Weighted Average Cost of Capital (WACC), ovvero il tasso d’interesse al quale si attualizzano i flussi finanziari (in entrata ed in uscita) e denominato costo opportunità del capitale perché rappresenta un’alternativa alla quale si rinuncia per intraprendere il particolare progetto d’investimento analizzato. Viene posto r = 8,5%; f rappresenta l’inflazione ISTAT. Viene posto f = 1%; f’ rappresenta la deriva dell’inflazione. Viene posto f’ = 0,5%.

(a cura di ing. Matteo Seraceni, progettista – consulente Hera Luce)

SCHEDA DELL’IMPIANTO

Comune di Quartu Sant’Elena (CA)

Gara di Appalto per l’Affidamento dei Servizi di Gestione Integrata degli Impianti di Illuminazione Pubblica

Durata dell’appalto: 20 anni

Importo a Base d’Asta: Spese di Gestione: 333.000,00

Spese per Energia Elettrica: 791.000,00

Spesa per Lavori: 534.299,65

Importo Totale Annuo: 1.658.299,65

Imprese Aggiudicatarie: ATI Aristea Service e Smail di Bologna

Progettista: Per Ind Renzo Tedeschi

Consistenza degli impianti

Stato di Fatto

4.704  Punti Luce con Lampade a Vapori di Mercurio-Miscelate-Alogene ecc.

5.007  Punti Luce con Lampade al Sodio AP

247  Ioduri Metallici

9.958 Punti Luce Totali

177 Quadri Elettrici con attivazione mediante Interruttore Crepuscolare

Potenza Installata: 1.569 kW ( 157,56 W/punto luce)

Consumo Annuo:   5.742.000 kWh

L’apparecchio utilizzato nel progetto con lampada SAP (cortesia: AEC Illuminazione)

Stato di Progetto

9.180  Punti Luce con Lampade al Sodio AP

633  Punti Luce con Lampade a Ioduri Metallici tipo CDO TT

9.813  Punti Luce Totali di cui:

Centro Abitato: sostituzione di tutti i 5.759 apparecchi di illuminazione di varie tipologie ( stradali, artistici, residenziali, decorativi ecc ) con altrettanti dotati di lampade al sodio AP e Ioduri Metallici CDO TT di idonea potenza.

Periferia: sostituzione di tutti i  1.528 apparecchi di illuminazione stradali con altrettanti dotati di lampade al Sodio AP di idonea potenza.

Lottizzazioni Litorale: sostituzione di tutti i 2.526 punti luce stradali e residenziali dotati di lampade a Vapori di Mercurio da 125 W con altrettanti ma dotati di lampade al Sodio AP da 70 W.

93 Quadri Elettrici Telecontrollati e Telegestiti da Remoto mediante Sistema Punto Punto ad onde convogliate.

Potenza Installata:  976 kW ( 99,46 W/punto luce )

Consumo Annuo:     3.066.000 kWh ( corrispondente ad un risparmio del 47% )

 

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