Adozione della cogenerazione negli ospedali in attuazione della Legge di stabilità. Applicazione al Nomentana Hospital di Fonte Nuova (RM)

Tesi di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Università di Roma La Sapienza - Paolo Petroni A.A. 2012/13 
 
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capitolo 1 
INTRODUZIONE 
 
 
 
L'individuazione di nuove possibilità di risparmio energetico è un'attività 
creativa, una branca dell'ingegneria per la quale i fondamenti possono essere 
tracciati solo in linea del tutto generale per cui, come noto, non esistono ricette 
universali. Ogni caso è a sé stante, nel senso che solo una profonda ed accurata 
conoscenza di tutti gli impianti coinvolti in una determinata struttura, la 
comprensione del loro funzionamento nonché, ovviamente, una solida 
preparazione di base ed esperienza, possono portare alla definizione dei migliori 
interventi realizzabili in quello specifico caso.  
La gestione dell'energia è il risultato della combinazione di parecchi elementi, 
quali: tecnologia, esperienze, conoscenze, efficienza operativa ed investimenti. 
L'obiettivo in questa sede è la riduzione dei costi attraverso una corretta 
utilizzazione delle risorse. Poiché è prevedibile un aumento del costo di tutte le 
forme di energia e una variazione della disponibilità di molte di esse, occorre 
compiere ogni ragionevole sforzo per ridurre i consumi negli ospedali (annoverati 
fra le entità più energivore del nostro paese e non solo), senza per questo 
compromettere la qualità delle cure sanitarie prestate. 
Il fatto di avere a che fare con degli ospedali si trascina dietro tutta una serie di 
peculiarità. Obiettivo primario di una struttura ospedaliera è ovviamente quello 
di fornire le richieste cure mediche con la migliore qualità possibile, nel minor 
tempo, nelle migliori condizioni ambientali ed umane, con i minori costi, tutto 
questo per 24 ore al giorno e 365 giorni l'anno, senza interruzioni. Nel perseguire 
tale primario obiettivo, almeno fino a non molti anni fa, non ci si è 
tendenzialmente preoccupati del costo energetico, anzi si è avuta l'impressione 
che l'adozione di provvedimenti per ridurre tale costo potesse causare una 
riduzione dello standard generale del servizio medico [33]. L'obiettivo di un 
Energy Manager è invece quello di dimostrare che è possibile eseguire opportuni 
interventi, sia in fase di progetto che in esercizio, per fare funzionare tutti gli 
impianti con la necessaria efficienza e ridurre il consumo di energia, senza 
ridurre l'elevato standard richiesto, o eventualmente, migliorandolo. Deve 
risultare infatti chiaro che ogni euro che viene risparmiato a seguito di un 
miglioramento del rendimento o per riduzione di sprechi, può essere 
vantaggiosamente impiegato per nuove apparecchiature, strumenti, occupazione. 
I consumi finali di energia per gli usi residenziali e per gli altri usi civili (gli 
ospedali rientrano in questa categoria) rappresentano in Italia circa 1/3 dei
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consumi energetici totali  e, con l'avvento di nuove tecnologie, l'andamento è in 
forte e continua crescita.  Le crisi energetiche che si sono verificate recentemente 
a livello globale e che periodicamente ci si trova ad affrontare nei periodi di picco 
della richiesta energetica, hanno messo in evidenza quanto indispensabile sia per 
i moderni sistemi industriali, residenziali, del terziario, la disponibilità di grandi 
quantità di energia in tutte le sue forme e quanto tali sistemi siano vulnerabili. 
Esiste quindi un problema generale dell'energia, che condiziona pesantemente 
tutte le utenze e quindi in modo particolare quella ospedaliera che necessita per 
le sue finalità e particolarità, di significativi e continui conferimenti.   
Fino a qualche tempo fa, alla luce della bassa incidenza della spesa energetica 
all'interno dell'economia complessiva di un'azienda sanitaria (in media nei 
bilanci del Sistema Sanitario Nazionale l'approvvigionamento di combustibile e il 
rifornimento di energia elettrica incidono per circa il 2%), l'azienda stessa poteva 
risultare poco propensa ad interventi migliorativi in questo senso. Si ha in 
generale a che fare cioè con una spesa per l'energia bassa in senso relativo, ma 
decisamente significativa in senso assoluto per il Paese, poiché corrisponde a 
quasi 2 miliardi di euro annui. La tendenza generale verso l'efficientamento 
energetico è però mutata negli ultimi tempi, anche e soprattutto alla luce di 
quanto previsto dalla nuova Legge di Stabilità approvata dal governo Monti lo 
scorso Dicembre 2012. Fra i tanti punti, quello che più qui interessa è che gli 
ospedali devono tagliare la spesa per beni e servizi del 10%, a prescindere dal 
grado di efficienza o di virtuosità che l'ospedale potrebbe aver già raggiunto 
prima dell'approvazione della legge stessa. In questo contesto è chiaro che 
l'efficienza energetica può e deve dare il suo contributo per la copertura di questa 
percentuale, attraverso l'adozione di interventi volti a ridurre gli sprechi e quindi 
ad aumentare l'efficienza degli impianti, senza comportare alcuna diminuzione di 
prestazione da parte dell'ospedale coinvolto. 
 I numerosi impianti, indispensabili per il funzionamento di un moderno 
ospedale, comportano il consumo di rilevanti quantità di energia, sia termica che 
elettrica. I rilievi eseguiti in passato e riportati in letteratura indicano che una 
non indifferente quota parte di tale energia viene perduta, per molte ragioni: 
obsolescenza dei fabbricati e degli impianti, inadeguata scelta o progettazione, 
difetti di gestione, etc. Per avere un'idea della situazione, si pensi che ENEA [32] 
stima che economie del 10÷20% sono mediamente conseguibili con sforzo e 
cambiamenti non eccessivi: risultato pagante che vale la pena ed è doveroso 
tentare di ottenere.  
Riguardo al contesto nel quale si andrà ad operare, considerando i soli 
impianti termici (che, come si vedrà, sono i principali responsabili dei consumi 
energetici e degli sprechi di un ospedale), si consideri che ogni ambiente o zona 
di una struttura ospedaliera richiede normalmente la presenza ed il corretto
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funzionamento di impianti cosiddetti "di benessere", che a seconda delle 
caratteristiche possono assumere la forma di impianti di riscaldamento, 
condizionamento, ventilazione, ovvero combinazioni di impianti stessi. Questi 
impianti debbono funzionare in modo da garantire il mantenimento delle 
condizioni di benessere, stabilite in sede di progetto. Per avere un'idea della 
complessità del sistema, si pensi che nell'ambito dell'ospedale si possono 
considerare in prima battuta 4 differenti aree principali, in relazione alle 
caratteristiche di utenza degli ambienti che fanno parte delle aree stesse: 
 
 aree senza la presenza di pazienti, occupate solamente durante le ore di 
lavoro (lavanderia, cucina, sterilizzazione, uffici, negozi, officine, 
mensa, laboratori). In queste zone nelle ore notturne gli impianti 
possono essere messi fuori servizio e la priorità di distribuzione è bassa; 
 aree con presenza di pazienti nelle ore diurne, senza cura intensiva 
(fisioterapia, piscina, radiologia, ambulatori). Si può prevedere 
un'attenuazione degli impianti durante le ore notturne e la priorità di 
distribuzione è media; 
 aree con presenza continua di pazienti, non in cura intensiva (camere 
da letto, servizi). Valgono le stesse considerazioni di cui sopra; 
 aree con presenza di pazienti in cura intensiva (cure intensive, chirurgia 
e parto, nursery). Qui si deve assicurare il massimo comfort 24 ore al 
giorno, tutti i giorni dell'anno e la priorità di distribuzione è 
evidentemente alta. 
 
Tutto questo dimostra come sia complesso gestire il funzionamento degli 
impianti e come sia ancor più difficile valutare interventi di miglioramento 
dell'efficienza in un contesto così vario ed articolato. 
 
Detto ciò, questa tesi si occupa proprio di efficienza energetica negli ospedali, 
una materia non più giovanissima e pressoché sterminata, come asserito da molti 
degli autori citati in bibliografia. Ma, come già accennato, il contesto in cui 
questa trova spazio è decisamente attuale: la Legge di Stabilità del governo 
Monti. La seguente trattazione, fra gli infiniti provvedimenti di efficienza 
energetica proponibili per una struttura ospedaliera, considera quello che è forse 
il più drastico: l'intervento diretto sulle metodologie di generazione di energia 
elettrica e termica, cioè l'installazione di un impianto di cogenerazione.  
La motivazione è presto detta: la conoscenza dettagliata di tutti gli impianti 
tecnici presenti in un ospedale e del loro modus operandi richiederebbe anni di 
studi e di lavoro, un tempo improponibile se rimaniamo nell'ambito di una tesi di
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laurea. Perciò si è deciso, in base ai reali consumi energetici di una reale struttura 
ospedaliera, di andare a valutare uno degli interventi, appunto, fra i più forti, e 
stimare i benefici conseguibili nel contesto delineato dalla legge in esame. 
La struttura sanitaria scelta è il Nomentana Hospital di Fonte Nuova (RM). 
Questa preferenza è stata dettata, oltre che da immediate comodità logistiche, 
dal fatto che nessun altro aveva prima d'ora condotto uno studio di questo genere 
per questo complesso, che consta di una spesa energetica annuale considerevole, 
come si vedrà nel capitolo 5. 
 
Questo, in breve, è il contenuto dei capitoli che seguiranno: 
 
 capitolo 2, Normativa di riferimento. Si propone una panoramica generale 
e non esaustiva delle principali norme riguardanti il settore sanitario e la 
cogenerazione, con particolare attenzione agli incentivi previsti per gli 
impianti di cogenerazione ad alto rendimento;  
 capitolo 3, La situazione energetica degli ospedali. In base a dati statistici, si 
individuano i maggiori centri di consumo all'interno di una struttura 
ospedaliera e il relativo peso percentuale sui consumi totali, le forme di 
energia movimentate e le quantità di riferimento riferite all'unità di posti 
letto, superficie e volume; 
 capitolo 4, La cogenerazione. Si presentano le definizioni generali e i campi 
di applicazione della cogenerazione, uniti a brevi cenni storici, bilanci 
energetici principali e motivazioni dell'importanza dell'utilizzo della 
cogenerazione negli ospedali; 
 capitolo 5, Studio di fattibilità per un impianto di cogenerazione al 
Nomentana Hospital. È la parte più corposa ed importante di questa 
trattazione. Si proporranno 2 ipotesi di installazione di 2 diversi impianti 
di cogenerazione al Nomentana Hospital, si presenterà uno studio di 
fattibilità dettagliato con consumi e relativi costi valutati per ogni diverso 
mese dell'ipotetico anno di entrata in esercizio dell'impianto proposto, con 
relativi flussi di cassa attualizzati e calcolo del numero di Certificati 
Bianchi conseguibili, chiuderà il capitolo uno studio approfondito della 
bolletta dell'energia elettrica; 
 capitolo 6, Il contesto: la legge di stabilità 2013. Come accennato, questa 
legge prevede delle restrizioni ben precise per le strutture ospedaliere 
nazionali, in particolare concernenti tagli ingenti alle spese di acquisto di 
beni e servizi. Si andrà a calcolare dunque quanto il risparmio energetico 
conseguito in base allo studio di fattibilità di cui al capitolo precedente 
possa andare ad aiutare in questo contesto.
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capitolo 2  
NORMATIVA DI RIFERIMENTO 
 
 
 
Verrà presentata di seguito una panoramica generale delle leggi e delle norme 
di riferimento italiane ed europee più importanti riguardanti le strutture 
ospedaliere, la situazione tecnico-economica del contesto energetico e la 
cogenerazione.  
 
 
2.1 - La responsabilità della gestione dell'energia 
 
La complessità degli impianti e dei servizi esistenti in un moderno ospedale, 
l'impegno di personale addetto alla gestione e manutenzione degli impianti 
stessi, il costo in termini sia monetari che di tempo, rendono indispensabile 
l'esistenza e la funzionalità di un servizio di Energy Management dotato di 
personale qualificato e dei necessari mezzi tecnici e finanziari, nonché dei poteri 
per studiare, organizzare e portare avanti i programmi finalizzati al risparmio e 
alla razionalizzazione dell'impiego dell'energia. 
La Legge n°10/91 ha istituito la figura dell'Energy Manager, obbligatorio, in 
particolare, per quegli ospedali che hanno avuto nell'anno precedente un 
consumo complessivo di energia primaria superiore a 1000 TEP (tonnellate 
equivalenti di petrolio). In quest'ultima valutazione devono essere compresi i 
quantitativi di combustibile e di energia elettrica effettivamente consumati, 
tenendo conto dei dati riportati di seguito. 
 
Tabella 2A - Equivalente energetico di alcuni prodotti combustibili. Fonte: ENEA [33] 
 
Gasolio 1 t = 1,08 TEP 
Olio combustibile 1 t = 0,98 TEP 
Gas di petrolio liquefatti (GPL) 1 t = 1,10 TEP 
Benzine  1 t = 1,20 TEP 
Carbon fossile 1 t = 0,74 TEP 
Carbone di legna 1 t = 0,75 TEP 
Antracite e prodotti antracinosi 1 t = 0,70 TEP 
Legna da ardere 1 t = 0,45 TEP 
Lignite 1 t = 0,25 TEP 
Gas naturale 1000 m
3
 = 0,82 TEP 
Energia elettrica (alta o media tensione) 1 MWh = 0,23 TEP 
Energia elettrica (bassa tensione) 1 MWh = 0,25 TEP
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La mancata nomina di un Energy Manager è punita dalla stessa Legge con 
penali e sanzioni. Per quanto riguarda il limite di energia primaria consumata, è 
interessante sottolineare come l'ENEA [33] faccia notare che più del 70% degli 
ospedali in Italia si trovi al di sotto del valore limite di 1000 TEP/anno. Per quanto 
riguarda il Nomentana Hospital, si ha a che fare con poco meno di 400 TEP 
annue. 
La stessa Legge 10/91, stabilisce che il tecnico responsabile per la conservazione 
e l'uso razionale dell'energia svolga le seguenti funzioni: 
 
 individuazione delle azioni, degli interventi, delle procedure e di quanto 
altro necessario per promuovere l'uso razionale dell'energia; 
 predisposizione dei bilanci energetici in funzione anche dei parametri 
economici e degli usi energetici finali; 
 predisposizione dei dati energetici eventualmente richiesti da organi di 
competenza. 
 
Nel responsabile per la conservazione e l'uso razionale dell'energia si configura 
quindi un professionista con funzioni di supporto al decisore in merito al miglior 
utilizzo dell'energia nella struttura di sua competenza, non avendo peraltro 
responsabilità in merito all'effettiva attuazione delle azioni e degli interventi 
proposti, ma solo in merito alla validità tecnica ed economica delle opportunità 
di intervento individuate.  
Nella maggior parte dei casi, i programmi di risparmio energetico possono 
migliorare le condizioni ambientali producendo un risparmio di energia e di 
denaro. Le azioni che è possibile eseguire in attuazione di questi programmi di 
Energy Management ricadono essenzialmente nelle seguenti 3 categorie [33]: 
 
 interventi di manutenzione, a costo praticamente nullo, che possono 
portare a risparmi di energia primaria consumata dell'ordine del 15%; 
 interventi che richiedono limitati costi di investimento, con potenziale 
risparmio del 10÷15%; 
 interventi che richiedono considerevoli costi di investimento, con 
potenziale di risparmio fino al 15÷20%, in relazione al tipo e all'estensione 
dell'intervento considerato.