COGENERAZIONE:
COSA SIGNIFICA E COME FUNZIONA
Cogenerazione: cosa significa
La cogenerazione è una tecnologia ad alta efficienza energetica che genera elettricità e cattura il calore che altrimenti verrebbe sprecato, per fornire energia termica utile – vapore o acqua calda – che può essere utilizzata per il riscaldamento degli ambienti, il raffreddamento, l’acqua calda sanitaria e i processi industriali.
Catturando e utilizzando il calore che altrimenti verrebbe sprecato, ed evitando le perdite di distribuzione, la cogenerazione può raggiungere efficienze superiori all’80%.
Cogenerazione: come funziona
Se, ad esempio, un’utenza richiede contemporaneamente energia elettrica ed energia termica, anziché installare una caldaia e acquistare energia elettrica dalla rete, si può realizzare un impianto capace di generare in autonomia elettricità cedendo il calore residuo del processo di conversione dell’energia dal combustibile per soddisfare, invece, le esigenze termiche.
L’energia elettrica viene prodotta, da un alternatore, azionato da un motore a combustione interna, mentre l’energia termica si ottiene recuperando sia il calore di risulta, prodotto dal raffreddamento motore, che quello contenuto nei gas di scarico dello stesso.
L’impianto di cogenerazione produce quindi, in modo combinato, calore ed elettricità, in modo che la fonte principale di energia (combustibile in ingresso) venga sfruttata quasi completamente.
I benefici economici, legati alla produzione dell'energia elettrica e termica, sono garantiti quando si utilizzino significativamente, energia termica ed elettrica, con un conseguente abbassamento del costo del kWh.
Per la produzione della sola energia elettrica, si utilizzano, generalmente, centrali termoelettriche che, rispetto al combustibile in ingresso, trasformano in energia elettrica solo il 35/42%, di questo, mentre il restante 58/65% viene disperso, nell’ambiente, sotto forma di energia termica.
Nell’impianto di cogenerazione, invece, l’energia termica, prodotta dalla combustione, non viene dispersa, ma recuperata per il riutilizzo ad integrazione e/o sostituzione dei sistemi tradizionali di produzione di calore.
In questo modo la cogenerazione raggiunge una efficienza superiore al 85% permettendo di:
1 - diminuire sensibilmente i costi di gestione;
2 - risparmiare energia primaria;
3 - diminuire le emissioni di CO2.
Il seguente diagramma di flusso è esemplificativo del concetto appena esposto:
Perchè impiegare la cogenerazione
La produzione energetica degli impianti di cogenerazione viene innanzitutto indirizzata per l’autoconsumo, ossia per coprire le esigenze energetiche dei possessori dell’impianto. Non c’è dubbio, però, che un impianto di cogenerazione richieda maggiori investimenti rispetto a una caldaia o a un semplice allaccio alla rete elettrica.
Per compensare questi costi fissi, occorre che le ore di effettivo esercizio a carico nominale siano le più alte possibili; è compito della progettazione incrociare le caratteristiche prevedibili della domanda di calore ed elettricità con le caratteristiche potenziali dei motori, individuando le opportune modifiche degli impianti dell’utenza capaci di far aumentare il recupero di calore e le ore di esercizio.
Non a caso, uno sviluppo della cogenerazione sempre più utilizzato nel residenziale e nel terziario è quello che affianca, al recupero di calore, la generazione di energia frigorifera, sia tramite speciali dispositivi, chiamati “assorbitori” che attraverso un accoppiamento con le pompe di calore.
I sistemi di cogenerazione tipicamente bruciano del combustibile (gas naturale, petrolio o biogas) per fare girare i generatori per produrre elettricità e, successivamente, utilizzano dispositivi di recupero del calore per catturare il calore prodotto dalla turbina o dal motore.
Questo calore viene convertito in energia termica utile, solitamente sotto forma di vapore o acqua calda. Appare chiaro che, in quanto a complessità, la cogenerazione non è paragonabile alle fonti rinnovabili: l’adozione di questa tecnologia comporta, infatti, la realizzazione di un progetto complesso e di un investimento di un certo tipo, la cui convenienza economica è fortemente dipendente dal profilo energetico dell’utenza finale. Non a caso, le utenze privilegiate per la cogenerazione sono quelle caratterizzate da una domanda pressoché costante nel tempo di energia termica e di energia primaria.
La prossima settimana vedremo quali sono i vantaggi e cosa prevede la Normativa in riferimento alla cogenerazione.
...to be continued.
