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Che cos’è il processo di cogenerazione e a cosa serve

La cogenerazione è la generazione combinata di energia termica e meccanica e/o elettrica in un sistema utilizzando un’unica fonte energetica, che spesso produce notevoli riduzioni del tasso di energia in ingresso rispetto a produzioni separate.

La cogenerazione è un processo altamente efficiente , catturando e utilizzando il calore che altrimenti andrebbe sprecato, la cogenerazione riduce il carburante complessivo consumato nel processo: è una delle opzioni più pulite ed economiche disponibili per la produzione di energia.

In altri termini, è un sistema che produce contemporaneamente calore ed elettricità in un unico impianto, alimentato da un’unica fonte di energia primaria, garantendo così una resa energetica migliore di quella che sarebbe possibile ottenere da due fonti di produzione separate.

Le tecnologie di cogenerazione più utilizzate prevedono la combustione di combustibili come gas naturale, GPL, gasolio, biogas, biometano, olio vegetale o biomasse.

In cosa si differenzia la cogenerazione dalle “fonti convenzionali” di energia?

Le grandi società di servizi pubblici solitamente generano elettricità in una posizione centralizzata e quindi la trasmettono su chilometri di cavi (spesso definiti “rete”).

Il processo di trasmissione e la perdita di calore di scarto nella centrale elettrica centralizzata comportano elevate perdite di energia.

Al contrario, un sistema di cogenerazione è tipicamente situato in loco e il sistema è progettato per catturare il calore di scarto dalla generazione di elettricità e utilizzarlo (ottenendo sia elettricità che calore attraverso un unico processo). 

Come funzionano i sistemi di cogenerazione?

Le centrali elettriche convenzionali generano elettricità con efficienze elettriche medie tra il 50 e il 55%.

Invece, un impianto di cogenerazione cattura e utilizza il calore di scarto, ad esempio, convogliando l’acqua calda e fornendola a un consumatore (che si tratti di una fabbrica o di un gruppo di edifici).

Questo è uno dei principali vantaggi della cogenerazione, poiché porta a una maggiore efficienza energetica: viene utilizzato fino al 70-90% dell’energia immessa, con solo il 10-30% dell’energia immessa sprecata.

Quali sono i vantaggi della cogenerazione?

Un sistema di cogenerazione può offrire vantaggi significativi ai clienti commerciali e industriali perché produce calore ed elettricità allo stesso tempo.

Utilizzando lo stesso combustibile per generare sia calore che elettricità si migliora quindi l’efficienza energetica, si ottengono benefici ambientali e si garantiscono risparmi.

L’Unione Europea ha incorporato la cogenerazione nella sua politica energetica volta a ridurre i gas serra.

La cogenerazione ha rappresentato il 12% della produzione europea di elettricità e il 14% del calore nel 2019, secondo i dati Eurostat, e COGEN Europe stima che il numero potrebbe aumentare fino al 20% per l’elettricità e al 25% per il calore entro il 2030.

I sistemi di cogenerazione possono:

  • Migliorare l’efficienza complessiva di generazione dell’energia combinando la produzione di calore ed energia elettrica in un unico processo
  • Ridurre i costi energetici
  • Ridurre le emissioni
  • Ridurre i rischi di interruzioni di corrente dovute a problemi di rete
  • Usufruire di incentivi economici relativi a progetti di efficienza energetica
  • Utilizzare fonti energetiche rinnovabili come la biomassa
  • Promuovere l’autosufficienza energetica e ridurre le importazioni di energia

Quali sono i diversi tipi di cogenerazione?

Esistono diverse tipologie di cogenerazione, tra cui:

  • Cicli con turbine a gas: questi sistemi utilizzano il calore di scarto presente nei gas di scarico delle turbine a gas per generare energia termica sotto forma di vapore, acqua calda, olio diatermico. Tipicamente utilizzano il gas naturale come fonte di combustibile;
  • Cicli con motore a gas: in questo processo di cogenerazione viene utilizzato un motore a gas alternativo. Questi tipi di impianti di cogenerazione sono generalmente realizzati come unità completamente monoblocco che possono essere installate all’interno di un locale tecnico dedicato o in uno spazio esterno dedicato e sono facili da collegare all’infrastruttura elettrica e di riscaldamento o raffrescamento del sito;
  • Cicli a biocarburante: questi sistemi sono molto simili ai precedenti, in quanto utilizzano un motore alternativo o turbina atto a utilizzare il biocarburante come fonte di carburante. L’uso dei biocarburanti riduce il consumo di combustibili fossili e porta a una riduzione delle emissioni di carbonio. Questi impianti generalmente vengono forniti anche in unità assemblate facili da collegare alle infrastrutture di riscaldamento o raffrescamento del sito;
  • Cicli combinati: questi sistemi aggiungono l’utilizzo di una turbina a vapore per un ulteriore incremento di efficienza del ciclo.

Cosa si intende per cogenerazione ad alto rendimento?

Il concetto di “cogenerazione ad alto rendimento” è stato definito dall’Unione Europea con la direttiva 2012/27/UE, che ha sostituito la precedente Direttiva 2004/8 CE. Secondo l’ultima direttiva la “cogenerazione ad alto rendimento” deve soddisfare i seguenti criteri:

  • La produzione cogenerativa da unità di cogenerazione garantisce un risparmio di energia primaria pari almeno al 10% rispetto ai riferimenti per la produzione separata di calore ed energia elettrica

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