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La cogenerazione

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Centrale cogenerativa a Moncalieri

Hai sentito parlare di cogenerazione oppure di microcogenerazione domestica ma non sai il significato?
Ecco una spiegazione rapida di come funziona un sistema di cogenerazione. Vediamo di cosa si tratta.

La centrale nella foto accanto è un impianto di cogenerazione che produce corrente ed acqua calda per 560.000 abitanti della città di Torino.

Cos'è la cogenerazione

Letteralmente co-generare significa produrre insieme energia, si intende quindi un processo di produzione simultanea di energia elettrica (o meccanica) e di energia termica ossia calore.
La produzione avviene contemporaneamente in un unico impianto, utilizzando la stessa fonte energetica (combustibile).
La cogenerazione trova applicazione sia in ambito industriale, soprattutto per l'autoproduzione, sia in ambito civile.

Perchè si realizza la cogenerazione

Quando si produce energia elettrica lo spreco più grande è nella perdita di calore residuo verso l'ambiente esterno. Gli impianti di produzione di elettricità più performanti raggiungono un'efficienza pari al 55%. Con la cogenerazione si cerca appunto di migliorare questa efficienza sfruttando questo calore che altrimenti andrebbe perso.

La produzione congiunta di energia elettrica e calore permette di raggiungere un'efficienza globale più elevata, oltre gli 80%.

Questo tipo di sistemi sono quindi adatti quando c'è una richiesta di energia elettrica e calore nello stesso tempo, per esempio in una fabbrica che necessita di corrente e acqua calda o vapore. Il calore può anche essere impiegato per soddisfare la domanda di più abitazioni (teleriscaldamento).

 

Come si può notare dal grafico per produrre la stessa quantità di energia elettrica e calore (rispettivamente 38 e 45 unità), con un sistema separato di produzione, sia necessario molto più combustibile (95 + 53 = 148 unità) rispetto a quello usato dall'impianto di cogenerazione (100 unità). Questo perchè, come già detto, l'efficienza è più elevata.

Tecnologie di cogenerazione

Le tecnologie sono svariate e da queste dipende la taglia di potenza dell'impianto di cogenerazione, che varia da qualche kW fino a centinaia di kW.
In generale gli impianti di cogenerazione sono formati da un motore, come una turbina (a gas o a vapore) o un motore a combustione interna, un generatore elettrico ed un sistema di recupero del calore assemblati insieme.

Il motore ha il compito di convertire il combustibile in energia meccanica poi trasformata in energia elettrica dal generatore, mentre il recupero termico avviene tramite uno scambiatore, ossia una caldaia a recupero, che raccoglie i fumi esausti prima di scaricarli nell'atmosfera.
Le principali tecnologie impiegate in impianti cogenerativi sono le seguenti:

  • Motori alternativi a combustione interna (MCI)
  • Turbine a gas (TG)
  • Turbine a vapore (TV)
  • Impianti a ciclo combinato turbina a gas/turbina a vapore (CCC)

Vantaggi della cogenerazione

L'efficienza più elevata di un sistema di cogenerazione comporta i seguenti vantaggi:

  • Risparmio economico dovuto al minor consumo di combustibile
  • Riduzione dell'impatto ambientale
  • Minori perdite di trasmissione e distribuzione per l'energia elettrica
  • Sostituzione di sistemi meno efficienti e più inquinanti (come le caldaie, sia civili che industriali)

Svantaggi della cogenerazione

Nelle situazioni concrete sono comunque indispensabili alcune considerazioni: al variare della tecnologia impiegata, le prestazioni del sistema cambiano e il risparmio non è sempre scontato.
Inoltre la quantità di energia elettrica e termica non può essere qualunque poichè è un parametro vincolato dal sistema. Queste le principali problematiche:

  • Congruenza della temperatura del calore prodotto con l'effettiva richiesta dello stesso dall'utenza
  • Posizione impianto: vicino all'utenze di calore (costi distribuzione e perdite elevate per grandi distanze)
  • Sfasamento temporale delle richieste di corrente e calore (ovvie difficoltà di stoccaggio del calore)

La microcogenerazione domestica

Si tratta di cogenerazione di piccole potenze, fino ai 50 kW, utilizzata per servire utenze domestiche: da abitazioni singole a villette plurifamiliari e condomini.
La configurazione più diffusa è un motore a combustione interna alimentato a gas e un sistema di recupero del calore. Per ulteriori informazioni a riguardo visita la pagina dedicata.

Incentivi in Italia

In Italia, per rispettare la Direttiva europea n. 2004/8/CE è stato introdotto un regime di sostegno che prevede incentivi per i produttori di energia in "cogenerazione ad alto rendimento".
Tali incentivi, così come quelli previsti per le fonti rinnovabili, sono coperti dalla componente A3 compresa negli oneri generali di sistema che paghiamo tutti nella bolletta della luce.
L'ente che gestisce il sistema dei benefici per la cogenerazione è il GSE.
La norma ha l'obiettivo di promuoverne lo sviluppo e si basa sull'indice PES (Primary Energy Saving) che rappresenta il risparmio di energia primaria che si ottiene con la cogenerazione rispetto alla produzione separata.

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