Sistemi di generazione alternativi: la trigenerazione

La trigenerazione sfrutta l’energia termica prodotta dall’impianto cogenerativo per produrre fluidi refrigerati, da utilizzare per la climatizzazione estiva o per processi industriali. Una forma di autoproduzione energetica estremamente efficace nella lotta agli sprechi.

Sfruttare appieno il potere calorifico dei combustibili e riuscire a convertirlo nelle forme di energia secondaria più convenienti e idonee a soddisfare i fabbisogni specifici. In altre parole: flessibilità, autoconsumo e risparmio di energia primaria spinti al massimo. Questa è la sfida che attende tutti i produttori e consumatori di energia nei prossimi anni, aziende comprese, necessaria per contenere i costi di produzione e aumentare la sostenibilità ambientale. Le trigenerazione è una delle soluzioni tecnologiche che può aiutare nel raggiungimento di questi obiettivi.

Dalla cogenerazione alla trigenerazione

Come si può evincere dal nome, la cogenerazione produce contemporaneamente energia elettrica e termica (sotto forma di acqua calda e/o vapore) utilizzabili per riscaldamento e/o processi produttivi. La trigenerazione aggiunge anche la produzione di energia frigorifera.
Con queste tecnologie si ottiene un utilizzo proficuo del calore/freddo prodotto durante la generazione elettrica, che altrimenti andrebbe disperso, determinando un netto aumento del rendimento dell’impianto.

La cogenerazione trova buona applicazione in molti settori industriali, negli ospedali e in tutti i settori dove esiste un fabbisogno contemporaneo di elettricità e calore. Vi sono però molte applicazioni che richiedono, oltre ad acqua calda/vapore, anche acqua refrigerata per alcuni processi (un esempio è il raffreddamento delle matrici degli estrusori nella lavorazione di materie plastiche) oppure per esigenze stagionali di raffrescamento estivo (come nei centri commerciali e direzionali).

Per sopperire a queste necessità si possono abbinare ai cogeneratori degli assorbitori a bromuro di litio, che convertono l’energia termica ad alta temperatura proveniente dal cogeneratore - tipicamente sotto forma di acqua calda - per il raffreddamento di fluidi a bassa temperatura: in questo modo si ottiene la trigenerazione, un unico impianto con un unico combustibile che produce vettori energetici per differenti fabbisogni.

È importante sottolineare che un impianto di trigenerazione utilizzato per raffrescare gli ambienti nei mesi estivi evita di tenere fermo il cogeneratore o farlo funzionare dissipando il calore prodotto, rappresentando una vera e propria arma contro lo spreco energetico (per sapere di più leggi la "Guida alla cogenerazione nelle imprese").

Cosa valutare per sapere se la trigenerazione conviene

L’installazione di un trigeneratore può rappresentare in molti casi la soluzione ideale per ottenere importanti risultati di efficientamento energetico, ma - proprio come per la cogenerazione - deve essere preliminarmente eseguito uno studio di fattibilità tecnico-economico al fine di valutarne l’applicabilità e, soprattutto, l’effettiva convenienza anche tramite il dimensionamento corretto dell’impianto. Questa analisi può essere effettuata solamente da esperti progettisti di impianti industriali che potrai trovare scegliendo produttori tecnologici specializzati in questo campo, come Viessmann.

Fattori determinanti sono:

• fabbisogno di vettori energetici ad alta e bassa temperatura e di energia elettrica;
• rapporto (spread) tra costo del gas naturale ed energia elettrica favorevole, per rendere queste tecnologie remunerative dal punto di vista del ritorno dell’investimento.

I vantaggi degli impianti di co-trigenerazione

• ambientale: la produzione contemporanea di energia termica ed elettrica con una tecnologia efficienti comporta riduzione delle emissioni climalteranti;
• energetico: la produzione contemporanea di energia termica ed elettrica con tecnologie efficienti comporta risparmio di energia primaria;
• economico: l’autoproduzione di energia con un unico impianto permette di ridurre in modo sensibile i costi energetici legati all’impianto e ai processi produttivi;
• sicurezza: l’autoproduzione riduce il rischio ed aumenta la sicurezza correlata alle strategie di approvvigionamento.

Trigenerazione: due casi di successo Viessmann

Viessmann ha supportato molte aziende, attività commerciali e strutture alberghiere nella scelta di cogeneratori e trigeneratori, ottenendo importanti risultati in termini di efficienza e risparmio.

Emblematico è il caso del Policlinico Sant’Orsola - Malpighi di Bologna, uno degli ospedali più antichi d'Italia, dove qualche anno fa si è resa necessaria una profonda riqualificazione degli impianti per soddisfare il crescente fabbisogno energetico e per innovare i vecchi e inefficienti impianti presenti.
È stata quindi realizzata una nuova centrale termica ipogea, installando un impianto di trigenerazione da oltre 3,3 MW elettrici e 2,9 MW termici che garantisce anche la climatizzazione dei 31 padiglioni, e contestualmente, è stata rinnovata la rete di distribuzione del calore e del freddo tra la centrale e i padiglioni.
In questo caso Viessmann ha fornito quattro caldaie per acqua calda Vitomax LW M84A da 12 MW ciascuna e 2 generatori di vapore Vitomax HS da 4 t/h 10 bar con economizzatore. Gli interventi di riqualificazione degli impianti hanno portato a una diminuzione del 27% dei consumi di energia primaria a una riduzione del 22,2% delle emissioni di CO2 in atmosfera (per conoscere i vantaggi di questa tecnologia in ambito sanitario leggi anche "Con la co/trigenerazione si abbattono i consumi degli ospedali").

La trigenerazione è protagonista anche del progetto di riqualificazione che ha coinvolto la sede italiana della stessa Viessmann, a Pescantina in provincia di Verona, che ospita uffici e magazzino. Qui un trigeneratore e un impianto fotovoltaico si occupano di auto-produrre parte dell’energia consumata dal sito per tutti gli usi elettrici e per la climatizzazione invernale ed estiva. Il trigeneratore è costituito da un cogeneratore Viessmann Vitobloc 200 EM da 20 kW elettrici e 39 kW termici abbinato a un chiller ad assorbimento per la produzione di acqua refrigerata. Il tempo di ritorno dell’investimento complessivo è stato valutato in soli 5 anni.