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La Cogenerazione e Trigenerazione: cosa sono e come funzionano (24-09-2011)

24-09-2011 Con il termine cogenerazione (in inglese anche abbreviata con CHP: combined heat and power) si intende l'utilizzo di un motore per la produzione combinata di elettricità e calore. E' bene tuttavia sottolineare che, in termini rigorosi, le due dizioni "produzione combinata" e "cogenerazione" non sono equivalenti. Infatti, la normativa vigente in Italia stabilisce che un impianto di produzione combinata può essere considerato impianto di cogenerazione soltanto se soddisfa determinati criteri stabiliti dall’ Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas (AEEG) introdotti al fine di garantire che la produzione combinata di energia elettrica e calore porti ad un effettivo risparmio di energia primaria e che non sia troppo sbilanciata verso la produzione di sola energia elettrica.

La trigenerazione è un particolare campo dei sistemi di cogenerazione che, oltre a produrre energia elettrica, consente di utilizzare l’energia termica recuperata dalla trasformazione termodinamica anche per produrre energia frigorifera, ovvero acqua refrigerata per il condizionamento o per i processi industriali, fino alla temperatura di -60°C come acqua glicolata o ammoniaca liquida.

La cogenerazione e la trigenerazione nascono dunque dal tentativo di recuperare in maniera utile tutto o parte il calore di scarto di un impianto a motore termico.

La figura mostra come, a parità di utilizzazione finale (34 “unità” di energia elettrica e 56 “unità” di energia termica), la cogenerazione consente un significativo risparmio di energia primaria rispetto alla produzione separata di energia elettrica e calore. Mentre in un impianto CHP l’energia primaria richiesta sottoforma di combustibile è pari a 100 “unità”, con un sistema di produzione separata (SHP, Separated Heat and Power) tale richiesta è assai superiore. In questo caso è infatti necessario fare funzionare una centrale termoelettrica per produrre l’elettricità, dissipando il calore da questa prodotto, ed è inoltre necessario ricorrere ad una caldaia per soddisfare la richiesta termica dell’utenza. Nel caso dunque di sistema SHP l’energia primaria richiesta è pari a 162 “unità”, evidentemente superiore a quella necessaria per soddisfare lo stesso fabbisogno di energia elettrica e termica con un impianto cogenerativo.

 

 

VANTAGGI E LIMITI DELLA COGENERAZIONE

E' possibile sintetizzare i principali vantaggi legati all’utilizzo di un impianto cogenerativo in luogo di un sistema per la generazione separata di
calore ed energia elettrica:


1. Minor consumo di energia primaria grazie alla maggior efficienza del sistema

2. Minori emissioni in atmosfera di gas climalteranti ed altre sostanze inquinanti

3. Riduzione delle perdite per trasmissione

4. Possibilità di diminuire i rischi di interruzione del servizio

 

I principali limiti di cui è tenere conto nella valutazione di un impianto cogenerativo sono:

1. Presenza e vicinanza dell’utenza termica: perché un impianto cogenerativo possa essere realizzato è necessario che nelle vicinanze di questo sia presente una utenza termica. Questo limite può comunque essere facilmente superato per mezzo della microcogenerazione.

2. Contemporaneità delle utenze: un’altra condizione perché un impianto cogenerativo possa essere sfruttato in maniera opportuna è che la richiesta di energia termica ed elettrica siano contemporanee.

3. Compatibilità delle temperature: non tutti gli impianti cogenerativi rendono disponibile calore alla medesima temperatura.

4. Flessibilità dell’impianto: pur essendo presenti in maniera contemporanea la domanda di calore ed energia elettrica da parte di una utenza, talvolta il rapporto tra l’energia richiesta nelle due forme può variare. Può accadere dunque che in certi momenti la richiesta di energia elettrica sia proporzionalmente maggiore di quella termica o viceversa.

Da quanto detto si evince che la soluzione della cogenerazione per risultare tecnicamente ed economicamente fattibile deve essere valutata attentamente, con una analisi approfondita delle utenze (andamento nel tempo dei carichi di energia elettrica e termica) e dei sistemi motori disponibili (ogni utenza può sposarsi meglio con una tecnologia piuttosto che un’altra).

Per coloro interessati ad approfondire il tema, i Ministeri dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e delle Attività Produttive, in collaborazione con RENAEL (Rete Nazionale delle Agenzie Locali per l’Energia), hanno pubblicato una guida alla cogenerazione, nell’ambito della “campagna di informazione, comunicazione ed educazione a sostegno delle fonti  innovabili, del risparmio e dell’uso efficiente dell'energia”.
Il documento, strutturato in maniera chiara ed esauriente, tratta i seguenti argomenti:

  • produzione combinata di elettricità e calore;
  • vantaggi e limiti della cogenerazione;
  • principali tipologie impiantistiche;
  • cogenerazione e trigenerazione;
  • teleriscaldamento;
  • studi di fattibilità;
  • normative di riferimento;
  • esempi applicativi.

SCARICA QUI la GUIDA ALLA COGENERAZIONE

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