La cogenerazione, nota anche come CHP (Combined Heat and Power), è la produzione congiunta e contemporanea di energia elettrica ed energia termica (vapore, acqua surriscaldata e/o acqua calda, aria calda), attuata in un unico sistema integrato. Utilizzando il medesimo combustibile per due utilizzi differenti, mira ad un più efficiente utilizzo dell’energia primaria, permettendo risparmi significativi in bolletta energetica.

Il presupposto per ottenere tali risparmi è quello di avere una contemporaneità di consumi termici ed elettrici.

 

 

La cogenerazione si rivolge a svariati tipi di attività industriali ed in genere a tutte le attività produttive ove vi sia un uso contemporaneo di energia elettrica, termica (acqua calda, vapore, aria surriscaldata).

Diversi sono i settori potenzialmente “adatti” all’utilizzo di sistemi di cogenerazione: industria, centri commerciali complessi residenziali e alberghieri, strutture ospedaliere.

 

Tramite la cogenerazione, il calore prodotto dalla combustione non viene disperso, ma recuperato per altri usi.

In questo modo la cogenerazione raggiunge un’efficienza superiore al 90% e questo permette di:

• aumentare il rendimento degli impianti
• risparmiare energia primaria (nell’ordine del 25-40%)
• generare risparmi significativi in bolletta energetica
• diminuire le emissioni inquinanti (Co2 e Nox)
• aumentare la sicurezza degli approvvigionamenti

 

La cogenerazione unisce ad indubbi vantaggi ambientali, la riduzione degli oneri fiscali grazie alla produzione di energia elettrica; ciò permette una defiscalizzazione del 40% rispetto al gas per la produzione di calore.

 

La cogenerazione è assimilata alle fonti energetiche rinnovabili dalla normativa nazionale (Legge del 9 gennaio 1991, n. 10). Questa scelta è comprensibile in base ad una semplice considerazione: il risparmio e l’efficienza energetica applicati ai processi e ai prodotti sono effettivamente una risorsa, capace di ridurre in maniera determinante il consumo di fonti primarie e con esso i danni all’ecosistema e all’uomo.

 

La cogenerazione è stata inserita tra le strategie comunitarie per la riduzione degli impatti del settore energetico e per il raggiungimento degli obiettivi del protocollo di Kyoto.

 

Tecnologie della Trigenerazione
La trigenerazione, tecnologia che produce energia recuperando e convertendo il calore di residuo in freddo, è costituita da sistemi di produzione di calore utilizzati per la cogenerazione combinati con gruppo frigo ad assorbimento.

 

Il gruppo frigo ad assorbimento

Il gruppo frigo ad assorbimento, l’apparato che produce freddo, utilizzando il calore del processo di cogenerazione, è la seconda parte più importante di un impianto di trigenerazione.

I gruppi ad assorbimento si basano sulla condensazione e sull’evaporazione per produrre freddo. Come i gruppi ad assorbimento a gas, essi hanno un evaporatore ed una serpentina di raffreddamento che espande il refrigerante per produrre freddo.

Diversamente da un compressore meccanico, questi gruppi impiegano una fonte di calore che è alimentata direttamente usando un bruciatore od indirettamente utilizzando vapore, acqua calda o calore di residuo. In altre parole le macchine ad assorbimento sono motorizzate dal vapore, dall’acqua calda o da gas di combustione.

 

Vantaggi degli impianti di trigenerazione

 

• Riduzione del combustibile: la riuscita installazione della CHP e della CHCP porta ad una riduzione di combustibile di circa il 25% rispetto quanto impiegato nella tradizionale produzione di energia.
• Riduzione delle emissioni: la riduzione dell’inquinamento atmosferico registra la stessa proporzione della riduzione del combustibile. Con l’uso del gas naturale, al posto del petrolio e del carbone, le emissioni di So2 ed i fumi si riducono a zero.
• Benefici Economici: i costi energetici degli impianti di trigenerazione sono più bassi di quelli degli impianti “tradizionali”. Per una installazione di successo, la riduzione di prezzo oscilla tra 20-30%.
• Aumento dell’affidabilità della fornitura di energia: l’allacciamento dei piccoli impianti CHP alla rete può garantire un funzionamento ininterrotto dell’unità, in caso di interruzione del funzionamento dell’impianto o della fornitura energetica dalla rete. A livello di paese, essi favoriscono la generazione dell’energia decentralizzata, riducendo il bisogno di grandi centrali elettriche. Inoltre incrementano l’occupazione a livello locale.
• Aumento della stabilità delle reti elettriche: gli impianti di trigenerazione offrono un significativo supporto alle reti elettriche durante i caldi mesi estivi. La richiesta del freddo è soddisfatta mediante il processo dell’assorbimento anziché da ciclo di compressione sostenuto dall’energia elettrica.

 

L’applicazione della trigenerazione inoltre, aumenta la stabilità delle reti e migliora l’efficienza del sistema, in quanto i picchi estivi sono coperti da società elettriche attraverso impianti di riserva inefficienti con sovraccarico delle linee di trasmissione dell’elettricità.

 

Le fonti di energia da biomassa sono costituite dalle sostanze di origine animale e vegetale, non fossili, che possono essere usate come combustibili per la produzione di energia. In questa categoria rientrano il legname ed i residui agro-forestali, gli scarti dell’industria agro-alimentare.

 

Attraverso le più innovative tecnologie, qualsiasi prodotto vergine di origine agricola può rappresentare una risorsa energetica pulita, affidabile e facilmente reperibile localmente. Esempi di biomasse valorizzabili energeticamente sono: CIPPATO, POLLINA, PAGLIA, SANSA DI OLIVA, VINACCIA, STOCCHI DI MAIS, ecc.

 

La combustione di legno utilizza le risorse rinnovabili locali e si inserisce nel circuito naturale dei composti di carbonio. Durante la combustione del legno si formano anidride carbonica e vapore acqueo. Dall’anidride carbonica e dall’acqua, grazie all’energia solare, cresce nuovo legno.

 

Contrariamente a quanto succede con il gasolio, col metano o con il carbone, con l’utilizzo di legno non si prelevano composti del carbonio da giacimenti sotterranei, inoltrando l’anidride carbonica nell’atmosfera. L’energia prodotta con il legno non provoca quindi alcun cambiamento climatico.

 

Chi sceglie questo tipo di riscaldamento, non agisce solo nel senso del progresso, ma riceve anche sussidi pubblici. Vari programmi di sovvenzionamento per privati, agricoltori ed imprese danno un supporto alla scelta di un combustibile ecologico di produzione locale.

La biomassa può essere utilizzata, a fini energetici, in maniera diretta o indiretta:

uso diretto: utilizzo in caldaie per la produzione di energia termica ed elettrica

uso indiretto: utilizzo come materia prima per ottenere, attraverso adeguati processi di trasformazione, vari bio-combustibili.

Il ciclo delle biomasse

Nell’eccezione più generale si può quindi considerare biomassa tutto il materiale di origine organica sia vegetale sia animale ma, per schematizzare meglio questo settore, si possono prendere in considerazione le principali filiere che lo rappresentano:

• Filiera del legno
• Filiera dell’agricoltura

Vantaggi

L’uso delle varie biomasse assicura una serie di innumerevoli vantaggi, ad esempio:

• Presentano una distribuzione omogenea su tutto il pianeta
  
• Contribuiscono allo sviluppo delle zone rurali
  
• Possono essere raccolte in prossimità dei centri di conversione energetica
  
• La loro combustione o degradazione presenta emissioni neutrali nei confronti dell’aumento di anidride carbonica in atmosfera
  
• Estrema applicabilità tecnologica
  
• Buone prestazioni anche a carico parziale
• Sono facilmente convertibili in combustibili
• Sono ampiamente disponibili
• Elevatissima efficienza della turbina (fino al 90%)
• Funzionamento a bassa emissione sonora

 

Lo sfruttamento della biomassa si presta a diversi scopi. L’impiego più tradizionale è finalizzato a produrre calore, con il relativo mercato per il riscaldamento di edifici già ora in posizione di grande competività nei confronti dei combustibili fossili.

La biomassa può anche essere convertita in energia elettrica in centrali simili a quelle tradizionali alimentate con combustibile fossile, sostituendo una frazione di questo con biomassa (co-combustione) e adottando determinati accorgimenti quali la modifica del bruciatore per “accettare” il materiale legnoso.