Impianti di Cogenerazione: La guida completa per la scelta delle energie rinnovabili in azienda.
- Fabio Vincenzo Lepre
- 12 giu 2021
- Tempo di lettura: 5 min
Aggiornamento: 19 gen
Impianti di Cogenerazione: La produzione combinata di varie forme di energia. Il vantaggio energetico, ambientale ed economico
La cogenerazione è la produzione combinata di energia termica ed energia elettrica partendo da un’unica fonte di energia primaria. Un impianto di Cogenerazione riesce a fornire quindi sia calore che elettricità sfruttando il calore disperso da un impianto di produzione di energia elettrica. Dal recupero proprio di questa frazione di calore che non è possibile "sfruttare" si ha una doppia produzione di energia. In uno scenario in cui sono richieste contemporaneamente energia elettrica ed energia termica, anziché acquistare energia elettrica dalla rete e installare caldaie per la produzione di energia termica, è vantaggioso ricorrere proficuamente alla produzione combinata di elettricità e calore, utilizzando un impianto di cogenerazione.
Impianti di Cogenerazione: quale tipologia scegliere?
Impianti di Cogenerazione: cosa sono?
Per comprendere il funzionamento di un impianto di cogenerazione dobbiamo prima aver chiaro come funziona un impianto tradizionale per la produzione di energia elettrica. Partiamo dalle basi: in una centrale termoelettrica tradizionale si brucia del combustibile in una fornace per portare a ebollizione dell’acqua e produrre così vapore. Il vapore mette in moto una turbina, che a sua volta aziona un generatore, il quale produce elettricità.
Come fonte di energia primaria si utilizzano o combustibili fossili, come gas naturale, gasolio o GPL, oppure combustibili organici non fossili, come olio vegetale, biometano , biomasse e biogas.
In una centrale tradizionale però, gran parte dell’energia termica iniziale va perduta nel corso del processo, per cui solo una percentuale dell'energia termica (tra il 30% e il 50%) riesce ad essere effettivamente convertita in energia elettrica. La restante parte finisce dispersa nell'ambiante sotto forma di calore.
Negli impianti di Cogenerazione, invece, la maggior parte di quel calore che in una centrale tradizionale viene disperso, viene recuperato e utilizzato poi per altri scopi (produzione di acqua calda, riscaldamento, generazione di elettricità o forza meccanica). La resa energetica totale, in questo caso, si attesta tra il 60% e il 90%.
Impianti di Cogenerazione: quale tipologia scegliere?
Esistono più tipologie di Impianti di Cogenerazione. La scelta su quale tipologia orientarsi, dipende non tanto dalla tipologia di impresa, quanto dal fabbisogno energetico che l'impianto stesso deve coprire e non meno importante, dal budget dell'imprenditore.
Andiamoli a vedere insieme.
Cogeneratori a combustione interna: Gli Impianti di Cogenerazione più piccoli (di norma fino a 2,5 MW) non utilizzano le turbine per la produzione di elettricità ma sono provvisti di un motore a combustione interna (immaginiamolo come quello di un camion). Lo schema di funzionamento però non cambia. Il generatore sarà azionato dal calore dei fumi di scarico recuperati dagli scambiatori di calore.
Cogeneratori a ciclo Rankine: Gli Impianti di Cogenerazione medio-grandi meglio conosciuti come cogeneratori a ciclo Rankine o come turbogeneratori ORC (Organic Rankine Cycle), hanno rendimenti elettrici netti di circa il 18% e termici intorno all’80% e sono da considerarsi particolarmente efficienti. Il principio di funzionamento dei turbogeneratori ORC è simile a quello delle turbine a vapore. A differenza di queste, però, per muovere le turbine, al posto del vapore i turbogeneratori utilizzano un fluido organico a ciclo chiuso. Il fluido organico viene fatto evaporare utilizzando il calore proveniente dalle grandi caldaie alimentate da biomassa legnosa, in particolare cippato, mediante uno scambiatore ad olio diatermico. Il fluido organico vaporizzato poi, va ad alimentare la turbina che produce energia elettrica.
Sono la soluzione ideale per produrre calore ed elettricità in impianti sia di taglia piccola che medio-grande. Inoltre, il funzionamento completamente automatizzato non richiede la presenza costante di un'operatore. I turbogeneratori, inoltre, hanno un'elevata affidabilità e una lunga vita utile.
Impianti ad alto rendimento: Questa tipologia di impianto di cogenerazione utilizza processi avanzati, come motori a ciclo combinato oppure l'utilizzo di celle a combustibile, che sfruttano la reazione dell’idrogeno con l’ossigeno per produrre sia elettricità che calore raggiungendo altissimi livelli di efficienza. Questi impianti sono in grado di sfruttare in modo più efficiente l’energia primaria e generare sia calore che energia elettrica con sprechi ridottissimi. Hanno infatti un'efficienza complessiva vicina al 100%. Sono particolarmente utilizzati nelle grandi industrie di tipologia alimentare, ceramica o cartaria dove sono richieste grandi quantità di energia elettrica e termica.
Impianti di cogenerazione: sono convenienti nell'industria?
Sono tanti i processi industriali che possono essere alimentati dagli Impianti di Cogenerazione per la produzione di ulteriore energia utile, come energia meccanica, vapore ad alta pressione e calore di processo. Nell'industria gli Impianti di Cogenerazione convengono perché garantiscono un notevole risparmio economico sull'elevato fabbisogno di elettricità e/o calore e perché aumentando l’efficienza energetica si riducono sensibilmente, a parità di prestazioni, i consumi di combustibile. Nell'industria, gli Impianti di Cogenerazione possono far risparmiare fino al 30% sul costo dell’energia, oltre a tagliare le emissioni di CO₂.
Impianti di cogenerazione: ci sono ulteriori vantaggi?
Avere nel sito aziendale un impianto di cogenerazione consente di auto-prodursi l’energia necessaria a soddisfare il proprio fabbisogno di elettricità e riscaldamento. Inoltre, l’eventuale produzione in eccesso che supera il fabbisogno può essere ceduta alla rete elettrica, guadagnandoci ulteriormente oppure, se alimentati a GAS, l'Agenzia delle Dogane ha definito che gli smc (standard metri cubi) utilizzati dagli Impianti di Cogenerazione per l'autoproduzione di energia elettrica hanno un'accisa particolarmente agevolata.
Impianti di cogenerazione: Quanto costano
Risulta molto difficile fare una stima di quanto potrebbe costare un impianto di cogenerazione. Se parliamo di impianti a combustione interna, già pronti da installare, il costo da sostenere può essere compreso in un range che va dai 25.000€ ai 60.000€ in funzione della potenza. Per grandi impianti industriali, progettati ad hoc, si potrebbero superare i 100.000€.
i contratti EPC (Energy Performance Contract)
I contratti EPC (Energy Performance Contract) sono una particolare tipologia di contratti che permettono all'azienda interessata ad installare un impianto di cogenerazione, di sgravarsi sia dall’onere finanziario di realizzare a proprie spese l'impianto, che da quello operativo di doverlo condurre.
Sarà una ESCo (Energy Saving Company) che si occuperà di tutta la progettazione e di tutta la gestione dell'impianto di cogenerazione. Durante il contratto il cliente vedrà pagarsi tutta l'energia prodotta in eccesso a quella concordata in sede di contratto con la ESCo. Alla scadenza del contratto di prestazione energetica (EPC), il cliente potrà scegliere se rinnovarlo e continuare a beneficiare del pagamento dell'energia prodotta oltre il concordato oppure se riscattare l’impianto ad un valore simbolico e beneficiare della produzione dell'energia stessa, diminuendo i costi di energia prelevata dalla rete.
Conclusioni
Un turbo di efficienza. In sintesi, è questo che possiamo affermare riguardo gli Impianti di Cogenerazione. Un turbo di efficienza che porta anche due vantaggi. Il primo economico: dovuto al risparmio determinato dal minor prelievo dei vettori primari dalla rete. Dai minori consumi deriva poi un secondo vantaggio: diminuiscono le emissioni in atmosfera riducendo quindi l'impatto ambientale. Questi vantaggi possono essere rafforzati ulteriormente dagli incentivi di cui è possibile beneficiare se si investe in un sistema cogenerativo.
Contatti
Se vuoi saperne di più sugli Impianti di Cogenerazione o se può essere vantaggioso adottare questa tipologia di impianti nella tua azienda al posto di un'altra tipologia di investimento, contattami o prenota una consulenza presso la tua sede.
Favile Consulting di Fabio Vincenzo Lepre
Energy Manager
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