Energy Manager al Politecnico di Torino: dall’analisi dei consumi agli interventi di efficienza energetica

ABSTRACT
Si illustra il lavoro del Responsabile per l’Energia (Energy Manager) sottolineando le peculiarità che esso presenta in un ente che si occupa di formazione, ricerca e innovazione nel settore tecnico come è il Politecnico di Torino. Le peculiarità dipendono dalla compresenza di una “popolazione” di tecnici, amministrativi e docenti, stabile e spesso con forti competenze specifiche, con quella “transeunte” e molto più numerosa degli studenti, spesso distratta nei confronti delle problematiche energetiche, ma con una minoranza di individui sensibili e attenti agli sprechi, pronti a lasciarsi coinvolgere entusiasticamente in occasioni particolari. Si descrive anche il lento ma deciso cammino dell’Ateneo verso la riqualificazione energetica (pareti e serramenti risalgono agli anni ’50, in tempi in cui non si pensava al risparmio energetico), l’ammodernamento degli impianti e lo sviluppo delle fonti rinnovabili. Si ricorda la recente creazione del Green Team, che ha dato corpo alla volontà politica dell’Ateneo di rendere il proprio Campus un laboratorio vivente sulla sostenibilità nell’accezione più ampia, in cui al tema dell’energia si affiancano quelli della mobilità, della gestione dei rifiuti, degli acquisti verdi, dell’acqua, del cibo, etc.

PREMESSA
Con un consumo di energia di oltre 5000 tep, il Politecnico di Torino ha l’obbligo di dotarsi di un “responsabile per la conservazione e l’uso razionale dell’energia”. Questa figura è stata istituita dalla legge 10/91 ed è prevista la sua nomina negli enti industriali con consumi superiori a 10.000 tep (tonnellate equivalenti di petrolio) e in tutti gli altri enti con consumi superiori a 1000 tep. Al Politecnico è tradizione che questo ruolo sia ricoperto da un docente, e non da uno dei tanti ingegneri e tecnici che lavorano presso l’Ufficio Tecnico dell’Ateneo. Questa “anomalia” ha vantaggi e svantaggi: da un lato consente all’Ateneo di fruire di competenze qualificate per lo studio e l’applicazione delle numerose innovazioni tecnologiche che si presentano nel mondo dell’energia, anche attraverso tesi di laurea e stage; dall’altro, però, gli impegni istituzionali dell’Energy Manager - docente (didattica, ricerca e attività gestionali varie) non gli permettono di fornire un supporto assiduo e approfondito agli uffici in cui si affrontano quotidianamente i problemi di approvvigionamento, produzione e gestione dell’energia. Come sempre, queste difficoltà possono essere superate con l’impegno personale e il rispetto delle reciproche competenze, e anche un energy manager “part-time” può riuscire a collaborare proficuamente con gli uffici tecnici e a rendere efficace il lavoro della gestione dell’energia.

LA SITUAZIONE ATTUALE

Il Politecnico ha avuto nel 2015 un consumo complessivo di calore di circa 15 milioni di kWh e un consumo elettrico di oltre 17 milioni di kWh. I dati salienti sono riportati in Tabella 1.

Tabella 1 – Dati salienti sull’energia al Politecnico.

I consumi termici specifici superano di poco i 12 kWh/m³, un valore piuttosto basso rispetto ad altri edifici scolastici e universitari e anche a edifici residenziali della stessa epoca.
L’uso dei diversi vettori energetici, calore (proveniente dalla rete urbana di teleriscaldamento), gas naturale ed elettricità va riportato sotto forma di energia primaria utilizzando opportuni coefficienti di conversione che dipendono dalle tecnologie e dalle fonti energetiche utilizzate, oltre a cambiare da un anno all’altro. A questo punto si possono sommare i contributi dei diversi vettori energetici in termini di energia primaria e tracciarne l’andamento nel tempo come illustrato in Figura 1.
Si noti che, nonostante i vettori elettricità e calore siano molto vicini (da 15 a 17 milioni di kWh), in termini di energia primaria il contributo dell’elettricità è molto più elevato, a causa del fattore di conversione utilizzato: 1 kWhel = 1/0,40 =2.5 kWhenergia primaria, dove 0,40 è il rendimento medio del sistema elettrico italiano.

Figura 1 – Andamento dei consumi di energia primaria al Politecnico (1994-2015).

Come si può osservare, i consumi energetici si sono stabilizzati da tempo poco al di sopra delle 5000 tonnellate equivalenti di petrolio, con un esborso di poco inferiore ai 5 milioni di euro, nonostante l’attività del Politecnico sia in crescita in tutti i settori (numero di studenti, bilancio economico, pubblicazioni, brevetti,…). Ciò può essere spiegato con i numerosi interventi realizzati in questi ultimi anni.

INTERVENTI REALIZZATI

Efficienza energetica
Nel corso degli ultimi due anni (2015 e 2016):
• sui fabbricati dei Dipartimenti DIGEP e DIMEAS, nella zona “aulica” (rettorato e zone attigue) e nella palazzina ex-Fisica sono stati sostituiti circa 2600 m2 di serramenti “ferro su ferro” e vetro singolo con serramenti ad alta efficienza (U = 1.4 W/m2K) dotati di telai a taglio termico e vetri a controllo solare, e sono stati installati circa 900 m2 di schermi solari mobili. A titolo di esempio, la sostituzione di 1 m2 di serramento comporta un risparmio energetico di oltre 200 kWh, anche tenendo soltanto conto della riduzione delle dispersioni termiche e non delle infiltrazioni d’aria, di difficile valutazione.
• presso sede centrale, la Cittadella, il Castello del Valentino e la sede del Lingotto sono state sostituite circa 850 lampade con lampade a LED ad alta efficienza (circa il 6% delle lampade esistenti in queste sedi).
• Sono state installate migliaia di valvole termostatiche e sostituiti numerosi corpi scaldanti del tipo a radiatori con fan-coils che permettono di svolgere una duplice funzione invernale ed estiva. Di pari passo, dove sono stati sostituiti i radiatori sono stati coibentati i sottofinestra, riducendo le dispersioni e le perdite di emissione.

Le fonti rinnovabili

Anche sul fronte della produzione di energia da fonte rinnovabile si sono fatti passi avanti.
• È dagli anni ’90 che le centrali frigorifere del Politecnico sono condensate ad acqua di pozzo, con risparmi medi del 30% rispetto a una macchina frigorifera condensata ad aria. Con la progressiva estensione del condizionamento a tutto il Politecnico, sono state realizzate nuove centrali frigorifere ad alta efficienza (COP > 6) con condensazione ad acqua di pozzo, di cui una da 1500 kW nel 2016.
• Inoltre, è stato realizzato un nuovo impianto fotovoltaico da 600 kW posto sugli shed del fabbricato “Tornerie”, che una volta allacciato alla rete sarà in grado di produrre oltre 680.000 kWh (il 4% dei nostro consumo elettrico) che si aggiungeranno ai 30.000 circa prodotti annualmente dall’impianto da 35 kW situato sulle “Fucine”.

Il problema delle attrezzature informatiche
Un problema a parte è quello delle attrezzature informatiche, che in un ente pubblico che eroga servizi e fa ricerca come il Politecnico, rappresenta una delle voci di consumo elettrico più importanti. Consumare elettricità per l’informatica è inevitabile, ma è bene cercare di limitare gli sprechi derivanti da comportamenti poco diligenti, come l’abitudine di lasciare acceso PC e periferiche varie 24 ore al giorno per 7 giorni alla settimana, e cercare nei limiti del possibile di ridurre i consumi dei PC anche nel corso dell’orario normale di lavoro.
Il primo aspetto è ben visibile osservando l’andamento del numero di IP (ovvero dispositivi informatici connessi in rete: personal computer, router, stampanti, periferiche varie) attivi nel nostro Ateneo nel corso di una giornata normale di lavoro (il 23/3/2015 era un lunedì): il numero di IP attivi nella notte precedente è più della metà di quelli attivi nel momento di punta, ovvero intorno alle 15.

Figura 2 – Numero di IP attivi nel corso di un giorno lavorativo al Politecnico.

Un IP viene rilevato come attivo sia quando è acceso sia quando è in stand-by (per intenderci, a monitor spento), mentre non lo è quando si trova nello stato detto di “ibernazione” (suspended). Un PC in funzionamento normale consuma 40-50 W, e circa la metà (25 W) in stand-by, mentre nello stato detto di “ibernazione” (suspended) assorbe soltanto 2-3 W. Tolto il caso di software scientifici che “girano” sui PC per giorni e giorni, le 3200 macchine accese di notte e nei giorni festivi sono nella grande maggioranza in stand-by e assorbono dunque circa 80 kW in totale (mentre in stato di ibernazione ne assorbirebbero un decimo, 6-8 kW). Fatti i conti, le ore/anno di stand-by sono circa 6000, con uno spreco di energia annuo di 72*6000 = 430.000 kWh e un costo stimato in circa 65.000 € all’anno.
Il secondo aspetto è molto meno conosciuto. Durante l’uso normale di un PC, vi sono momenti di inattività più o meno lunghi, dovuti a telefonate, incontri, pausa mensa, che possono rappresentare anche il 50% del tempo complessivo di accensione (v. figura 3).

Figura 3 – Profilo di utilizzo dei PC nel LAIB del Politecnico.

Si possono analizzare, nelle settimane analizzate in figura 3, le ore di normale attività (in verde), quelle di attività di sistema non interrompibile (blu), di inattività (rosso) e in log-off (rosa). Come si può vedere, i PC restano inattivi per larghe frazioni di tempo, ma consumano comunque circa il 50% di quello che consumerebbero a pieno regime.
È stata completata una approfondita sperimentazione su un’applicazione informatica che dovrebbe consentire di ridurre entrambi i consumi parassiti, senza ovviamente ridurre la funzionalità dei PC. Verrà ora avviata una prima campagna su 800 PC, con l’idea di estendere progressivamente il sistema a tutti i PC dell’Ateneo.

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