Calore ed energia elettrica con un solo impianto? Su GreenPedia si può! È la cogenerazione, un tipo di produzione energetica efficiente con un grande potenziale di risparmio.
COS’È LA COGENERAZIONE
Foto di Samuel Zeller
Per cogenerazione o CHP (Combined Heat and Power) si intende la produzione combinata di energia elettrica e calore. Con questa tecnologia è possibile produrre entrambi i tipi di energia in un unico impianto alimentato da una sola fonte di energia, e in questo modo quasi tutta l’energia termica viene recuperata e riutilizzata.
Questo sistema può aumentare l’efficienza oltre l’80% con un vantaggio notevole sui costi del combustibile e minori emissioni inquinanti. Il primo vantaggio di un cogeneratore è quindi la riduzione del consumo di combustibile, dato che può essere sfruttato sia per produrre elettricità che calore, ottenendo un miglioramento del rendimento complessivo e una diminuzione dei consumi dell’ordine del 35% – 40%.
Questi impianti sono localizzati vicino all’utenza, fattore che riduce le perdite di distribuzione. Inoltre, oltre al vantaggio economico già elencato, scegliendo la cogenerazione si possono sfruttare gli incentivi statali.
L’energia elettrica proviene in genere da impianti con motori termici, in cui il calore viene convertito prima in energia meccanica e quindi in energia elettrica. In questo processo non è possibile sfruttare completamente il calore, una parte deve essere dissipata sottoforma di vapore o fumi di scarico. Nella cogenerazione il calore non sfruttato è recuperato ed utilizzato come energia termica.
Vediamo le principali tipologie di impianti adattabili alla cogenerazione:
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Turbine a vapore
Gli impianti di cogenerazione con turbine a vapore vengono solitamente impiegati per grandi strutture industriali o per il teleriscaldamento.
Il vapore viene prodotto in caldaie dove normalmente viene bruciato olio combustibile derivato dal petrolio, in questi cicli l’utilizzo del vapore in turbina viene limitato e viene recuperata energia termica per la produzione di acqua calda o surriscaldata, utilizzabile per il riscaldamento degli edifici. In questo caso il rendimento di produzione dell’energia elettrica è penalizzato a vantaggio, però, del rendimento complessivo termico ed elettrico, che può raggiungere valori superiori al 90%. -
Turbine a gas
Le turbine a gas sono motori nei quali la combustione del gas genera energia meccanica per la produzione dell’energia elettrica. Gli scarichi della turbina sono fumi ad una temperatura che può raggiungere i 500 – 550 °C, e che possono essere utilizzati per la produzione di vapore a bassa pressione, acqua surriscaldata o acqua calda.
La dimensione di questi impianti di cogenerazione è compresa tra i 3 MW e i 100 MW elettrici per strutture come ospedali o grossi centri commerciali, e fino a 100 kW elettrici per impianti più piccoli, come le abitazioni. -
Motore endotermico alternativo
In questo caso l’energia termica viene recuperata dal raffreddamento dell’olio e dei fumi di scarico. Le capacità di questi motori vanno da pochi kW fino a circa 3 MW elettrici e possono essere impiegati in piccoli e medi edifici residenziali.
IMPATTO AMBIENTALE E ASPETTO ECONOMICO
Foto di Chuttersnap
Un aspetto critico della cogenerazione è legato alla vicinanza che deve esserci tra la centrale di cogenerazione e il luogo di utilizzo dell’energia termica, a causa dell’elevato costo delle reti di distribuzione.
Quando gli edifici che utilizzano questa tecnologia si trovano in un centro urbano l’inquinamento locale aumenta, dovendo bruciare più combustibile di quello necessario per alimentare le caldaie. In sintesi, la cogenerazione riduce l’inquinamento a livello di una macro area, ma lo aumenta nelle vicinanze della centrale di cogenerazione.
Gli impianti di cogenerazione, inoltre, hanno bisogno di una maggiore manutenzione rispetto a caldaie tradizionali. Negli ultimi anni, però, sono stati installati piccoli cogeneratori che hanno ridotto di molto i costi di manutenzione.
IN ITALIA
In Italia oggi la cogenerazione è piuttosto diffusa nel settore industriale, mentre nel settore residenziale e nel terziario la diffusione è ostacolata da due fattori:
- imprevedibilità della domanda
- la ridotta taglia dell’utenza
Per risolvere il primo problema sarebbe utile utilizzare reti di distribuzione dell’energia termica, come le reti di teleriscaldamento. Per il secondo limite, invece, risulterebbe utile passare da una “generazione centralizzata” alla “generazione distribuita”, ovvero piccole macchine localizzate presso l’utenza. Quest’ultima tipologia viene denominata piccola e micro cogenerazione.
Questa tecnologia, già abbastanza diffusa, ha un futuro importante davanti a sé sia per quanto riguarda il risparmio energetico, sia per quello economico.
Alessandro Biasia