Cogenerazione

La cogenerazione, ovvero la generazione simultanea in un unico processo di energia termica ed elettrica e/o meccanica, è una soluzione nota ed utilizzata da tempo, caratterizzata da molteplici benefici. Se nella produzione separata di energia elettrica e calore si avrebbero mediamente dei rendimenti di produzione pari al 40% e 90%, nel caso della cogenerazione si riesce ad ottenere un rendimentio notevolmente più elevato, pari a circa l’80%. Grazie a questi semplici numeri si intuisce come la cogenerazione sia una scelta tecnologica efficiente che permette di ridurre i consumi di energia primaria e mitiga gli impatti ambientali della produzione di tale energia.

La tecnologia descritta in questo breve articolo non è certo di recente invenzione, già nel 1930 infatti la centrale elettrica di Langerbrugge era in grado di fornire vapore alla vicina cartiera. Qualche decennio dopo, negli anni ’50, sempre negli USA, il 15% dei fabbisogni energetici dell’industria erano garantiti da impianti cogenerativi.

La direttiva Europea 2004/8/CE definisce la cogenerazione come la produzione combinata di energia elettrica e calore (combined heat and power, CHP) entrambi intesi come effetti utili. Uno dei casi più frequenti di cogeneratore è l’impianto composto da un motore primo, di un alternatore per la produzione di energia elettrica e di un apparato di recupero dell’energia termica di scarto; vediamo nello specifico due schemi di riferimento, uno per la produzione separata ed uno appunto per cogenerazione:

Figura 1. Produzione separata di energia elettrica e termica

Figura 1. Produzione separata di energia elettrica e termica

Figura 2. Produzione combinata di energia elettrica e termica(cogenerazione)

Figura 2. Produzione combinata di energia elettrica e termica(cogenerazione)

Nel caso, poi, ci sia anche produzione di energia termica frigorifera si parlerà di trigenerazione:

Figura 3. Produzione combinata di energia elettrica e termica per riscaldamento e raffrescamento (trigenerazione)

Figura 3. Produzione combinata di energia elettrica e termica per riscaldamento e raffrescamento (trigenerazione)

 

Si è soliti distinguere questi impianti, in base alla potenza, in:

  • MICRO-COGENERAZIONE tutte le applicazioni con Potenza elettrica installata < 50 kWel
  • PICCOLA-COGENERAZIONE tutte le applicazioni con Potenza elettrica installata < 1 MWel
  • COGENERAZIONE tutte le applicazioni con Potenza elettrica installata > 1 MWel

Perché un impianto che adotti tale tecnologia sia veramente efficiente, ed indicato, per la situazione in cui andrà installato è necessario considerare alcuni aspetti. Generalmente un impianto cogenerativo viene preso in considerazione quando è richiesta un’elevata potenza elettrica e termica e quando i consumi elettrici/termici sono costanti nel tempo. Inoltre, è bene possedere una certa sicurezza del mantenimento nel tempo degli stessi carichi. Nello specifico, la cogenerazione conviene quando:

Utenza elettrica

  • Il costo dell’energia elettrica è elevato
  • Necessità di prevenire eventuali black out della rete pubblica

Utenza termica

  • Elevato costo unitario dell’energia termica
  • Bassa temperatura del fluido temovettore
  • Limitata estensione delle tubazioni di conduzione dell’energia termica

La cogenerazione ha molteplici benefici che sono di seguito raggruppati per tipologia:

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