La cogenerazione, producendo energia elettrica e calore in modo combinato, consente di risparmiare il 30% di energia primaria e riduce le emissioni inquinanti. E' un valore aggiunto nell’industria, nel civile e nel terziario.
Tra le differenti tecnologie che consentono di produrre l’energia, la cogenerazione ha il merito particolare di ottenere un alto livello di efficienza evitando sprechi di combustibile.
L'impianto di cogenerazione
La cogenerazione indica la produzione simultanea di energia elettrica e termica attraverso un unico impianto (in inglese è definita con l’acronimo CHP, combined heat and power): rispetto alla produzione separata delle due tipologie energetiche, gli impianti cogenerativi consentono di risparmiare il 30-35% di energia primaria.
Questo succede perché il calore che viene normalmente disperso nell’ambiente durante la produzione di energia elettrica, qui viene invece recuperato e riutilizzato in gran parte.
Fatta 100 la quantità di energia primaria consumata, il rendimento complessivo di un impianto di cogenerazione può arrivare fino all’88%, mentre i rendimenti che caratterizzano la produzione di elettricità e calore in modo separato sono pari, rispettivamente, al 40% e 90%.
Un impianto di cogenerazione è composto essenzialmente da:
- un motore principale,
- un alternatore che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica
- e da un sistema di recupero del calore.
L’energia termica viene recuperata dal sistema di raffreddamento del motore e dai gas di scarico e può essere utilizzata per la produzione di acqua o aria calda, vapore o altri vettori termici (come l’olio diatermico) per l’utilizzo nei processi industriali o per il riscaldamento nel settore civile e terziario.
In base alle dimensioni, gli impianti si distinguono generalmente in tre classi di potenza:
- Micro-cogenerazione (potenza elettrica installata inferiore a 50 kW)
- Piccola-cogenerazione (potenza elettrica installata inferiore a 1 MW)
- Cogenerazione (potenza elettrica installata superiore a 1 MW)
Vi sono differenti tipologie di impianto a seconda della tecnologia impiegata. In articolare gli impianti possono essere basati su:
- motori endotermici,
- turbine a gas e a vapore,
- cicli combinati.
Ciascuna tipologia è caratterizzata da uno specifico rapporto tra potenza elettrica e termica ed é adatta a particolari classi di potenza. La scelta di una specifica tecnologia e il dimensionamento dell’impianto devono essere valutati attentamente in funzione delle esigenze.
I vantaggi della cogenerazione
Massimizzando l’efficienza energetica, la cogenerazione porta essenzialmente vantaggi di due tipi: economici e ambientali.
Ecco di seguito i principali:
- risparmi di combustibile: per ogni MWh prodotto in cogenerazione si risparmiano in media 0.14-0.15 Tep (Tonnellate equivalenti di petrolio, l’unità di misura per l’energia primaria), 160 m3 di gas metano, 130 Kg di gasolio;
- possibilità di utilizzare risorse energetiche locali e rinnovabili, come le biomasse;
- maggiore sostenibilità ambientale per la riduzione delle emissioni inquinanti: per ogni MWh prodotto in cogenerazione si evitano in media 500-600 Kg di CO2, 0.15 Kg di NOx (ossidi di azoto), 15 Kg di SOx (anidride solforosa);
- l’energia elettrica prodotta viene autoconsumata, abbassando il costo delle bollette elettriche Un impianto cogenerativo sistema risolve il problemi di possibili black-out di rete;
- l’energia termica prodotta può essere utilizzata anche per produrre energia frigorifera tramite degli assorbitori, utile in particolari processi industriali o per supportare la climatizzazione estiva degli ambienti (in questo caso si parla di trigenerazione: la generazione combinata di elettricità, calore e freddo);
- utilizzo dei meccanismi di incentivazione dei Certificati Bianchi (o Titoli di Efficienza Energetica): sfruttando questi incentivi, il pay-back di un impianto può limitarsi a soli 3-5 anni.
Settori e ambiti di utilizzo della cogenerazione
La cogenerazione è una tecnologia sicura e ampiamente consolidata (negli Stai Uniti è utilizzata dagli anni 50). In Italia è diffusa soprattutto nei settori industriali particolarmente energivori. La sua flessibilità, tuttavia, ne consente l’impiego in comparti molto diversi tra i quali il terziario (oggi persino il domestico), grazie alla disponibilità di impianti di dimensioni molto varie in grado di adattarsi a differenti esigenze.
Un impianto cogenerativo è indicato in genere nei casi in cui sia richiesta un’elevata potenza sia elettrica che termica e quando i consumi sono costanti nel tempo.
Tra i settori più adatti all’impiego della cogenerazione vi sono:
- le cartiere,
- i cementifici,
- l’industria metallurgica,
- le concerie,
- la produzione della ceramica,
- l’industria alimentare,
- l’industria tessile,
- le lavanderie/tintorie.
Anche nel settore del terziario, nella sanità e nell'ospitalità gli impianti di cogenerazione di piccola potenza possono essere installati con profitto, specie in strutture che necessitano di riscaldare ambienti come SPA e piscine.
