ENERGIA COME MOTORE DI CONOSCENZA CONDIVISA in MENZ & GASSER 

Molte aziende spendono milioni o addirittura miliardi di dollari in energia ogni anno. Questo non è solo costoso, ma rappresenta anche un’opportunità spesso trascurata per ridurre il rischio, aumentare la resilienza e aggiungere valore su tutta la linea.

Man mano che le preoccupazioni ambientali diventano più urgenti ed emergono nuove tecnologie, le aziende devono rispondere a questi cambiamenti con una solida strategia energetica. Questo articolo offre una struttura in cinque fasi per rinnovare la politica energetica di un’azienda:

• – creare un mandato di alto livello;
• – integrare gli obiettivi energetici nella visione e nelle operazioni;
• – monitorare i progressi a livello aziendale;
• – sfruttare le nuove tecnologie e coinvolgere le parti interessate.

In questo modo l’energia può essere utilizzata come motore di conoscenza condivisa.

 

ENERGIA: ELEMENTO STRATEGICO O SEMPLICE COSTO?

Nel settore industriale l’energia è uno degli input fondamentali insieme alle materie prime e l’acqua. Viene utilizzata soprattutto per il riscaldamento e il raffreddamento degli ambienti, per i forni industriali, essiccatoi, evaporatori e concentratori.

Le grandi aziende spendono milioni in energia ogni anno, e più indirettamente in costi di supply chain, outsourcing e logistica. Tuttavia, al di fuori delle industrie ad alta intensità energetica, la maggior parte delle aziende considera l’energia semplicemente come un costo da gestire. Questo è un errore strategico che trascura enormi opportunità per ridurre il rischio, migliorare la resilienza e creare nuovo valore.

Oggi l’energia sta scalando l’agenda aziendale, a causa delle radicali tendenze ambientali, sociali e di business, inclusi i cambiamenti climatici e la regolamentazione globale del carbonio, l’aumento delle pressioni sulle risorse naturali, le crescenti aspettative sulle prestazioni ambientali aziendali, le innovazioni nelle tecnologie energetiche e nei modelli di business e crollo dei prezzi delle energie rinnovabili. Questi megatrend cambiano il contesto in cui operano le imprese e le aprono a nuovi rischi e nuove strade per la creazione di valore.

Nella visione classica della strategia di Michael Porter, le aziende creano vantaggio mantenendo bassi i costi o differenziando. Le scelte che un’azienda fa in merito all’approvvigionamento e al consumo di energia possono influenzare profondamente la sua struttura dei costi. E il modo in cui gestisce gli impatti ambientali e climatici del suo utilizzo di energia, principalmente le emissioni di carbonio, è un elemento di differenziazione sempre più importante per consumatori, investitori e clienti aziendali.

ENERGY MANAGEMENT

Si può definire l’Energy Management come “Giudizioso ed efficiente utilizzo dell’energia al fine di massimizzare i profitti e migliorare la posizione competitiva” (Cape Hart, Turner e Kennedy, nell’articolo “Guide to Energy Management”). La massimizzazione dei profitti è un aspetto legato alla riduzione dei costi e ciò pone l’accento sul ruolo determinante che coprono i costi dell’energia all’interno del quadro dei costi sostenuti da un’azienda durante la propria fase produttiva.

Il miglioramento della posizione competitiva va ben oltre i vantaggi connessi con una struttura dei costi meno pressante e si inserisce in un contesto ancora più ampio che vede l’azienda in grado di gestire i consumi energetici in maniera più flessibile. Questo permette ad esempio di reagire in maniera rapida ed indolore ai cambiamenti imposti dalle normative in ambito ambientale.

La gestione dell’energia ha implicazioni generali che coinvolgono tutti i segmenti della vita di una nazione anche se in molte aziende è tuttora una questione a bassa priorità. Spesso si riscontrano tentativi isolati di riduzione dei consumi (con beneficio limitato in entità e durata) piuttosto che un approccio sistemico al problema che verrebbe riconosciuto positivamente dalle forze sociali esterne all’azienda (cittadini, amministrazioni locali..).

I PRINCIPI PER UNA CORRETTA GESTIONE DELL’ENERGIA

Possiamo individuare tre principi fondamentali alla base di una corretta gestione dell’energia riassumibili in:

• – Dotarsi di energia al costo più basso possibile;
• – Minimizzare le perdite e gli sprechi di energia all’interno del sistema;
• – Utilizzare sempre la tecnologia più appropriata dal punto di vista energetico.

Questi principi sottintendono la presenza di un complesso insieme di conoscenze e capacità, tra le quali:

• – Conoscenza del mercato dell’energia/auto-produzione energetica;
• – Capacità di gestire adeguatamente i rapporti con i contractors ed i fornitori di energia;
• – Conoscenza della struttura dei consumi energetici;
• – Conoscenza di tecniche analitiche per la valutazione dei consumi energetici;
• – Capacità di gestire i progetti per l’implementazione delle misure di efficientamento;
• – Conoscenza tecnica dei sistemi energetici moderni;
• – Conoscenza di metodi di analisi finanziaria degli investimenti per l’efficientamento energetico.

 

I quattro elementi fondamentali dell’Energy Management sono rappresentati nella figura sotto:

LE STRATEGIE OPERATIVE PER L’ENERGY MANAGEMENT

Generalmente l’introduzione dell’Energy Management in azienda avviene per gradi, accompagnato dall’aumento di conoscenza del sistema energetico e di consapevolezza dell’azienda e degli attori coinvolti nel processo. Ognuna di queste fasi è associata ad una differente strategia operativa:

• – Quick Fixes ;
• – Energy Projects ;
• – Comprehensive Energy Management

STRATEGIA OPERATIVA QUICK FIXES

Con Quick Fixes si intende la riduzione occasionale dei consumi energetici. Viene attuata una serie non coordinata di misure di risparmio energetico poco o per nulla costose che non necessitano di una fase di analisi e pianificazione degli interventi. Alcuni degli interventi classificabili in questa strategia sono l’isolamento termico delle finestre, timer per luci e sistemi di condizionamento, utilizzo di componenti ad alta efficienza energetica, ecc. Portano vantaggi economici significativi (soprattutto nel caso di edifici o impianti di vecchia concezione) ma limitati rispetto a quelli massimi raggiungibili.

STRATEGIA OPERATIVA ENERGY PROJECTS

Il secondo approccio è l’Energy Project ovvero la riduzione sistematica dei consumi energetici. Raggiunti i massimi livelli di risparmio conseguibili nella fase precedente si comprende come ulteriori risparmi siano conseguibili solo attraverso progetti energetici con una significativa fase di analisi per l’individuazione delle opportunità di riduzione dei consumi e delle misure necessarie per coglierle, oltre a investimenti significativi per la loro implementazione (entra in ballo anche la valutazione economica degli investimenti). Solitamente questa fase si basa su analisi più o meno approfondite del sistema energetico denominate “Energy Audit”.

STRATEGIA OPERATIVA COMPREHENSIVE ENERGY MANAGEMENT

L’ultima strategia Comprehensive Energy Management è quella che dà dei risultati certi e stabili nel tempo. Aumentando la consapevolezza e la conoscenza relativamente agli aspetti energetici all’interno dell’azienda, l’approccio “per progetti” tende ad essere sistematizzato all’interno di un vero e proprio sistema di gestione arrivando così allo sviluppo di un Energy Management System. Ciò richiede come passo fondamentale l’introduzione di un sistema di gestione, inteso come monitoraggio, controllo e riduzione continua dei consumi energetici. La tendenza è quella di definire modelli di Sistemi di Energy Management che costituiscano una guida per le organizzazioni e consentano anche il conseguimento della certificazione per sfruttare i vantaggi derivanti per l’immagine dell’organizzazione.

IL CASO DI STUDIO: CONTESTO AZIENDALE

Menz & Gasser nasce a Lana (BZ) nel 1935 e presto si specializza nella produzione di confetture e semilavorati di frutta di alta qualità. Negli oltre 80 anni della sua storia Menz & Gasser subisce numerose trasformazioni, ma fin dalle origini, il fondatore Mathias Gasser imprime all’azienda la visione che le garantirà il successo attraverso i decenni: osservare e comprendere i desideri delle persone e individuare servizi e prodotti innovativi e di qualità che possano soddisfarli, anzi, anticiparli.

Oggi l’azienda è presente in più di 50 Paesi in 4 continenti e nel 2016 ha dato avvio alla costruzione di uno stabilimento in Malesia con l’obiettivo di espandere la propria presenza nei mercati dell’estremo oriente.

NECESSITÀ

Menz & Gasser coniuga due esigenze in campo energetico: da una parte gestire in modo efficiente la complessità nell’uso di una vasta gamma di vettori energetici necessari per la fase di produzione e dall’altra la necessità di soddisfare una spiccata sensibilità da parte della proprietà per un uso più razionale dell’energia.

L’azienda aveva già provveduto ad installare numerosi misuratori di consumo sia elettrico che termico. La sola storicizzazione e visualizzazione dei dati non era sufficiente. Con gli ingegneri di MIPU abbiamo sviluppato una soluzione che ci consentisse di valorizzare i dati raccolti per una riduzione sistemica dei consumi e un miglioramento della sostenibilità della nostra produzione.

Abbiamo deciso di partire da un progetto pilota per sviluppare la piattaforma di raccolta dati. La scelta è ricaduta su un impianto a biomassa legnosa presente in stabilimento e che presentava diverse difficoltà nel calcolo dell’efficienza: diversi contributi di energia e di perdite, quali perdite legate ai fumi, all’irraggiamento, al potere energetico delle ceneri non erano direttamente misurabili.

Volevamo creare un sistema che ci permettesse di avere un riscontro immediato dell’andamento dell’impianto e un supporto predittivo alle decisioni manutentive e di efficienza energetica.

 

SOLUZIONE

La soluzione implementata prevede la centralizzazione dei dati già raccolti ed il loro utilizzo per la creazione di modelli di comportamento energetico. Questi non sono altro che simulazioni della prestazione che ogni componente principale del sistema dovrebbe avere al variare delle condizioni operative.

A seconda della complessità da simulare, i modelli possono essere espressi su base matematica o con il machine learning. La complessità è tuttavia gestita dalla piattaforma software: il team di Menz & Gasser, pur essendo autonomo nella creazione di nuovi modelli, non deve affrontare le difficoltà connesse alla scrittura di codice informatico.

LA CREAZIONE DEI MODELLI

Inizialmente abbiamo creato circa 10 modelli. Questi motori sono estremamente duttili e consentono di raggiungere molteplici scopi:

1. 1. prevedere il consumo energetico futuro al variare delle condizioni tecniche, ambientali e di produzione
2. 2. prevedere i costi energetici, ed in particolare analizzare vari scenari di tipo what-if in funzione ad esempio dell’orario, del meteo o del fatto o meno che io operi determinate manutenzioni nel futuro
3. 3. intercettare malfunzionamenti sul nascere usando come segnale base l’energia consumata da ogni componente, ciò che gli ingegneri di MIPU chiamano Energy-Based Reliability Management.

 

Operativamente, ogni modello viene messo sotto monitoraggio tramite delle carte di controllo, le quali intercettano gli scostamenti del comportamento reale rispetto al comportamento atteso. Se il comportamento reale sale verso l’alto si parla di deriva positiva. Se scende, di deriva negativa.

 

I VANTAGGI DELLA SOLUZIONE

L’aspetto assolutamente innovativo qui è la possibilità di quantificare esattamente l’impatto di qualsiasi attività sulla prestazione energetica del sistema, il tutto in modo semplice e visuale. Comunicare in tempo reale a tutto il team, e potenzialmente a tutti gli stakeholders dell’area dove l’azienda opera, come quantitativamente le nostre azioni impattano sul consumo energetico e dunque sull’ambiente è dirompente. Non solo: tale immediatezza, pur scientificamente rigorosa, risponde all’esigenza sia di fare efficientamento che di creare cultura ed ingaggio.

Abbiamo conseguentemente scelto di estendere l’esperienza fatta con la centrale a biomassa agli stabilimenti.

BUDGET ENERGETICO E IMPATTO AMBIENTALE

Avere delle intelligenze che simulano con precisione il comportamento degli impianti ci consente di sviluppare un budget energetico effettivamente calato sulle reali condizioni operative che andremo via via affrontando. Più importantemente, possiamo valutare ex-ante l’impatto economico ed energetico delle nostre scelte e discutere con immediatezza ma estremo rigore con tutti gli stakeholders coinvolti.

CONCLUSIONE

Da questa esperienza mi sento di esprimere tre concetti che ritengo importanti.

COMPETENZE

Il primo è legato al tema delle competenze. Per sviluppare un progetto di questa natura è necessaria la creazione di un team composto da tecnici aziendali e da tecnici del partner tecnologico. I tecnici aziendali devono riuscire a modellizzare i loro processi in modo tale da renderli fruibili ad un processo di intelligenza artificiale ed il partner tecnologico fornisce un valore aggiunto solo nella misura in cui detiene una competenza di dominio specifica.

Nell’esperienza che abbiamo avuto con MIPU, il tema della competenza di settore è stato determinante: noi abbiamo scelto MIPU in quanto conoscevamo la sua competenza nell’ambito dell’energia. Ed alla luce del lavoro fatto questa scelta si è dimostrata corretta. La competenza di MIPU nel settore dell’energia ci ha aiutato a perfezionare i modelli che descrivono il nostro processo.

TECNOLOGIA

Il secondo concetto che scaturisce da questa esperienza è la funzione della tecnologia in generale e dell’intelligenza artificiale nello specifico. Per approcciarsi ad un progetto di questo tipo l’azienda deve avere uno scopo molto chiaro e specifico. L’intelligenza artificiale non può essere lo scopo, ma è lo strumento per raggiungere un determinato obiettivo. Un’azienda è molto competente sui propri processi: per aprirsi a nuove tecnologie il metodo più veloce è raccogliere sul mercato le competenze necessarie.

Il particolare momento economico che stiamo vivendo, caratterizzato da un’alta complessità ed incertezza, richiede alle aziende di muoversi rapidamente, di portare a terra velocemente i propri progetti per riuscire ad essere sempre competitive. Diventa quindi un asset di valore per l’azienda la relazione con i partner tecnologici per sviluppare in co-development nuove soluzioni. Le aziende devono imparare ad aprirsi all’interno di un network di fornitori selezionati che le permettano di portare al loro interno nuove competenze e nuove tecnologie, ma che lascino libera l’azienda di concentrare le proprie risorse sul proprio core business.

INTELLIGENZA ARTIFICIALE

La terza considerazione riguarda specificatamente l’intelligenza artificiale. Grazie alla capacità di trattare una grande quantità di dati e di correlazioni, l’AI permette una visione olistica del processo di produzione. Aprire le opportunità derivanti dall’utilizzo di intelligenze artificiali a tutta l’azienda è sulle prime sembrato avveniristico; solo pochi mesi dopo lo ritenevamo fattibile. Oggi riconosciamo che i modelli sono per noi un “motore di conoscenza condivisa”. Ci aiutano a conoscere meglio i nostri impianti, ad operare scelte strategiche e a valutare costantemente l’impatto delle stesse in termini tecnici, economici ed ambientali.

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A cura di:

Claudio Cumer, Technical Department, Menz & Gasser

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