Come funziona un impianto industriale di cogenerazione?

Gli impianti industriali di cogenerazione sono considerati una tecnologia particolarmente interessante nell’ottica di uno sviluppo futuro perché permettono l’impiego di un solo sistema per ottenere una produzione addirittura doppia di energia.

Per capire come funziona un impianto di cogenerazione, è innanzitutto importante ricordare cosa sia quest’ultima. Si tratta di un processo attraverso il quale un singolo impianto può procedere alla produzione combinata di calore e di energia elettrica: siamo quindi di fronte a un sistema sostenibile e certamente più rispettoso dell’ambiente se paragonato ad altre tipologie di impianto tradizionale, poiché non disperde il calore di scarto ma procede invece a riutilizzarlo trasformandolo in “nuova” energia.

Va da sé che, in contesti particolarmente energivori come l’industria o il terziario, la cogenerazione rappresenti quindi un importantissimo vantaggio non solo perché fornisce sia calore che elettricità, ma anche perché assicura una resa energetica superiore rispetto a quanto farebbero due produzioni energetiche separate.

La fonte di energia primaria utilizzata nei processi di cogenerazione è costituita, almeno al momento attuale, da combustibili fossili come il gasolio o il gas GPL, ma anche da combustibili organici non fossili come il biogas, il biometano, le biomasse e l’olio vegetale. Si stima invece che, nel prossimo futuro, questi sistemi potranno essere equipaggiati di particolari celle a combustibile che permetteranno di sfruttare la reazione dell’idrogeno con l’ossigeno.

Cos’è la cogenerazione e perché è sempre più importante in ambito industriale

Di norma, l’energia termica e l’energia elettrica sono il risultato di due processi specifici e separati: la prima comporta l’impiego di caldaie che trasformano combustibile a elevato valore termodinamico in energia termica dal basso valore termodinamico; la seconda è prodotta di solito da centrali termoelettriche che rilasciano nell’ambiente energia termica a bassa temperatura.

Le industrie (ma anche il terziario) necessitano ovviamente di una disponibilità simultanea di entrambe queste tipologie di energia e, con un impianto di cogenerazione, possono ottenere la loro produzione contemporanea attraverso l’installazione di un unico sistema.

È evidente che una diffusione sempre più marcata di questa tecnologia produrrà quindi una maggiore efficienza abbinata al sensibile risparmio energetico determinato dalle minori quantità di combustibile utilizzato per “alimentare” tali attività. Va infatti ricordato che, se in una tradizionale centrale termoelettrica gran parte dell’energia termica inizialmente prodotta viene sprecata (la percentuale che viene convertita in energia elettrica varia infatti dal 30% al 55%) e dispersa nell’ambiente come calore, negli impianti industriali di cogenerazione il calore viene invece recuperato e utilizzato per altre funzioni, come ad esempio la generazione secondaria di elettricità o la produzione di acqua calda sanitaria.

Tale tecnologia garantisce quindi un aumento concreto della resa energetica complessiva, che sale a una percentuale variabile dal 65% al 90%.

Quali sono i vantaggi degli impianti industriali di cogenerazione?

Ora che abbiamo chiarito cos’è un impianto industriale di cogenerazione e come funziona, vediamo di illustrare in modo chiaro i suoi vantaggi principali.

Oltre alla già citata elevata efficienza energetica garantita dal fatto che tale sistema produce contestualmente due diverse tipologie di energia, un impianto di questo genere si rivela anche estremamente conveniente dal punto di vista economico perché sfrutta il suo stesso calore di scarico trasformandolo in ulteriore energia. In un contesto industriale o legato al terziario, l’abbattimento dei costi sarà inoltre legato anche alle minori risorse richieste per la realizzazione e l’installazione dell’impianto (uno solo anziché due).

Gli impianti industriali di cogenerazione assicurano poi un miglioramento del rendimento complessivo con un abbattimento dei consumi pari al 35%-40%. A livello di sostenibilità, tale diminuzione produce a sua volta una minore emissione in atmosfera, con conseguente riduzione dell’impatto ambientale della produzione di energia termica ed elettrica.

A questi importantissimi vantaggi energetici, economici e ambientali vanno poi sommati quelli che derivano dalle specifiche caratteristiche tecniche di questi impianti. La loro localizzazione vicino all’utenza, ad esempio, riduce le perdite di trasmissione legate alla distribuzione e al trasporto dell’energia, e il loro funzionamento in modalità stand-alone aumenta la sicurezza e riduce i fermo-attività perché minimizza i rischi di interruzione dell’energia causati da problematiche di rete.

Il futuro? Gli impianti di trigenerazione

Se, al momento attuale, gli impianti industriali di cogenerazione si propongono come soluzione efficiente e sostenibile per i settori più energivori, il futuro potrebbe portare ulteriori importanti novità con i sistemi di trigenerazione, che rappresentano in sintesi una versione ancora più evoluta di quelli di cogenerazione.

Il loro funzionamento è facile da intuire: oltre che elettricità e calore, gli impianti di trigenerazione possono produrre anche un’ulteriore tipologia di energia, che è quella frigorifera. Ci troviamo quindi nuovamente di fronte a una tecnologia altamente innovativa per la produzione combinata di energia che, se applicata su larga scala, permetterebbe di raggiungere più facilmente gli obiettivi dell’Agenda ONU 2030 e del Protocollo di Kyoto.