Impianti di cogenerazione aziendali: cosa sono e perché sono fondamentali

Gli impianti di cogenerazione sfruttano una macchina termica e una centrale elettrica per generare, allo stesso momento, elettricità e calore. Gli impianti di cogenerazione aziendali sono impianti efficienti: il calore generato nella produzione di energia elettrica, invece di venire sprecato, viene utilizzato in maniera produttiva. In sostanza, gli impianti di cogenerazione aziendali vengono adottati per recuperare l’energia termica che altrimenti finirebbe naturalmente dispersa. Le aziende stanno iniziando ad adottare questo tipo di impianti per la produzione dell’energia e del calore. Scopriamo meglio come funzionano e perché sono così fondamentali.

Impianti di cogenerazione: cosa sono

Di solito, la produzione di energia elettrica e di energia termica avviene in momenti e luoghi diversi. L’energia elettrica viene prodotta nelle centrali termoelettriche o idroelettriche, con conseguente e fisiologica dispersione nell’ambiente di energia termica. L’energia termica, invece, è prodotta a partire dalla combustione.
La produzione combinata di energia elettrica e di energia termica rappresenta la vera rivoluzione di un impianto di cogenerazione.

Questi impianti sono chiamati anche CHP, Combined Heat and Power. La cogenerazione in Italia sta crescendo sempre più e molte aziende ormai si affidano a questo sistema. Questo perché gli impianti di cogenerazione riescono a sfruttare quello che, in una centrale termoelettrica sarebbe comunemente disperso, e quindi sprecato nell’ambiente: il calore. I motori termici di una centrale termoelettrica, infatti, convertono il calore in energia meccanica e quest’ultima in energia elettrica grazie al lavoro di generatori elettrici combinati. Il vantaggio, come si può intuire, è doppio. Chi gestisce l’impianto può recuperare parte di uno spreco, la dispersione di calore, e generare ulteriore energia. Dall’altro lato, invece, il vantaggio è ambientale.

Impianto di cogenerazione: funzionamento

Esistono molti tipi di impianti di cogenerazione, che si differenziano a seconda della potenza dei megawatt. Da qualche anno, vengono adottati anche per uso civile, sfruttando veri e propri micro impianti di cogenerazione per case, ma anche per piccole aziende e hotel.

Il principio di funzionamento di un impianto di cogenerazione è semplice: il combustibile, usato per generare calore all’interno dell’impianto produce energia elettrica. Il calore dissipato durante questo processo viene recuperato per produrre energia termica. Questo avviene grazie a diversi componenti:
 

• Un motore primo, che dà avvio alla produzione di energia;
• Un generatore elettrico, per convertire l’energia meccanica in energia elettrica;
• Un recuperatore di calore, che reimpiega il calore dissipato nel processo.
   

Impianto di cogenerazione: tipologie

Esistono diversi tipi di impianti di cogenerazione, che si differenziano in base al tipo di motore che adottano. I più diffusi sono:
 

• Impianti di cogenerazione con turbine a gas, che utilizzano come combustibile il gas naturale;
• Impianti di cogenerazione con motore a gas, che producono energia con l’ausilio di un motore alimentato a gas;
• Impianti di cogenerazione con motori a biocombustibile o biomasse, la combustione del biocombustibile genera un gas che alimenta il motore a gas;
• Impianti di cogenerazione con turbine a vapore, che sfruttano il sistema di riscaldamento come condensatore di vapore.

Esistono poi anche degli impianti che combinano produzione di elettricità, di calore e di freddo. Si chiamano impianti di trigenerazione. L’acqua o l’aria fredda prodotte possono essere impiegate nel condizionamento di hotel, aziende o per altri usi industriali. Tra le tipologie di sistemi a cogenerazione e trigenerazione esistono:
 

• Sistemi di cogenerazione con combustibili fossili;
• Sistemi di trigenerazione con combustibili fossili;
• Sistemi di co-trigenerazione con sistemi termosolari;
• Sistemi di co-trigenerazione con biogas;
• Sistemi ibridi di cogenerazione e trigenerazione.

Vantaggi di una centrale di cogenerazione

Una centrale di cogenerazione presenta diversi vantaggi derivanti dal riutilizzo dell’energia termica che altrimenti verrebbe dispersa. Tale energia viene reimpiegata sia per uso industriale che civile.

Primo fra tutti, riduce il consumo di combustibile per generare energia. Un simile impianto riesce a rendere di più di una centrale termoelettrica a parità di energia primaria. I consumi sono quindi abbattuti e il vantaggio diventa anche economico. Poter sfruttare gli incentivi attivi in materia, poi, consente di facilitare la transizione da una centrale termoelettrica a un impianto di cogenerazione o trigenerazione. Dal punto di vista della salvaguardia dell’ambiente, gli impianti di cogenerazione o CHP costituiscono una valida alternativa agli impianti classici, in quanto diminuiscono le emissioni inquinanti. L’impatto ambientale è ridotto, a fronte di una maggiore efficienza energetica e di un maggior rendimento.

Microgenerazione: cos’è

La microgenerazione, detta anche micro CHP (Combined Heat Power), è un sistema di funzionamento che imita quello dell’impianto di cogenerazione, ma su scala inferiore. È stato ideato appositamente per case singole o plurifamiliari, per condomini e per piccole e medie e imprese. Per quanto il funzionamento sia simile a quello degli impianti industriali, la microgenerazione non recupera il calore disperso per generare energia termica, ma il contrario. Questi piccoli impianti producono elettricità come sottoprodotto. Si basano su diverse tipologie:

• Motore a combustione interna;
• Motore Stirling;
• Motore a vapore;
• Turbina a gas;
• Pila a combustibile.

Quanto costa un impianto di cogenerazione

Il costo di un impianto di cogenerazione non è indifferente. Queste strutture possono però beneficiare di incentivi statali per rientrare dell’investimento. Come già accennato in precedenza, gli impianti di cogenerazione e quelli di trigenerazione sono molto efficienti e hanno un alto rendimento energetico. Questo significa che, a parità di spesa per il combustibile, cioè l’energia primaria, la resa in termini di energia elettrica è superiore. Anche i sistemi di microgenerazione per uso domestico, per quanto abbiano un funzionamento simile ma leggermente diverso, sono più convenienti a livello economico e di resa energetica. I costi variano poi in base alla tipologia e alla potenza dell’impianto.

L’obiettivo di adottare un impianto di cogenerazione aziendale o un sistema di microgenerazione per la propria casa unifamiliare è quello di abilitare la transizione energetica verso un modello di gestione del sistema sempre più intelligente e flessibile.

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