Cogenerazione e Trigenerazione

La cogenerazione a gas con motore endotermico rappresenta una nuova frontiera nella produzione di energia pulita a condizioni estremamente convenienti.
 
In cosa consiste?
 
Cogenerazione, o CHP, acronimo di combined heating and power, è la produzione combinata ed efficiente di elettricità e calore, realizzata in un impianto di cogenerazione di taglia superiore a 50 kW elettrici.
La configurazione più comune di un cogeneratore consiste nell’abbinamento tra un motore a combustione interna alimentato a gas, la cui energia meccanica viene trasformata in energia elettrica, e un sistema di recupero del calore di scarto per la produzione di energia termica.
 
I cogeneratori sono apparecchi tecnologicamente avanzati che svolgono contemporaneamente due funzioni:
• producono energia elettrica come i generatori elettrici
• producono energia termica in impianti che sfruttano la stessa energia primaria
 
La cogenerazione è regolata dal D.Lgs 20/2007, che recepisce la Direttiva Europea 2004/8/CE sulla sua promozione.
Normalmente, per produrre energia elettrica si utilizzano centrali termoelettriche che disperdono parte dell’energia nell’ambiente: questa energia termica è di scarso valore dal punto di vista termodinamico essendo a bassa temperatura. Per produrre energia termica si usano delle caldaie che convertono l’energia primaria contenuta nei combustibili, di elevato valore termodinamico, in energia termica di ridotto valore termodinamico.
Se un’utenza richiede energia elettrica ed energia termica allo stesso tempo, anziché installare una caldaia ed acquistare energia elettrica dalla rete, si può pensare di realizzare un impianto di cogenerazione, dove il ciclo termodinamico per produrre l’energia elettrica sfrutta i livelli termici più alti, e cede il calore residuo a temperatura inferiore per soddisfare le esigenze termiche.
La cogenerazione può generare un risparmio energetico che deriva da una attenta valutazione tecnica ed economica, per ottimizzare lo sfruttamento dell’energia contenuta nel combustibile, riducendo i consumi e l’impatto ambientale.
 
La cogenerazione, rispetto alla produzione separata delle stesse quantità di energia elettrica e calore, comporta i seguenti benefici:
 
• risparmio economico legato al minor consumo di combustibile
• riduzione dell’impatto ambientale, conseguente alla riduzione delle emissioni e al minor rilascio di calore residuo nell’ambiente
• minori perdite di trasmissione e distribuzione per il sistema elettrico grazie al posizionamento degli impianti in prossimità dei punti di autoconsumo dell’energia prodotta
• sostituzione di modalità di fornitura del calore meno efficienti e più inquinanti
• defiscalizzazione del combustibile
• risparmio sull’acquisto dell’energia elettrica e sfruttamento dello scambio sul posto, in caso di immissione di energia elettrica in rete
• beneficio relativo ai certificati bianchi oppure, in alternativa, alle detrazioni fiscali per la riqualificazione energetica
 
Dove installare gli impianti di cogenerazione
 
L’installazione dei cogeneratori è particolarmente indicata per i processi industriali che utilizzano il calore, quali ad esempio:
• industrie galvaniche e concerie
• industrie alimentari e farmaceutiche
• processi d’essiccazione e di pastorizzazione
• serre
 
Inoltre la cogenerazione è applicabile efficacemente per la climatizzazione di edifici adibiti ad uso civile o terziario:
• ospedali, cliniche e case di riposo
• centri fitness e piscine
• centri commerciali
• condomini, uffici e magazzini
• teleriscaldamento
 
 
La trigenerazione
 
Consiste nella produzione combinata ed efficiente di elettricità e calore/freddo, realizzata in un impianto di cogenerazione dotato di assorbitore.
La configurazione più comune di un trigeneratore consiste nell’abbinamento tra un motore a combustione interna alimentato a gas, la cui energia meccanica viene trasformata in energia elettrica, e un sistema di recupero del calore di scarto per la produzione di energia termica, intesa come fluido caldo e freddo prodotti contemporaneamente.
La trasformazione dell’energia termica in energia frigorifera è resa possibile dall’impiego del ciclo frigorifero ad assorbimento il cui funzionamento si basa su trasformazioni di stato del fluido refrigerante in combinazione con la sostanza utilizzata quale assorbente.
Le coppie di fluidi refrigerante/ assorbente usate sono acqua-bromuro di litio (fino a 4°C) oppure ammoniaca-acqua (fino a -60°C).
Poiché l’energia meccanica necessaria ad un ciclo a compressione di vapore, nel ciclo ad assorbimento, è sostituita dall’energia termica, l’energia elettrica impiegata per il lavoro meccanico è limitata alla pompa del vuoto, alla pompa della soluzione e del refrigerante: ne deriva che rispetto alla generazione di sola energia elettrica, in un sistema di trigenerazione il rendimento globale aumenta perché viene sfruttata una maggiore percentuale del potere calorifico del combustibile.
 
I trigeneratori sono apparecchi tecnologicamente avanzati che svolgono contemporaneamente due funzioni:
• producono energia elettrica come i generatori elettrici
• producono energia termica in impianti che sfruttano la stessa energia primaria.
 
La trigenerazione, come la cogenerazione è regolata dal D.Lgs 20/2007, che recepisce la Direttiva Europea 2004/8/CE sulla sua promozione. Normalmente, per produrre energia elettrica si utilizzano centrali termoelettriche che disperdono parte dell’energia nell’ambiente: questa energia termica è di scarso valore dal punto di vista termodinamico essendo a bassa temperatura.
Per produrre energia termica si usano delle caldaie che convertono l’energia primaria contenuta nei combustibili, di elevato valore termodinamico, in energia termica di ridotto valore termodinamico.
 
Per produrre freddo si utilizzano normalmente unità di refrigerazione o sistemi a pompe di calore. Se un’utenza richiede energia elettrica ed energia termica (caldo e freddo contemporaneamente, oppure solo freddo) anziché installare una caldaia ed un refrigeratore ed acquistare energia elettrica dalla rete, si può pensare di realizzare un impianto di trigenerazione, dove il ciclo termodinamico per produrre l’energia elettrica sfrutta i livelli termici più alti, e cede il calore residuo a temperatura inferiore per soddisfare le esigenze termiche; l’energia termica utile viene a questo punto impiegata, in tutto o in parte, per produrre, mediante frigoriferi ad assorbimento, acqua refrigerata per il condizionamento o per i processi industriali.
 
La trigenerazione può generare un risparmio energetico che deriva da una attenta valutazione tecnica ed economica, per ottimizzare lo sfruttamento dell’energia contenuta nel combustibile, riducendo i consumi e l’impatto ambientale.
 
I principali vantaggi della trigenerazione sono:
 
• riduzione dei costi dell’energia primaria
• riduzione dei costi di gestione
• maggiore energia elettrica disponibile
• utilizzo del calore in esubero
 
Dove installare gli impianti di trigenerazione
 
L’installazione dei trigeneratori è particolarmente indicato per i processi industriali che utilizzano il calore/freddo, quali ad esempio:
 
• produzione, trasformazione e conservazione alimentare
• logistica della filiera alimentare
• industrie per l’estrusione di materie plastiche
• industrie per l’iniezione ed il soffiaggio PET
• industrie di termoformatura
• industrie di produzione di poliuretano espanso
• industrie chimiche
• industrie farmaceutiche
• industrie che utilizzano processi di saldatura