Produrre simultaneamente elettricità e calore è uno delle nuove soluzioni che stanno trasformando il mondo delle energie pulite. Si vanno così diffondendo gli impianti di cogenerazione: unità di produzione di energia modulari e flessibili che producono sia elettricità che calore. Possono essere utilizzati in un’ampia gamma di ambienti, dagli edifici residenziali alle piccole e medie imprese. Sono progettati per essere installati nelle immediate vicinanze dell’utenza per ridurre al minimo le perdite di trasmissione del calore e ottenere così un’elevata efficienza energetica.
Sostenibilità grazie alla generazione combinata di calore ed energia
La tecnologia CHP (Combined Heat and Power), utilizzata negli impianti di cogenerazione, consente di sfruttare quasi completamente l’energia impiegata. Questo perché il calore generato durante la produzione dell’elettricità viene utilizzato specificamente per il riscaldamento degli ambienti o per ottenere acqua calda.
Generalmente il cuore di un’unità di cogenerazione è un motore a combustione. L’energia meccanica viene convogliata a un generatore che la converte in elettricità. A differenza di altri sistemi, gli impianti di cogenerazione utilizzano anche il calore residuo dei gas di scarico della combustione attraverso uno scambiatore di calore che consente di ottenere acqua calda per il riscaldamento degli ambienti. In alternativa, è possibile produrre calore a fini industriali, che può essere utilizzato per diverse applicazioni come vapore, aria calda o olio diatermico. Il calore residuo può essere impiegato anche per il condizionamento dell’aria grazie alle pompe di calore ad assorbimento che sfruttano proprio il calore di scarto per il processo di raffreddamento.
Con un utilizzo completo e in loco del calore residuo e motori a combustione ad alta efficienza, gli impianti di cogenerazione possono raggiungere un’efficienza complessiva del 90% (riferito al potere calorifico).
Sostenibilità grazie alle fonti di energia rinnovabili
Per il funzionamento degli impianti è disponibile un’ampia gamma di combustibili, la cui scelta dipende in modo specifico dal tipo di motore utilizzato. I combustibili fossili, come l’olio diatermico e il gas naturale, fanno parte dello spettro tanto quanto le fonti di energia rinnovabili. Queste ultime includono in particolare gli oli vegetali, soprattutto l’olio di palma e di colza, nonché il biodiesel, impiegato principalmente proprio nei motori diesel. Il biogas, il gas di scarico e il gas di discarica sono alternative ecologiche ai motori a benzina. Le materie prime rinnovabili, come i trucioli e i pellet di legno, possono essere utilizzate anche in motori e centrali a vapore appositamente progettati. È possibile far funzionare un’unità di cogenerazione con olio combustibile leggero dotate di motori diesel o Stirling.
Efficienza economica dei sistemi di seconda mano
Un’analisi completa della redditività degli impianti di cogenerazione comprende non solo i costi diretti di investimento e di gestione, tra cui l’ammortamento, i costi del combustibile e i costi di manutenzione, ma anche i ricavi derivanti dalla vendita di elettricità e calore e il conseguente risparmio. Oltre a ciò, i programmi di finanziamento pubblico rappresentano un ulteriore incentivo agli investimenti.
Un fattore chiave per l’efficienza economica degli impianti di cogenerazione è un numero sufficientemente elevato di ore all’anno di funzionamento ad alto carico, in quanto ciò aumenta significativamente la quantità di elettricità prodotta in eccesso rispetto al fabbisogno e che viene immessa nella rete pubblica. Soprattutto nel caso di cogeneratori alimentati con energie rinnovabili, le quantità di elettricità immesse nella rete sono spesso remunerate a prezzi più alti e sono oggetto di sovvenzioni. Nel caso di impianti di cogenerazione più grandi, c’è anche la possibilità di vendere il calore generato alla rete pubblica realizzando un ulteriore profitto.
L’esempio di Vallemare (Pescara)
L’acquisto di impianti di seconda mano consente di ridurre notevolmente gli elevati costi di investimento per i sistemi di cogenerazione. Un esempio è l’impianto di cogenerazione (940 kW) di Vallemare (Pescara), in Italia, costruito nel 2012 e messo all’asta su Surplex.com. Questa unità di cogenerazione è stata progettata appositamente per funzionare con oli vegetali come olio di colza, girasole e soia, ma grazie al suo complesso sistema termico di alimentazione è anche in grado di bruciare grassi animali e olio di palma. L’acquisto di un sistema usato di questo tipo presso Surplex non è solo un investimento conveniente in energia sostenibile, ma contribuisce attivamente alla conservazione delle risorse e in ultima analisi alla sostenibilità attraverso il recupero delle macchine.
