La cogenerazione: produrre elettricità e calore
La cogenerazioneè un sistema efficiente per produrre in maniera combinata elettricità e calore da un unico impianto.
La cogenerazione viene spesso identificata dalla sigla inglese CHP, acronimo di “combined heating and power”.
Il valore aggiunto di unsistema di cogenerazioneconsiste nella possibilità di produrre elettricità e allo stesso tempo di recuperare quel calore che di solito rimane inutilizzato e viene disperso in atmosfera.
La combustione nella cogenerazione consente tre vantaggi:
- maggiore rendimento della combustione attraverso l’uso di tecnologie più efficienti;
- minore spreco nella distribuzione dell’energia elettrica;
- produzione congiunta di riscaldamento ed elettricità.
Generalmente solo il 40% dell’energia che si libera dalla combustione nei motori viene trasformata in elettricità.
La restante parte per ben il 60% si traduce in calore, ma tale energia termica viene dispersa nell’ambiente senza produrre alcun beneficio.
Rispetto alle centrali elettriche, la cogenerazione si realizza mediante piccoli impianti. In breve si tratta di mini-impianti in grado di generare calore ed elettricità per grandi strutture (es. ospedali, alberghi ecc.) o piccoli centri urbani. La combustione nelle piccole centrali a cogenerazione raggiunge risparmi fino al 40% nell’utilizzo delle fonti primarie di energia.
Lo scopo del processo di cogenerazione è quello di recuperare l’energia termica indotta dalla combustione per produrre elettricità e calore. In questo modo la potenzialità dell’impianto viene sfruttata fino ad oltre il 90%.
A parità di combustibile consumato il totale dell’energia fornita in un processo di cogenerazione è più che raddoppiata rispetto a quanto accade con un tradizionale impianto di generazione elettrica, con evidenti vantaggi sia a livello economico che sotto il profilo ecologico, dato che si riducono le emissioni di CO2 e di inquinanti.
Sfruttando un impianto di cogenerazione per esigenze di autoconsumo si minimizzano le dispersioni di energia elettrica che inevitabilmente si verificano durante il trasporto della stessa lungo la rete di distribuzione nazionale. Questo aspetto è collegato ai concetti di microgenerazione e localizzazione.
Con il termine microgenerazione si indicano impianti di cogenerazione sotto i 50 kW destinati alle necessità – relativamente limitate – di un’unica struttura (piccole e medie imprese, case di cura, ospedali, comunità…).
Con il termine localizzazione si indica la prossimità dell’impianto alla struttura di riferimento proprio allo scopo di ridurre le dispersioni di energia dovute al trasporto.
Nel caso della cogenerazione il punto di produzione dell’energia è situato nei pressi della zona di consumo, una caratteristica che permette anche il riutilizzo del calore per il teleriscaldamento delle abitazioni. In questo modo la cogenerazione fornisce contemporaneamente riscaldamento ed energia elettrica.
La cogenerazione ha aperto la strada alla trigenerazione ovvero al processo che produce elettricità ed energia termica sia sotto forma di calore che di acqua refrigerata utile per il condizionamento o per i processi industriali che necessitano di basse temperature. In questo modo è possibile ad esempio gestire la temperatura degli ambienti di un luogo pubblico a seconda delle stagioni e delle condizioni climatiche esterne, raffreddando quando fa caldo e riscaldando quando fa freddo.
La configurazione più comune di un cogeneratore prevede l’integrazione tra un motore collegato a un generatore elettrico e un sistema di recupero del calore.
Esistono diverse tipologie di impianti di cogenerazione in base alla scala di produzione. La cogenerazione macro è solitamente utilizzata nelle industrie e per il teleriscaldamento di interi quartieri urbani o comuni. La cogenerazione micro è utilizzata per soddisfare la domanda su scale minori.
La combustione nella cogenerazione brucia derivati delle fonti primarie fossili come una qualsiasi centrale elettrica. Le sostanze inquinanti prodotte da un impianto a cogenerazione possono essere ridotte mediante l’uso di biocombustibili (es. biodiesel).
