Allegato Anev_Studio Poyry
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Allegato Anev_Studio Poyry
DEFINIZIONE DELLE “BEST PRACTICE” PER LA SOSTITUZIONE DEI ‘MAJOR COMPONENTS’ NEGLI AEROGENERATORI DEGLI IMPIANTI EOLICI Nota tecnica per ANEV 14 Marzo 2016 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA Copyright © 2016 Pöyry Management Consulting All rights reserved Pöyry is an international consulting and engineering company. We serve clients globally across the energy and industrial sectors and locally in our core markets. We deliver strategic advisory and engineering services, underpinned by strong project implementation capability and expertise. Our focus sectors are power generation, transmission & distribution, forest industry, chemicals & biorefining, mining & metals, transportation, water and real estate sectors. Pöyry has an extensive local office network employing over 5,000 experts. Pöyry's net sales in 2014 were EUR 571 million and the company's shares are quoted on NASDAQ OMX Helsinki (Pöyry PLC: POY1V). Pöyry Management Consulting provides leading-edge consulting and advisory services covering the whole value chain in energy, forest and other process industries. Our energy practice is the leading provider of strategic, commercial, regulatory and policy advice to Europe's energy markets. Our energy team of 200 specialists offer unparalleled expertise in the rapidly changing energy sector While Pöyry considers that the information and opinions given in this work are sound, all parties must rely upon their own skill and judgement when making use of it. Pöyry does not make any representation or warranty, expressed or implied, as to the accuracy or completeness of the information contained in this report and assumes no responsibility for the accuracy or completeness of such information. Pöyry will not assume any liability to anyone for any loss or damage arising out of the provision of this report. PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 2 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA INDICE 1. INTRODUZIONE 4 2. PRINCIPALI RISULTATI 5 3. I CONTRATTI DI “OPERATION & MAINTENANCE” 6 4. GLI INTERVENTI DI MANUTENZIONE STRAORDINARIA: PRASSI OPERATIVA 7 L’UTILIZZO DI COMPONENTI RIGENERATE: PRASSI OPERATIVA 9 5.1 Ottimizzazione dei costi di esercizio e manutenzione 9 5.2 Flessibilità di intervento da parte degli operatori degli impianti e garanzia di disponibilità dei componenti 9 5. 5.3 Riduzione dell’impatto ambientale ALLEGATO A – BIBLIOGRAFIA PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING 10 13 Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 3 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA 1. INTRODUZIONE L’incremento significativo di installazione di nuovi impianti eolici a livello mondiale si è tradotto in un incremento del parco macchine su cui dover procedere con l’esercizio e la manutenzione. Il presente documento ha lo scopo di: Descrivere, in maniera sintetica, come il settore eolico tipicamente affronta questa esigenza, sia a livello di tutele contrattuali che garantiscano l’operatività dell’impianto, sia a livello di tipologia di interventi manutentivi. Analizzare, nel contesto europeo e nazionale, la pratica di utilizzo di parti di ricambio riparate/rigenerate nella sostituzione di componenti che hanno subito guasti tipica di qualsiasi industria manifatturiera. PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 4 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA 2. PRINCIPALI RISULTATI L’esercizio e la manutenzione di impianti eolici rappresenta l’elemento chiave nel processo di generazione di energia elettrica da fonte eolica. A fronte di un rallentamento della crescita della capacità installata in mercati maturi come quello americano ed europeo, ci si trova a dover gestire un parco macchine che a fine 2015 ha superato i 430 GW a livello globale. In virtù di questo, l’attenzione si sta spostando sempre più sull’ottimizzazione delle attività di Operation & Maintenance (“O&M”). Alla stregua di molti altri settori industriali e produttivi maturi, l’industria fornitrice di componentistica degli impianti eolici si trova, dunque, a dover affrontare una sfida importante per garantire la disponibilità di ricambi che assicuri la continuità operativa dei parchi eolici. In quest’ottica, fin dall’avvio dell’industria eolica su scala internazionale, la pratica di utilizzare componenti rigenerate1 come componentistica di ricambio, rappresenta un elemento chiave per la sostenibilità di un industria, sia in termini di costi, che di disponibilità di risorse, che di impatto ambientale. I modelli economici/finanziari su cui si sono basati gli investimenti nel passato e su cui è definita la bancabilità dei nuovi progetti è fondata su costi d’ investimento (CAPEX) e di O&M (OPEX) secondo le condizioni standard di mercato che non prevedono limitazioni circa la ricambistica utilizzabile nel corso di vita dell’impianto. Mettere in discussione questa pratica, tipica dell’industria manifatturiera, potrebbe mettere in crisi gli investimenti già effettuati e gli investimenti futuri. Per quanto concerne la disponibilità della ricambistica, come definito precedentemente, in una situazione di mercato che ha visto l’installato crescere in 10 anni da 59 GW ad oltre 430 GW una limitazione di questo tipo potrebbe creare problemi sulla disponibilità delle parti di ricambio. Occorre inoltre considerare che anche la tecnologia in pochi anni è passata da taglie di 1 MW a taglie di oltre 3MW con alcuni modelli ormai obsoleti che sono state messi fuori produzione e la cui ricambistica è ormai presente solo sul mercato del rigenerato. Infine, l’aspetto ambientale rappresenta un elemento fondamentale per un settore, come quello delle energie rinnovabili, la cui ragione d’essere è fortemente legata agli obiettivi di riduzione delle emissioni inquinanti stabilite originariamente dal Protocollo di Kyoto e poi dalle politiche di de-carbonizzazione adottate, ad esempio, a livello europeo e globale (es. Pacchetto Clima – Energia 20-20-20. Quadro Clima – Energia 2030, Accordo COP21 di Parigi post 2020). Come sancito dalle citate politiche, tale riduzione non si deve solo basare solo sulla generazione elettrica a zero emissioni, ma deve anche essere fondata su una politica di riduzione dei costi energetici e ambientali dell’intero settore industriale e l’utilizzo di componentistiche riparata/rigenerate va proprio in questo senso. 1 Rigenerazione: per rigenerazione in questo testo s’intende l’attività di riparazione dei componenti che richiede l’invio della componente stesso in officina. PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 5 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA 3. I CONTRATTI DI “OPERATION & MAINTENANCE” I classici e più diffusi contratti di O&M sul mercato europeo sono tipicamente omnicomprensivi e prevedono: La manutenzione programmata La manutenzione ordinaria La manutenzione straordinaria Il monitoraggio dell’impianto 24 ore su 24 per 365 giorni all’anno; Tutte le parti di ricambio (minor and major spare parts, consumable,..) Questa formula rappresenta quella che espone il proprietario di impianto a minori rischi, si tratta quindi della formula maggiormente richiesta dai soggetti finanziatori. Da tempo questi contratti, con una durata che varia tra i 3 e i 10 anni, sono in capo ai fornitori di turbine stessi che garantiscono la “disponibilità” del Parco Eolico. Per disponibilità s’intende la frazione di un determinato periodo di riferimento in cui l’impianto eolico (composto da un certo numero di turbine eoliche) genera energia secondo le specifiche di funzionamento. La disponibilità garantita contrattualmente può variare tra un 95% e 98% su base annua. Nel momento in cui tale disponibilità non è raggiunta l’operatore dell’impianto è tenuto a pagare delle penali calcolate sulla base della mancata disponibilità. Negli ultimi anni si sono diffuse altre formule di Operation & Maintenance di impianti eolici, come ad esempio: Soluzioni ibride in cui parte delle attività/responsabilità sono in carico al proprietario e parte in capo all’operatore. Un esempio di ripartizione delle responsabilità è quella in cui il proprietario dell’impianto fornisce i componenti di ricambio e l’operatore si occupa degli interventi manutentivi. Soluzioni “In house” in cui il proprietario dell’impianto internalizza completamente le attività di O&M occupandosi interamente dell’esercizio e della manutenzione del parco (comprese le parti di ricambio). Queste formule sono, per ora, adottate dalle società maggiormente strutturate e a vocazione industriale che detengono un numero significativo di impianti di grande taglia. PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 6 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA GLI INTERVENTI DI MANUTENZIONE STRAORDINARIA: PRASSI OPERATIVA 4. La garanzia di disponibilità nel contratto di O&M di un impianto eolico, come definito precedentemente, rappresenta quindi l’elemento che spinge gli operatori d’impianto a ottimizzare il più possibile gli interventi manutentivi in modo da ridurre sia il potenziale rischio di fermo (attraverso la manutenzione preventiva ed ordinaria) che le tempistiche di fermo nel momento in cui si debba intervenire per guasti nella componentistica. Nell’ambito degli interventi di manutenzione straordinaria, gli interventi su moltiplicatore di giri e generatore rappresentano la maggiore criticità manutentiva sia in termini di costo che di fermo macchina come mostrato in Figura 1. Figura 1 – Giorni medi di fermo per tipologia guasto 8.0 Giorni di fermo 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 Fonte: (2010) UPPSALA UNIVERSITET Da un punto di vista della certificazione, i “major components”, di cui il generatore ed il moltiplicatore di giri sono elementi chiave, fanno parte di un sistema turbina, progettato e certificato per una vita utile di 20 anni; nonostante questo, nella pratica, alcuni componenti, specialmente quelli più sollecitati, sono soggetti a guasti più o meno rilevanti nel corso della loro vita e richiedono interventi di manutenzione straordinaria. Il moltiplicatore di giri e il generatore di una turbina rientrano in questa categoria e tipicamente necessitano due cicli rigenerativi nel corso della vita dell’impianto2. Tenendo in considerazione la peculiarità del settore eolico in cui i componenti non sono ubicati in posizioni facilmente accessibili come in un normale ciclo produttivo, ma sono alloggiate fino a 120 metri di altezza dal suolo, a seconda dell’entità e della natura del danno e di quando viene rilevato, la manutenzione straordinaria può richiedere, nella peggiore delle ipotesi, lo smontaggio completo del componente tramite gru e l’invio 2 Fonte: European Wind Services Study_ Deloitte_2012 PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 7 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA presso officine specializzate nella rigenerazione. Al fine di evitare un fermo macchina prolungato che avrebbe un impatto sulla produzione e contrattualmente sulla garanzia di disponibilità dell’impianto eolico, una volta smontato il componente e calato con la gru a terra, si provvede a sostituirlo con un altro componente, nuovo o rigenerato, proveniente dal magazzino dell’operatore dell’impianto (o del fornitore al quale l’operatore d’impianto si appoggia). Il componente danneggiato viene, nel frattempo, inviato in officina, rigenerato e quindi reinserito nel magazzino dei componenti di ricambio, pronto per essere riutilizzato sullo stesso impianto o su impianti simili come componente di ricambio. A seconda delle casistiche lo stoccaggio delle parti di ricambio può avvenire: Presso un magazzino centralizzato che è in grado di fornire più parchi eolici a livello europeo (anche appartenenti a diversi proprietari) che utilizzano la stessa tecnologia. Questa formula è la più comune in quanto i costi di stoccaggio per il produttore/riparatore di un componente specifico sono più bassi rispetto ai costi di stoccaggio che dovrebbe affrontare il proprietario di uno o più impianti. Presso un magazzino centralizzato che è in grado di fornire più parchi eolici a livello nazionale operati dal medesimo operatore. Questa formula è utilizzata principalmente dai Service Provider indipendenti che gestiscono un certo numero di impianti di diversi proprietari. Presso un magazzino locale. Questa formula è utilizzato laddove il proprietario d’impianti detenga un numero considerevole di parchi eolici nella stessa regione/Paese con tecnologie uniformi (stessi modelli di generatore eolico). Prendendo come esempio il moltiplicatore di giri di un impianto eolico, l’intervento in officina di rigenerazione può consistere nella riparazione o sostituzione dei sotto componenti, alla sostituzione dell'intero moltiplicatore di giri (nel caso di danneggiamenti di entità notevole che non rendono economicamente sostenibile una riparazione/rigenerazione). I componenti inviati in officina sono rigenerati e ricollaudati ed escono dall’officina dopo essere stati sottoposti a tutti i test necessari per verificarne l’affidabilità. Vista la “criticità” di alcuni componenti e le garanzie contrattuali in essere, tipicamente il componente è inviato presso le officine specializzate del fornitore del componente stesso3 o presso centri di rigenerazione specializzati in multimarche. Questi centri sono dotati delle apparecchiature necessarie per la rigenerazione e conseguente collaudo dei componenti su banchi prova e vengono reimmessi sul mercato con la garanzia sul componente. Prendendo come esempio Moventas, che è uno dei soggetti specializzati su interventi di rigenerazione di moltiplicatori di giri multimarca, i centri di rigenerazione si trovano in Germania e Finlandia. 3 Ad esempio: Moventas, Winergy, Hansen PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 8 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA 5. L’UTILIZZO DI COMPONENTI RIGENERATE: PRASSI OPERATIVA La rigenerazione dei componenti di una turbina eolica rappresenta quindi un elemento importante nell’economia e nella logistica manutentiva degli impianti. Come citato al Paragrafo 2, l’utilizzazione di parti rigenerate nelle attività di O&M di impianti eolici rappresenta una prassi nell’industria manifatturiera, come ad esempio nel settore automobilistico. I vantaggi derivanti da questa prassi operativa sono molteplici: Ottimizzazione dei costi di esercizio e manutenzione Maggiore flessibilità di intervento da parte degli operatori degli impianti e garanzia di disponibilità dei componenti Riduzione dell’impatto ambientale. 5.1 Ottimizzazione dei costi di esercizio e manutenzione Sia a livello italiano che europeo, i contratti di O&M “omnicomprensivi” di impianti eolici tipicamente non contengono vincoli circa le parti di ricambio utilizzabili nelle attività di manutenzione degli aerogeneratori (componenti nuovi o rigenerati). Gli unici vincoli sono rappresentati dalla garanzia di disponibilità e dal fatto che i componenti principali rientrino nella lista delle marche con cui la turbina è stata certificata (Type Certificate). I contratti di O&M pertanto vengono negoziati sulla base di questi presupposti. Prendendo come esempio un moltiplicatore di giri, occorre considerare che il costo di rigenerazione economicamente sostenibile può arrivare al massimo al 70% del costo a nuovo (per costi superiori non si procede alla riparazione). Considerando che il prezzo medio di un moltiplicatore di giri nuovo per una turbina da 2MW è pari a circa 150.000 – 180.000 Euro, il risparmio che si ottiene con l’utilizzo di un componente rigenerato è conservativamente stimabile in circa 45.000 – 50.000 Euro4. Considerando quanto sopra riportato, limitare la possibilità di parti rigenerate per l’operatore di un impianto eolico ha sicuramente un impatto economico sia sui contratti in essere (che comunque andrebbero rinegoziati) che sui nuovi contratti. L’ impatto economico potrebbe essere tale da non rendere più sostenibili investimenti che in passato erano stati erogati sulla base di modelli economico/finanziari che prevedevano costi di O&M basati sulla prassi industriale in essere. La stessa bancabilità di nuovi progetti potrebbe essere compromessa. 5.2 Flessibilità di intervento da parte degli operatori degli impianti e garanzia di disponibilità dei componenti Interventi di manutenzione straordinaria che richiedono la rimozione a terra di componenti e l’invio a centri specializzati di riparazione, potrebbero portare a tempistiche di fermo macchine di alcune settimane. La sostituzione del componente con ricambi disponibili permette di ridurre considerevolmente il fermo macchina. La disponibilità dei ricambi 4 Fonte: WindPower Monthly e Pöyry PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 9 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA pronti all’uso rappresenta, in questo senso, un elemento cruciale e l’eventuale limitazione al solo utilizzo di parti di ricambio nuove potrebbe creare significativi problemi di fornitura. Occorre inoltre considerare che in alcune situazioni, in particolar modo su impianti eolici che hanno più di 10 anni, l’utilizzo di componenti rigenerati può rappresentare l’unica alternativa in situazioni in cui i componenti risultino fuori produzione oppure la Società fornitrice del componente non risulti più presente sul mercato. La necessità di ricambistica sta diventando sempre più impellente se si tiene conto sia della crescita esponenziale della capacità installata a livello globale che nel 2015 ha raggiunto i 432 GW, che della crescita dell’età media del parco macchine nei mercati maturi. Figura 2 –Capacità eolica installata cumulata a livello globale 500 [GW] 432 400 370 319 283 300 238 198 200 100 159 74 48 59 39 17 24 31 94 121 0 Fonte: GWEC 5.3 Riduzione dell’impatto ambientale L’utilizzo di parti rigenerate rappresenta una strategia collaudata nell’industria manifatturiera al fine di ridurre l’impatto ambientale nel ciclo di vita di un prodotto. “L’Automotive Parts Remanufacturers Association” ha calcolato che l’attività di rigenerazione di componenti permette di risparmiare l’85% dell’energia richiesta per generare un nuovo prodotto. Un elemento significativo è rappresentato dal fatto che l’attività di rigenerazione nel settore automobilistico consente di risparmiare 400 trilioni Btu di energia che rappresentano una quantità di energia sufficiente per alimentare 6 milioni di automobili all’anno5. A questo si aggiunge una riduzione significativa dei rifiuti solidi che si genererebbero da una dismissione sistematica dei componenti guasti. In 5 Fonte: Automotive Parts Remanufacturers Association PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 10 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA componenti caratterizzati da notevoli volumi e dimensioni e caratterizzati dall’utilizzo di materie prime nobili (acciaio, rame, etc.) come le turbine eoliche, questo aspetto assume un peso ancora più rilevante. Nella ricerca “Analysis of the environmental impact on remanufacturing wind turbines” del “Rochester Institute of technology” è stata sviluppata un’analisi dettagliata circa i vantaggi ambientali derivanti dalla rigenerazione dei componenti di turbine eoliche. In particolare, considerando un intervento di rigenerazione generale dei componenti all’interno di una navicella di una turbina eolica, è stato dimostrato che l’utilizzo di parti rigenerate consente di ridurre l’impatto ambientale tra il 50% ed il 90% (a seconda della tipologia di intervento rigenerativo condotto) rispetto all’utilizzazione di componenti nuovi (Si veda la Tabella 1 sottostante). Rigenerazione Sostituzione con nuovi componenti Tabella 1: Impatti ambientali derivanti dall’utilizzazione di nuovi componenti e dalla rigenerazione dei componenti esistenti H [Pt.]* H [%]* Scenario Base: Sostituzione dei componenti all’interno della navicella con componenti nuovi 39,139 100% Scenario 1: intervento con nuovi cuscinetti (generatore, albero di trasmissione e moltiplicatore di giri) ed ingranaggi (moltiplicatore di giri) 19,703 50% Scenario 2: Intervento con rigenerazione dei cuscinetti e degli ingranaggi esistenti 2,937 8% Scenario 3: intervento con nuovi cuscinetti e rigenerazione degli ingranaggi esistenti 10,633 27% Scenario 4: intervento con rigenerazione cuscinetti e con nuovi ingranaggi 12,006 31% Nota alla tabella: risultati SimaPro degli impatti ambientali derivanti dall’utilizzazione di nuovi componenti e dalla rigenerazione dei componenti esistenti, e confronto espresso in termini percentuali (ReCIPe Endpoint). *H Hierarchist perspective. Prospettiva Gerarchica. Il metodo di valutazione di impatto Eco-Indicator 99 tiene anche conto di indicatori culturali. Fonte: Rochester Institute of Technology Lo studio si basa sulla metodologia di ‘Impact Assessment’ ‘Ecoindicator 99’. Sviluppato dal centro CML dell’Università di Leiden (Olanda), rappresenta uno dei sistemi più utilizzati in Europa. L’ ‘Ecoindicator 99’ permette di aggregare in un unico valore (Eco indicator Point ‘Pt’) la valutazione ambientale complessiva. Il metodo esprime gli impatti in tre macro-categorie di danno, connesse ai seguenti aspetti: PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 11 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA Alla Salute umana; Alla qualità degli ecosistemi; Alle risorse. La valutazione del danno nelle tre categorie è poi aggregata, come definito precedentemente, in un unico indice (Eco indicator Point – Pt) che permette di dare un “punteggio” agli scenari. Quanto più elevato è il valore dell’ Eco indicator Point (Pt), tanto maggiore è il danno causato dal processo in esame6. 6 Fonte: EcoDesign ed LCA: aspetti metodologici. Università Bocconi. PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 12 SOSTITUZIONE COMPONENTISTICA ALLEGATO A – BIBLIOGRAFIA Operation and Maintenance Agreement Issues for Wind Turbines_Briefing Note (Clifford Chance_February 2012). “Remanufacturing: An Answer to Global Warming.” An internal White Paper of the Automotive. Spare Part Logistics and Optimization for Wind Turbines - Methods for Cost-Effective Supply and Storage Mattias Lindqvist Jonas Lundin (2010)UPPSALA UNIVERSITET. WEU Onshore Asset Optimisation and Reliability Benchmarking Report 2015. Rochester Institute of Technology_7-30-2012 Analysis of the environmental impact on remanufacturing wind turbines Manuel Sosa Skrainka. Article ‘The gearbox repair market continues to grow’ 25 August 2011 by Sara Knight European Wind Services Study_ Deloitte_2012 World Wind Energy Market Update 2015, published by BTM Consult GWEC_ GLOBAL WIND STATISTICS 2015. EcoDesign ed LCA: aspetti metodologici. Università Bocconi. Andrea Fontanella.15.11.12 PÖYRY MANAGEMENT CONSULTING Anev_Poyry_Sostituzione Componentistica_14032016_V_1.0.docx 13 Pöyry is a global consulting and engineering firm. Our in-depth expertise extends across the fields of energy, industry, transportation, water, environment and real estate. Pöyry plc has almost 5000 experts operating in 50 countries and net sales of EUR 575 million (2015). The company’s shares are quoted on NASDAQ OMX Helsinki (Pöyry PLC: POY1V). Pöyry Management Consulting provides leading-edge consulting and advisory services covering the whole value chain in energy, forest and other process industries. Our energy practice is the leading provider of strategic, commercial, regulatory and policy advice to Europe's energy markets. Our energy team of 200 specialists, located across 14 European offices in 12 countries, offers unparalleled expertise in the rapidly changing energy sector Pöyry Management Consulting Tel: +39 02 3659 6900 www.pöyry.com www.Pöyry.com Pöyry Management Consulting (Italia) Srl Via Francesco Restelli, 3/1 20124 Milano Italy Pöyry Management Consulting (Italia) Srl, Via Francesco Restelli 3/1, 20124 Milano (Italy) Registered in Italy, No. 03357900962 1