Business plan

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Produzione di calore con scarica elettrica.

Utilizzo del calore creato da una scarica elettrica per provocare la scissione termica dell'acqua con conseguente combustione dell'idrogeno e dell'ossigeno prodotti dalla dissociazione termica.

ANTONIO FACCIN

BUSINESS PLAN

Indice:

Capitolo 1 L'idea imprenditoriale pagina 3

Capitolo 2 Il prodotto pagina 3

Capitolo 3 Il mercato pagina 10

Capitolo 4 La struttura aziendale pagina 14

Capitolo 5 Gli obiettivi di breve e medio / lungo periodo pagina 15

Capitolo 6 Punti di forza e di debolezza del progetto pagina 16

Capitolo 7 L'analisi economico finanziaria pagina 17

Capitolo 1 L'idea imprenditoriale:

L'impresa che ci si presta a fondare si propone la realizzazione e commercializzazione dell'idea rivolta ad un sistema atto a produrre energia termica ad alta efficienza e con impatto ambientale tendente a zero. Il progetto prevede l'istituzione di un gruppo ingegneristico che studi nei minimi particolari le caratteristiche meccaniche e fisiche di un impianto a tenuta stagna che consenta di ottenere la dissociazione termica dell'acqua operando in modo simile a quello già utilizzato nelle fornaci per la produzione dell'acciaio.
L'impresa si pone nel settore energetico e più precisamente nel settore della produzione di calore. La costituenda società è un'azienda innovativa e precisamente una start-up costituita in forma di SRL a socio unico.
È inizialmente finanziata da un gruppo di famigliari e amici che sono attratti dall'idea di poter dare una mano in campo ecologico per attuare un sistema energetico compatibile con l'ambiente e contemporaneamente per ottenere un profitto dall'investimento fatto.

Capitolo 2 Il prodotto:

CAMPO TECNICO

L'invenzione fa riferimento al campo della tecnica rivolta alla produzione di calore con metodologia sostenibile e rispettosa dell'ambiente. Ad essa è possibile associare sistemi per la produzione di energia elettrica e/o per la produzione di idrogeno.

ARTE NOTA

Al momento non esiste alcuna proposta tecnologica che preveda l'uso della scarica elettrica per produrre calore da utilizzare esternamente all'impianto stesso. L'unico impiego della scarica elettrica ad oggi conosciuto per produrre calore è quello utilizzato nelle fonderie per la produzione dell'acciaio.

ESPOSIZIONE DELLA PROPOSTA

La tecnologia proposta è raffigurata come fornace a tenuta stagna rappresentata graficamente dal seguente disegno e del quale si fa riferimento nel proseguo della descrizione.

Il potenziale elettrico per generare le scariche elettriche è fornito con il trasformatore trifase (E) e trasmesso ai tre elettrodi (D). Le scariche prodotte si propagano verso il fondo della fornace dove è presente dell'acciaio che funge da elettrodo come centro stella del sistema trifase. In pre-accensione si immette nella fornace dell'acqua. Durante l'accensione, con il riscaldatore a induzione (T) si riscalda l'acqua della serpentina (A) e si ottiene la vaporizzazione dell'acqua precedentemente immessa nella fornace. Il vapore d'acqua si polarizza per effetto dell'alta tensione presente tra gli elettrodi (D) e l'acciaio sul fondo innescando le scariche elettriche. Quando l'acciaio viene raggiunto dalle scariche elettriche con temperatura di 10.000°C si riscalda e fonde.

Nel punto esatto dove avviene la scarica elettrica (10.000°C) la temperatura dell'acciaio fuso è molto più alta di quella media all'interno della fornace. Il vapore d'acqua a contatto con questa parte d'acciaio raggiunge e supera la temperatura di scissione termica dell'acqua (3.700°C) e si scinde in elettroni di idrogeno e ossigeno secondo la reazione (H2O → H2 + ½O2).

La vicinanza delle scariche elettriche ai due gas prodotti dalla scissione ne provoca l'immediata combustione sviluppando calore. La combustione produce nuovamente vapore d'acqua che si espande nella fornace alla temperatura media interna precedentemente prefissata. Questo processo si ripete continuamente fino a che continuano le scariche elettriche. L'unico prodotto che si genera con l'intera reazione è il calore generato dalla combustione di idrogeno / ossigeno formatisi con la scissione termica del vapore d'acqua.

Per asportare questo calore dalla fornace si pone al suo interno una serpentina (A) in acciaio a base di nichel le cui caratteristiche meccaniche rimangono stabili anche con temperature superiori ai 1.500°C. In detta serpentina, disposta su tutta la superficie interna della fornace, circola dell'acqua che, oltre a proteggere termicamente le pareti della fornace, riscaldandosi diventa vapore a 1.500°C. Il calore assorbito dalla fornace attraverso la serpentina (A) viene trasmesso ad uno scambiatore (L) per poi essere utilizzato con le più disparate attività esterne. In uscita dallo scambiatore (L) il vapore, tornato allo stato d'acqua, viene mandato ad un serbatoio (F) per l'accumulo dell'acqua da riutilizzare con il sistema di raffreddamento della fornace sopra descritto.

La serpentina (A) è a diretto contatto con la parete interna (B) che è composta da carbo-nitruro d'afnio (Hf CN) il quale, oltre ad assicurare la tenuta stagna della fornace, garantisce anche un'ottima resistenza termica nonostante le alte temperature presenti all'interno della fornace. Il carbo-nitruro d'afnio è un prodotto di nuova realizzazione con elevata conducibilità termica, resiste all'ossidazione e possiede il punto di fusione più alto tra tutti gli elementi noti (circa 4.200°C).

La parete esterna della fornace (C) è invece realizzata con materiale a base di silice che garantisce un buon isolamento termico dell'impianto verso l'ambiente esterno.

Per evitare le alte pressioni che si verificherebbero durante l'accensione all'interno della fornace per effetto dell'aumento di temperatura dell'aria presente, bisogna seguire le seguenti procedure:

Prima di innescare le scariche elettriche bisogna togliere completamente l'aria presente nella fornace con l'attivazione della pompa di aspirazione aria (I) e l'apertura della valvola (J). Raggiunto il vuoto assoluto misurato con il vuotometro (P) si chiude la valvola (J) e si ferma la pompa (I). Poi, in base al volume interno della fornace, agendo sulla valvola (N) si immette una quantità di acqua distillata misurata con il contatore (M). Tale quantità viene definita dal volume interno della fornace e deve far riferimento al volume raggiunto dall'acqua quando sarà completamente evaporata ed avrà raggiunto la temperatura di esercizio prefissata. L'algoritmo deve prevedere, al raggiungimento della temperatura media prevista, una leggera depressione all'interno della fornace. Messa l'esatta quantità di acqua si procede all'avviamento della struttura. Con il riscaldatore (T) si riscalda l'acqua che circola all'interno della serpentina (A) in modo di provocare l'evaporazione dell'acqua precedentemente immessa. Con l'accensione del trasformatore (E) il vapore d'acqua si polarizza e si attivano le scariche elettriche tra i tre elettrodi (D) e il metallo presente sul fondo interno della fornace. All'innesco delle scariche si toglie il riscaldamento dell'acqua disattivando il riscaldatore (T). L'acqua precedentemente immessa, diventata vapore, è a diretto contatto con l'acciaio e man mano che la temperatura aumenta per effetto delle scariche elettriche, il metallo si fonde. Con l'aumentare della temperatura media all'interno della fornace il vapore si espande fino al raggiungimento della temperatura precedentemente prefissata. Per ottenere un alto valore in efficienza si ipotizzano 3.000°C come per le fonderie di produzione dell'acciaio. Per mantenere costante tale temperatura bisogna agire sulla valvola (H) e regolare la portata dell'acqua di raffreddamento proveniente dalla pompa (G). Si mantiene così il valore di depressione precedentemente definito che è anche funzione della temperatura media all'interno della fornace. Per la regolazione della portata massica dell'acqua nella serpentina (A) si rileva la temperatura con un pirometro ottico (O) che, con il relativo tester (Q), fa aprire o chiudere la valvola di regolazione (H) e fa aumentare o diminuire la portata d'acqua di raffreddamento. Il calore prodotto dalla combustione viene quindi asportato dalla fornace e messo a disposizione di utenze esterne.

Quando si intende fermare il processo, prima di togliere le scariche elettriche, bisogna immettere nella fornace dell'aria con l'attivazione del compressore (R) e l'apertura della valvola (S). In questo modo si ottiene una lieve pressurizzazione della fornace e, con l'apertura di una apposita valvola (K), si espelle il vapore d'acqua in essa presente. Terminata l'operazione di espulsione dell'acqua è possibile fermare le scariche elettriche e arrestare l'acqua di raffreddamento con la fermata della pompa (G) e la chiusura della valvola (H). La fornace torna così a trovarsi nelle stesse condizioni in cui si trovava prima dell'avviamento.

EFFETTI VANTAGGIOSI

I vantaggi offerti dalla proposta sono definiti dal fatto che il calore prodotto non comporta alcun inquinamento esterno all'impianto. L'unico prodotto della reazione interna è il calore che viene asportato e messo a disposizione per utilizzo esterno. All'interno della fornace la reazione è a ciclo chiuso in quanto il vapore d'acqua presente nei pressi della scintilla a contatto con il metallo fuso si scinde continuamente in idrogeno e ossigeno, si incendia e torna allo stato di vapore d'acqua. Attualmente non esistono impianti di produzione termica che non emettano prodotti inquinanti verso l'ambiente esterno.

DESCRIZIONE DEL DISEGNO

L'impianto è sinteticamente raffigurato con il disegno sopra riportato ed è composto da:

Serpentina di raffreddamento distribuita su tutte le pareti interne della fornace atta ad assorbire e trasferire all'esterno il calore prodotto nella fornace;
Parete interna in carbonitruro d'afnio (Hf CN) resistente a temperature fino a 4.200°C. La parete si trova ad una temperatura inferiore a quella media nella fornace perché protetta dalla serpentina di raffreddamento (A). La sua conformazione consente anche la tenuta stagna della fornace;
Parete esterna in materiale a base di silice atta ad isolare termicamente la fornace con l'ambiente esterno;
Tre elettrodi di grafite che con l'energia fornita dal trasformatore (E) provocano le scariche elettriche all'interno della fornace;
Trasformatore elettrico trifase che alimenta i tre elettrodi di grafite (D);
Serbatoio contenente l'acqua distillata da utilizzare con la serpentina (A) per il raffreddamento della fornace;
Pompa che aspira l'acqua dal serbatoio (F) ed alimenta la serpentina (A);
Valvola per la regolazione di portata massica dell'acqua nella serpentina (A) che consente il mantenimento costante della temperatura media nella fornace;
Pompa pneumatica usata per l'estrazione dell'aria presente all'interno della fornace prima di inizio del ciclo;
Valvola di chiusura atta a mantenere il vuoto assoluto all'interno della fornace prima dell'avviamento;
Valvola utilizzata per scaricare a fine esercizio il vapore d'acqua presente nella fornace;
Scambiatore di calore, a servizio di utenze esterne, la cui condensa viene recuperata e stoccata nel serbatoio (F);
Misuratore volumetrico dell'acqua distillata da immettere nella fornace fredda prima dell'accensione;
Valvola di regolazione dell'acqua distillata da immettere nella fornace e quantificabile con il contatore (M);
Pirometro ottico atto a rilevare la temperatura del vapore di raffreddamento in uscita dalla fornace;
Vuotometro per la misura del valore di depressione all'interno della fornace;
Tester collegato al pirometro ottico (O) atto comandare la valvola (H) di regolazione della portata massica dell'acqua di raffreddamento;
Compressore per l'immissione dell'aria all'interno della fornace prima dello spegnimento;
Valvola di immissione dell'aria nella fornace durante la fase di spegnimento;
Riscaldatore a induzione che durante la fase di accensione consente di riscaldare l'acqua presente nella serpentina (A) e provoca l'evaporazione dell'acqua immessa precedentemente all'interno della fornace.

UTILIZZO DELL'INVENZIONE IN CAMPO INDUSTRIALE

La fornace proposta, che produce calore ad alta temperatura e non emette alcun inquinante, può essere utilizzata in molteplici applicazioni e sostituire i combustibili fossili ad oggi altamente diffusi e molto inquinanti.

A titolo di esempio, il calore sottratto può essere usato per produrre energia elettrica con impianti di tipo combinato composti da turbina a gas e turbina a vapore. Il disegno 2 rappresenta i principali componenti di detto ciclo combinato:

L'aria ambiente (AS) viene aspirata, compressa con il compressore (C) e poi riscaldata con lo scambiatore di calore (RF) utilizzando il calore sottratto dalla fornace. Raggiunta la temperatura prefissata, l'aria compressa viene mandata in turbina (T) dove produce l'energia meccanica richiesta dal compressore (C) e l'energia elettrica prodotta con il generatore (G1). Entrambi le parti di impianto (C) e (G1) sono coassiali alla turbina (T). L'aria in uscita dalla turbina ha ancora un valore di temperatura elevato e la si utilizza per riscaldare l'acqua demineralizzata con il riscaldatore (RV) per renderla vapore surriscaldato. L'aria in uscita dalla parte d'impianto del ciclo turbina a gas nel punto (AC) rimane così raffreddata e può essere emessa in ambiente senza che possa produrre problematiche ambientali.

Il vapore surriscaldato prodotto in (RV) entra nella turbina a vapore (TV) dove, attraverso il generatore (G2) assiale alla turbina, produce energia elettrica. All'uscita della turbina (TV) il vapore a bassa temperatura entra nel condensatore (CO) e torna allo stato liquido. La pompa di alimento (PA) provvede a mandare nuovamente l'acqua al riscaldatore (RV) producendo nuovamente vapore surriscaldato.

Un altro esempio di come utilizzare il calore sottratto dalla fornace è per produrre idrogeno e ossigeno in un impianto termochimico quale il ciclo Zolfo – Iodio. In esso è possibile ottenere la dissociazione dell'acqua con temperature relativamente basse. Il ciclo graficamente descritto nel disegno 3 si compone principalmente di tre reazioni chimiche nelle quali vengono ciclicamente rigenerati gli acidi solforico e iodidrico.

Dettagliatamente si articola nelle seguenti fasi:

Nello scambiatore 1 avviene la prima reazione di tipo endotermico con l'utilizzo, nel nostro caso, del calore sottratto dalla nostra fornace. È una reazione termica che avviene a circa 850°C dove l'acido solforico (H2SO4) viene decomposto in biossido di zolfo (SO2), ossigeno (O2) e acqua (H2O):

H2SO4 > SO2+½O2+H2O;

Nello scambiatore 2 avviene la seconda reazione denominata reazione Bunsen di tipo esotermico a circa 80°C. In essa il biossido di zolfo (SO2) generato nella prima reazione viene fatto reagire con lo iodio (I2) e con l'acqua (H2O) per rigenerare sia l'acido solforico (H2SO4) che l'acido iodidrico (HI) e per liberare l'ossigeno (O2) generato con la prima reazione:

2H2O+I2+SO2 > H2SO4+2HI;

Nello scambiatore 3 avviene un'altra reazione di tipo endotermico a circa 500°C dove l'acido iodidrico (HI) viene decomposto in idrogeno (H2) liberato dal ciclo e iodio (I2) utilizzato nella seconda reazione:

2HI > H2+I2.

Sommando le tre reazioni si ottiene la scissione termochimica dell'acqua con produzione e prelievo dal sistema di idrogeno e ossigeno molecolari. L'unico reagente aggiunto nel processo è l'acqua mentre le altre sostanze costituiscono prodotti intermedi che si modificano e che ritornano allo stato iniziale.

Capitolo 3 Il mercato:

Le prospettive di mercato offerte dal sistema sopra descritto sono infinite. Ad iniziare dall'attuale situazione ambientale globale alquanto complessa che necessita di un importante intervento di modernizzazione ed è accompagnato da una diffusa sensibilità ecologica. Per contrastare i cambiamenti climatici il parlamento europeo ha approvato la Legge europea sul clima, che innalza l'obiettivo di riduzione delle emissioni nette di gas serra di almeno il 55% entro il 2030. Per raggiungere il suo obiettivo climatico ha elaborato un ambizioso pacchetto legislativo noto come "Pronti per il 55%". Con esso prevede un taglio delle emissioni nei trasporti, una riduzione delle emissioni nel settore energetico, l'istituzione di una tassa sul carbonio e riduzione dei gas serra oltre la CO2. Per raggiungere detto obiettivo climatico l'UE ha proposto un nuovo fondo sociale per il clima in modo di assegnare finanziamenti specifici agli stati membri ed aiutare i cittadini a investire nell'efficienza energetica. Il fondo sociale per il clima sarebbe finanziato agli stati membri per il periodo 2025-2032 per un importo di 72,2 miliardi di € e propone di ricorrere a finanziamenti nazionali analoghi mobilitando così un fondo di 144,4 miliardi di €.

In base a queste premesse è possibile trarre le seguenti considerazioni:

La società moderna ha enorme bisogno di energia e siccome la richiesta energetica tende al rialzo, è assolutamente necessario trovare delle soluzioni che rispondano a tali necessità. La responsabilità ecologica che si sta diffondendo a livello globale consente di porre la proposta oggetto del presente business plan in un contesto positivo. Al momento non esistono aziende che propongono la produzione di calore attraverso la dissociazione termica dell'acqua. Alcune sperimentazioni sono state fatte da ENEA utilizzando in calore prodotto con pannelli solari.
La produzione di sistemi per la produzione di calore in diverse taglie di potenza può consentire un importante diffusione di vendita sia a livello di industria, di quartiere, di palazzo o anche a livello singolo domestico. Potenzialmente si affaccia un mercato capillare volto all'installazione d'impianti per la produzione di energia termica che consentano in loco la produzione di energia elettrica per l'auto alimentazione e l'utilizzo dell'energia in eccesso per la produzione e l'accumulo di idrogeno quale combustibile ecologico e disponibile per le varie tipologie di trasporto. È prevedibile un mercato per la vendita degli impianti proposti che si possa attestare nei primi 5 anni di attività dell'impresa tra 50 e 60 apparati. Nel prossimo futuro bisogna passare ad un sistema di distribuzione capillare dell'idrogeno e, con l'impianto proposto, produrre contemporaneamente energia elettrica e idrogeno. Tale prodotto è destinato a sostituire fisicamente gli impianti di riscaldamento domestico e quindi attestarsi in una produzione annua Italiana di circa 7.000 pezzi (fonte studio statistico Assotermica). Facendo un rapporto di sovrapposizione, a livello europeo ci si affaccia ad un mercato di circa 35.000 impianti / anno.
La costituenda società è una azienda di progetto che non ha concorrenti per la produzione di sistemi ad energia termica per produzione di idrogeno. Terminata la fase progettuale, la struttura aziendale che nel frattempo sarà cresciuta, potrà iniziare a produrre in proprio le fornaci con scarica elettrica. Certamente i grandi gruppi industriali saranno attratti dall'idea ma soprattutto dal mercato e cercheranno di impossessarsi del progetto. I concorrenti che potrebbero cercare di impossessarsi del progetto sono alcuni tra i maggiori costruttori di sistemi per la produzione dell'energia: Alstom Power Italia, Ansaldo Energia, General Electric, Siemens, Rolls Royce, Power Sistems, Solar Turbines, Man Cryo Star, Opra, Vericor, Reftec ecc. Al momento in Italia i principali concorrenti che possono essere interessati ad impossessarsi del progetto sono Alstom, Power Italia e Ansaldo Energia. Per evitare competizione e/o utilizzo improprio dell'idea, la novità deve essere comunicata in modo sintetico agli addetti ai lavori. Nel caso in cui una società esprima interesse alla collaborazione si può procedere con lettera di intenti e, in un secondo tempo, con atto ufficiale per eventualmente rilasciare l'esclusività territoriale all'utilizzo del brevetto di invenzione
Le forniture per la produzione delle fornaci con scarica elettrica e degli impianti connessi devono essere riferite a ditte che trattano metalli speciali resistenti alle alte temperature e alla corrosione dei componenti acidi del ciclo zolfo iodio. Tali ditte devono fornire tutto il materiale per la costruzione della fornace ed eseguire i lavori con estrema precisione in base ai disegni che vengono dati loro. Tutto il materiale può essere assemblato dalle stesse imprese fornitrici oppure essere consegnato a ditte specializzate in assemblaggio di apparecchiature termiche. Gli scambiatori termici devono essere forniti da ditte specializzate per tale attività e devono garantire un'efficienza tendente al 100%.
In un primo momento la nascitura impresa viene supportata dal fondatore che mette a disposizione un capitale di 10.000€. Un'altro finanziamento è messo a disposizione in uguale misura da amici e parenti che finanziano l'impresa con altri 10.000€ in quanto ritengono valida la proposta e sono fiduciosi di ottenere in futuro un riscontro finanziario positivo. In un secondo momento i partner devono essere cercati con percorsi esterni ai mercati proponendo finanziamenti a rischio attraverso i Corporate Ventur Capital (CVC). Utilizzando il piano aziendale si cerca di convincere banche, investitori e altri contatti chiave a supportare lo sviluppo della startup innovativa. Oltre agli investitori tradizionali, si possono cercare partner internazionali e chiedere dotazione finanziaria all'Europa attingendo dal fondo "Pronti per il 55%". I costi di produzione delle fornaci e relativi scambiatori di calore sono diversificati in base alla potenza richiesta dal cliente e riassunti con la seguente tabella:

COSTI DI PRODUZIONE

numero utenti

potenza in KW

costo impianto €

Utenza domestica singola

6.800

Utenza di condominio

100

25.000

Utenza industriale

1.000

65.000

Utenza di quartiere

1000

2.000

120.000

La figura 4 rappresenta in forma grafica la variazione di costo per la produzione della fornace e impianti connessi riferita alla potenza generata:

Siccome la costituenda società si rivolge all'industria e al privato che intendano sostituire con fornace e annessi il vecchio impianto di produzione dell'energia elettrica o il vetusto impianto di riscaldamento, il mercato è preferibilmente rivolto a clienti interessati al sistema con una potenza di 100KW. Tale tipologia ha un costo per la fabbricazione di 25.000€/cad. e può essere messo sul mercato a 100.000€/cad. I clienti saranno messi in grado di utilizzare in proprio l'idrogeno prodotto o di accumularlo e venderlo ai distributori di combustibile autorizzati alla vendita dell'idrogeno.

La risposta persuasiva per i futuri clienti è che il progetto viene reso competitivo dalla dimostrazione visiva fatta con un simulatore e prototipo che dimostri l'importante efficienza d'impianto con contemporanea produzione di energia elettrica idrogeno e ossigeno a costo pressoché nullo. È importante far conoscere e pubblicizzare attraverso i media la novità energetica in campo ecologico e la convenienza economica per coloro che investono con l'acquisto del nuovo prodotto.

Capitolo 4 La struttura aziendale:

La società viene insediata sul territorio nazionale. In un primo tempo la sede è posta presso la residenza del fondatore. In un secondo momento sarà utilizzata una sede scelta tra le società che si faranno promotrici nel proporre la propria sede.
Il piano di investimenti prevede di utilizzare in prima fase i capitali sopra menzionati di 20.000€ e messi a disposizione dal fondatore e da amici e parenti. Durante tale periodo dovrà essere sviluppato il prototipo dal gruppo ingegneristico sopra descritto e retribuito con contratto d'incarico o in alternativa da quote in stock option. Con questi primi fondi è anche possibile formalmente costituire e contestualmente dare inizio all'attività con l'iscrizione nella sezione speciale del registro delle imprese quale start-up innovativa. Deve essere formalizzato il sito internet della società dove bisogna riportare dettagliatamente le spese in attività di ricerca e sviluppo che la start-up innovativa intende sostenere nel primo anno di esercizio. Nel frattempo si inizia la ricerca di investitori rivolgendosi a Angels, Incubatori e Micro-seed capital e si cercano partner internazionali per poter chiedere dotazione finanziaria all'Europa attingendo dal fondo "Pronti per il 55%". A partire dal secondo anno si inizia la produzione degli impianti di media taglia. Ne consegue la necessità di dover ordinare il materiale ai fornitori scelti precedentemente. Per svolgere l'attività e necessario attrezzare un capannone a magazzino dove riporre il materiale, un laboratorio per l'assemblaggio dei componenti, un ufficio completo di attrezzature e personale amministrativo e commerciale.
La costituenda società è un'azienda di progetto. E' una start-up innovativa costituita in forma di SRL a socio unico dove il titolare è il soggetto giuridico di riferimento. Non comporta costi iniziali e prevede la sola apertura di partita IVA. Si è però tenuti a emettere fatture, a compilare i registri contabili, a rispettare le detrazioni che riguardano le operazioni soggette a imposta, a effettuare la liquidazione e il versamento dell'IVA, provvedere a dichiarazione dei redditi annuale. Tutte queste attività sono svolte dal titolare con la collaborazione degli sponsor fondatori che prevedono la retribuzione con stock option detraibili dal capitale d'impresa.

Capitolo 5 Gli obiettivi di breve e medio / lungo periodo:

Come già accennato, nel breve periodo di circa 1 anno, si prevede di realizzare in un primo momento il simulatore d'impianto e quindi la costruzione del prototipo in modo di dimostrare praticamente le performances del progetto. Durante questa fase non ci sono vendite e tutta l'attività deve essere sostenuta con il capitale versato dai fondatori e da altri partner attraverso partecipazioni private, Corporate Ventur Capital o prestiti ottenuti da banche. Terminati il simulatore e il prototipo, lo si pubblicizza su media e internet. Per rendere meglio attraente il prodotto si può proporre facilitazioni d'acquisto con sconti, vendite rateali, offerte di prestiti speciali da concordare con le banche. In un primo momento il pubblico sarà incuriosito e anche attratto dalla possibilità di produrre in proprio calore energia elettrica e idrogeno e, con proposta di facilitazioni per l'acquisto, automaticamente il mercato risponderà in modo positivo con l'acquisto dei nuovi sistemi in sostituzione dei vecchi impianti di climatizzazione. È anche possibile formalizzare Joint Ventur con fabbricatori di automobili per incentivare la produzione di auto ibride o elettriche alimentate a idrogeno con celle a combustibile.

Capitolo 6 Punti di forza e di debolezza del progetto:

I punti di forza del progetto è l'innovazione che il prodotto produce nel sistema energetico globale consentendo di ridurre le emissioni specifiche di CO2. Si può affermare che la sua realizzazione produce una rivoluzione del sistema energetico in quanto consente, attraverso l'idrogeno prodotto e messo sul mercato da privati, di immagazzinare senza limiti grandi quantità di energia. L'energia elettrica come tale non è accumulabile se non in piccole quantità per cui è difficile attuare un mercato di mobilità utilizzando la sola energia elettrica. Il sistema proposto, invece, consente accumulo - distribuzione su larga scala dell'idrogeno quale combustibile del futuro e offre un nuovo slancio alle ditte produttrici di automobili poiché la distribuzione capillare dell'idrogeno prodotto e messo sul mercato dai privati lo elegge a principale combustibile per trazione. Con esso si ottiene una sostanziale riduzione delle emissioni in atmosfera di CO2, di NOX e di particolato e si consente l'abbattimento di gran parte dell'inquinamento atmosferico specialmente nelle città.

La principale debolezza del progetto consiste nel fatto che non c'è alcuna esperienza industriale di dissociazione termica dell'acqua ma, come detto sopra, esistono solo delle sperimentazioni con risultato positivo che però non hanno avuto sviluppo industriale. Sarà nostra cura applicare le esperienze di sperimentazione fatte dal team di ENEA Casaccia per attuare un sistema industriale di dissociazione termica dell'acqua.

Un'altro punto debole del progetto è quello di dover convincere l'acquirente che l'idrogeno prodotto a titolo gratuito può essere accumulato in serbatoi o bombole di grande capacità e poi venduto a prezzo competitivo. Lo si può comunque convincere che in alternativa è possibile utilizzare l'idrogeno per l'auto alimentazione del trasporto privato in attesa che progredisca il mercato di auto elettriche alimentate a idrogeno con il sistema a fuel cells e, conseguentemente, ampliata la rete per la distribuzione dell'idrogeno.

Capitolo 7 L'analisi economico finanziaria:

Si è già accennato sopra quali possono essere le previsioni di vendita del prodotto. In effetti, con la pubblicità si incuriosisce il pubblico e, con le facilitazioni economiche offerte in sconti, promozioni e prestiti agevolati, lo si induce a sostituire i vecchi sistemi di produzione dell'energia elettrica e di condizionamento domestico con il nuovo prodotto. Si pensa che, con il passa parola e la pubblicità sulla convenienza economica ed ecologica di produrre in proprio energia elettrica / idrogeno oltre che guadagnare dalla vendita del prodotto in eccesso, possa indurre alla sostituzione dei vecchi impianti di riscaldamento con il nuovo impianto. Il mercato raggiungerebbe livelli di vendita annua di circa 7.000 impianti in Italia (fonte studio statistico Assotermica) e 35.000 in Europa.
Gli investimenti di partenza devono essere finanziati dal capitale iniziale. La maggior spesa da sopportare nel primo anno di attività è quella riferita alla realizzazione del simulatore e del prototipo. La costituenda impresa deve effettuare uno studio ingegneristico del progetto prendendo come riferimento i parametri di una fornace con scarica elettrica per la produzione dell'acciaio, modificarla e progettare un simulatore che, in base alla potenza di macchina richiesta e ai limiti imposti dai materiali, calcoli le varie parti d'impianto per raggiungere la miglior efficienza possibile. Si prendono come riferimento i parametri di funzionamento della fornace per la produzione dell'acciaio poiché ha le temperature di esercizio molto alte. Lavorare con altissime temperature ci offre il vantaggio di ottenere il miglior rendimento possibile d'impianto. Infatti l'energia che la scarica elettrica deve imprimere al vapore d'acqua per ottenere la sua dissociazione termica è tanto minore quanto maggiore è la temperatura interna della fornace. La squadra di progettazione è composta da: Un ingegnere meccanico per la valutazione di miglior scelta dei materiali che compongono le varie parti d'impianto; Un fisico per lo studio delle condizioni di lavoro dei materiali all'interno della fornace; Un ingegnere chimico che studi il ciclo zolfo iodio per i diversi stadi di potenza; Un termo-tecnico che, in base agli scambi termici del sistema, calcoli il bilancio termico d'impianto per ogni settaggio di macchina; Uno specialista informatico che renda visibile sul simulatore i parametri fisici e i risultati prodotti dai calcoli di bilancio termico. Questo team costituisce il maggior costo iniziale per l'impresa. Tradotto in cifre e prevedendo un compenso orario di 60€/ora può essere quantificato in:

Ingegnere meccanico per 20 ore = 1.200€

Ingegnere / Dottore fisico per 40 ore = 2400€

Ingegnere chimico per 20 ore = 1200€

Ingegnere termo tecnico per 30 ore = 1.800€

Ingegnere informatico per 80 ore = 4.800€

Per un totale di 11.400€

Tali compensi possono essere, almeno in parte, versati in stock option.

Gli investimenti futuri sono ben rappresentati dalla grafica di figura 5 che mostra come colmare il gap finanziario in fase di sviluppo della start-up innovativa. Oltre agli investitori tradizionali si possono cercare partner internazionali e chiedere dotazione finanziaria all'Europa attingendo dal fondo "Pronti per il 55%". È previsto anche un fondo di garanzia pubblica nazionale per sostenere lo sviluppo della startup innovativa e quindi facilitare l'accesso al credito bancario. Per la startup innovativa è previsto l'accesso al fondo in modo semplificato, gratuito e diretto con istruttoria che beneficia di un canale prioritario.

I costi di esercizio sono in un primo momento limitati in quanto i fondatori si impegnano ad apportare il proprio contributo a titolo di stock option. I costi di gestione, a parte la produzione del simulatore / prototipo, sono ridotti al minimo in quanto la costituenda società è una start-up innovativa. Non sono previste spese notarili. La forma giuridica iniziale è quella di SRL a socio unico per cui non comporta costi iniziali. In un secondo tempo, quando inizia la produttività e l'ingresso dei soci nel consiglio di amministrazione, oltre ai costi di produzione ci sono anche quelli di gestione riferiti a retribuzione contributi e premio INAIL per i dipendenti, canone di locazione dell'immobile, acquisto e manutenzione macchinari, compenso per il commercialista ecc. Ci sono poi le tassazioni quali IRES, IRAP, INPS.
Nella pianificazione economica previsionale si devono considerare i flussi patrimoniali, economici e finanziari che derivano dalle future operazioni dell'azienda. Lo Stato Patrimoniale Iniziale del primo periodo di pianificazione presenta naturalmente tutti i valori pari a zero. È opportuno prevedere la verifica del Piano Economico Finanziario a cadenza mensile per fini interni di controllo e un flusso economico e finanziario annuale per stimare il valore dell'azienda.
Nella fase di avvio della start-up innovativa si dispone di un capitale di 20.000€ che vengono interamente depositati all'atto di istituzione d'impresa. Per la dinamica dei flussi l'attivo per cassa e il passivo per capitale proprio coincidono con la cifra di 20.000€. Per la dichiarazione di inizio attività, concessione governativa e vidimazione libri sociali, per la retribuzione del gruppo che attua il simulatore, per i materiali di consumo, per le attrezzature informatiche, il software, i carburanti ecc. si prevede una spesa di 41.100€ e quindi, in assenza di attività di vendita, un disavanzo di 21.100€. Inizia a questo punto la prova di mercato e si offre l'apparecchiatura in diverse taglie.

Nel quinquennio si prevedono vendite a strutture condominiali di quartiere, a imprese con forte necessità energetica che già producono energia in proprio e che hanno tutto l'interesse a produrre ad un costo vantaggioso, a interi palazzi e a privati cittadini. Abbiamo già contattato alcuni amministratori di super condomini a Milano che si sono detti interessati allo sviluppo dell'idea e pensano di proporre l'acquisto per sperimentazione su due palazzi di proprietà di società immobiliari. I costi del materiale per l'impresa sono riferiti all'attuale vendita di mercato degli impianti energetici di piccola potenza con le correzioni dovute alle innovazioni sopra descritte. Nella seguente tabella si prospetta la previsione costi materiali/ricavi della costituenda start-up innovativa:

Previsione costi e ricavi per l'impresa

fornaci

scambiatori di calore

vendita impianti a

N°

KW cadauno

costo cadauno

costo totale

costo cadauno

costo totale

spesa totale

ricavo vendite

anno 1

imprese

super condomini

condomini

privati cittadini

totale

anno 2

imprese

super condomini

condomini

100

20.000

40.000

5.000

10.000

50.000

200.000

privati cittadini

totale

100

20.000

40.000

5.000

10.000

50.000

200.000

anno 3

imprese

1.000

50.000

15.000

65.000

260.000

super condomini

condomini

100

20.000

60.000

5.000

15.000

75.000

300.000

privati cittadini

5.000

10.000

1.800

3.600

13.600

40.000

totale

1.110

75.000

120.000

21.800

33.600

153.600

600.000

anno 4

imprese

1.000

50.000

100.000

15.000

30.000

130.000

520.000

super condomini

condomini

100

20.000

100.000

5.000

25.000

125.000

500.000

privati cittadini

5.000

100.000

1.800

36.000

136.000

40.000

totale

1.110

75.000

300.000

21.800

91.000

391.000

1.060.000

anno 5

imprese

1.000

50.000

100.000

15.000

30.000

130.000

520.000

super condomini

2.000

90.000

30.000

120.000

480.000

condomini

100

20.000

60.000

5.000

15.000

75.000

300.000

privati cittadini

5.000

125.000

1.800

45.000

170.000

680.000

totale

3.110

165.000

375.000

51.800

120.000

495.000

1.980.000

Abbiamo detto che il cliente deve essere attratto dalla proposta d'acquisto soprattutto per la convenienza economica. È dimostrabile che l'acquisto, oltre ad essere un investimento ecologico per la riduzione delle emissioni specifiche, è economicamente conveniente per la produzione dell'energia elettrica per uso proprio e per la vendita dell'eccedenza che aggiunge valore economico in rapporto alla potenza stessa dell'impianto. È risaputo che i produttori debbano corrispondere al Gestore Servizi Energetici (GSE) una tariffa a copertura degli oneri di gestione verifica e controllo. Tale tariffa viene calcolata in base alla potenza nominale d'impianto o con tariffa fissa massima annuale di 10.000€ indipendentemente dalla potenza d'impianto. Sono esclusi dall'applicazione della tariffa gli impianti con potenza inferiore ai 3KW ai quali si applica il conteggio previsto per scambio sul posto. Nella seguente tabella si dimostra che il cliente ottiene il recupero del capitale investito in base alla potenza d'impianto e dei propri consumi. L'esempio di convenienza del cliente per la vendita dell'energia elettrica prodotta in eccesso dimostra che è consigliabile eccedere in potenza nell'acquisto dell'impianto. La tabella dimostra che le imprese con impianto da 1.000 KW e un consumo annuo in proprio di 800.000 KWh recupera l'investimento fatto di 260.000€ in meno di un anno. Lo stesso discorso vale per i super condomini con impianto da 2.000 KW e un consumo in proprio di 900.000 KWh . Si impiegano circa tre anni per il singolo palazzo con impianto da 100 KW e consumo di 150.000 KWh. Sono invece richiesti circa quattro anni per il privato cittadino che pensa di utilizzare un sistema da 10 KW e consumare 3.000 KWh.

Convenienza del cliente per vendita energia elettrica

consumo annuo KWh

produzione annua KWh

prezzo acquisto al KWh in €

costo annuo per acquisto

prezzo vendita al KWh in €

costo produzione in proprio €/KWh

costo annuo produzione per consumo in proprio

impoto annuo per vendita produzione

guadagno per vendita eccesso produzione

imprese

800.000

8.760.000

0,22

176.000

0,08

0,00

700.800

super condomini

900.000

17.520.000

0,26

234.000

0,08

0,00

1.401.600

condomini

150.000

876.000

0,26

39.000

0,08

0,00

70.080

privati cittadini

3.000

87.600

0,26

780

0,08

0,00

7.008

Un ritorno economico altrettanto importante è garantito dalla vendita dell'idrogeno producibile. Nella prossima tabella si prospetta la vendita di idrogeno per trazione e si prende come riferimento il costo al chilogrammo dell'idrogeno venduto dall'unico distributore aperto al pubblico in Italia a Bolzano:

Convenienza del cliente per la vendita dell'idrogeno

produzione di idrogeno con calore diretto Kg H2/KWh

produzione annua di idrogeno Kg/anno

costo idrogeno per trazione €/Kg

importo annuo per vendita produzione

imprese

0,012335

108.055

1.188.601

super condomini

0,012335

216.109

2.377.201

condomini

0,012335

10.805

118.860

privati cittadini

0,012335

1.081

11.886

La tabella che segue offre il piano economico finanziario dell'impresa previsto per i primi 5 anni di attività:

PIANO ECONOMICO-FINANZIARIO

ANNO ESERCIZIO

RICAVI

incremento

RICAVI vendita nuovo

200.000

600.000

1.000.000

2.000.000

TOTALE RICAVI (A)

200.000

600.000

1.000.000

2.000.000

COSTI

Incrementi

PERSONALE

12.000

20.000

40.000

80.000

120.000

MATERIALI DI CONSUMO

2.000

3.000

2.000

5.000

7.000

SPESE DI GARANZIA

200

300

1.000

2.000

ACQUISTO ATTREZZATURE E MATERIALE

50.000

153.600

391.000

495.000

AFFITTO LOCALE

20.000

50.000

PULIZIA LOCALI

1.500

CONSUMI UTENZE

3.000

ATTREZZATURE INFORMATICHE

5.000

2.000

3.000

4.000

SPESE CARBURANTI E LUBRIFICANTI

10.000

15.000

20.000

50.000

UTENZE SOFTWARE

3.000

5.000

ASSICURAZIONI

2.000

5.000

8.000

15.000

AMMORTAMENTI

10.000

20.000

50.000

200.000

MARKETING E NETWORKING

5.000

COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI

2.000

2.500

3.000

5.000

LOGISTICA

2.000

10.000

ROYALTY

4.000

40.000

120.000

200.000

400.000

SPESE AMMINISTRATIVE

900

5.000

13.000

21.000

41.000

FEED DA BREVETTO PERSONALE

20.000

30.000

40.000

100.000

TOTALE COSTI DIRETTI (B)

41.100

208.800

487.600

934.500

1.513.500

REDDITO OPERATIVO (A-B)

-41.100

-8.800

112.400

65.500

486.500

GESTIONE FINANZIARIA

INTERESSI PASSIVI su fabb. fin.

5.000

12.000

20.000

QUOTA CAPITALE RIMBORSO FABBISOGNO

2.500

5.000

20.000

FIDEJUSSIONE

5.000

15.000

20.000

INTERESSI C/C

1.000

3.000

5.000

TOTALE GESTIONE FINANZIARIA (C)

10.000

28.500

42.000

55.000

SALDO PRIMA DELLE IMPOSTE (A-B-C)

-41.100

-18.800

83.900

23.500

431.500

IMPOSTE

Tasse

29.365

8.225

151.025

TOTALE IMPOSTE (D)

29.365

8.225

151.025

RISULTATO DELL'ESERCIZIO (A-B-C-D)

-41.100

-18.800

54.535

15.275

280.475

FLUSSI DI CASSA

ANNO ESERCIZIO

REDDITO OPERATIVO

-41.100

-8.800

112.400

65.500

486.500

TASSE D'ESERCIZIO

29.365

8.225

151.025

AMMORTAMENTI

5.000

20.000

30.000

50.000

CASH FLOW OPERATIVO

-41.100

-13.800

63.035

27.275

285.475

INVESTITORI TRADIZIONALI E SME INSTRUMENT

20.000

70.000

160.000

300.000

INVESTIMENTI PERSONALI DA BREVETTO

20.000

30.000

40.000

100.000

INVESTIMENTI (Comunicazione di Marketing)

10.000

20.000

25.000

40.000

SALDO ANNUALE FLUSSI DI CASSA

-21.100

-3.800

143.035

202.275

645.475

SALDO PROGRESSIVO FLUSSI DI CASSA

-21.100

-24.900

118.135

320.410

965.885

Come si può notare, è prevista una gestione in perdita economica per il primi due anni e poi progressivamente un incremento della redditività negli anni seguenti.

I ricavi per vendite elencati nel piano economico finanziario sono gli stessi già definiti dettagliatamente nella tabella Previsioni costi e ricavi per l'impresa.

Il costo per ACQUISTO ATTREZZATURE E MATERIALE riportato sul piano economico e finanziario è il risultato di una ricerca di mercato su fornaci di piccola taglia con l'aggiunta delle spese previste per apportare all'impianto le modifiche sopra descritte.

Siccome sono personalmente il titolare del brevetto d'invenzione per produzione di calore con scarica elettrica, ritengo di dover chiedere alla start-up il diritto per l'uso dell'idea come ricavi da brevetto personale e di investire poi la corrispondente somma in quote di stock options.

Tutte queste considerazioni dimostrano che la start-up proposta è assolutamente innovativa in quanto propone caratteristiche rivoluzionarie del mercato energetico. La principale peculiarità è quella di mettere sul mercato uno strumento che offre a chiunque la possibilità di produrre in proprio l'energia elettrica che gli serve, di poter vendere l'energia in eccesso riscontrandone un reddito, di avere a disposizione idrogeno e ossigeno a costo zero e, non ultimo, di ridurre a zero le emissioni di CO2. Tutte queste caratteristiche consentono di proiettare la proposta verso la prospettiva di un futuro sviluppo ecologicamente sostenibile.

Business plan

Impostazioni avanzate