ProduzioneSistemi di cogenerazione
La cogenerazione, nota anche come CHP (Combined Heat and Power), è la produzione congiunta e contemporanea di energia elettrica (o meccanica) e calore utile a partire da una singola fonte energetica, attuata in un unico sistema integrato. La cogenerazione, utilizzando il medesimo combustibile per due utilizzi differenti, mira ad un più efficiente utilizzo dell’energia primaria, con relativi risparmi economici soprattutto nei processi produttivi laddove esista una forte contemporaneità tra prelievi elettrici e prelievi termici.
Generalmente i sistemi CHP sono formati da un motore primario, un generatore, un sistema di recupero termico ed interconnessioni elettriche.
Il motore primario è un qualunque motore utilizzato per convertire il combustibile in energia meccanica, il generatore la converte in energia elettrica, mentre il sistema di recupero termico raccoglie e converte l’energia contenuta negli scarichi del motore primario, in energia termica utilizzabile.
La produzione combinata può incrementare l’efficienza di utilizzo del combustibile fossile fino ad oltre l’80%; a ciò corrispondono minori costi e minori emissioni di inquinanti e di gas ad effetto serra, rispetto alla produzione separata di elettricità e di calore.
Rispetto alle centrali elettriche, la cogenerazione ha natura distribuita e si realizza mediante piccoli impianti che sono in grado di generare calore ed elettricità per grandi strutture (es. ospedali, alberghi ecc.) o piccoli centri urbani. La combustione nelle piccole centrali a cogenerazione raggiunge risparmi fino al 40% nell’utilizzo delle fonti primarie di energia.
Tipologie di impianti cogenerativi
Il più comune esempio di impianto cogenerativo è quello realizzato con turbogas/motore alternativo e caldaia a recupero. I fumi del turbogas o del motore alternativo vengono convogliati attraverso un condotto fumi nella caldaia a recupero. Il recupero può essere semplice, qualora non esista un postbruciatore, o un recupero con postcombustione in caso contrario. I fumi in caldaia permettono di produrre acqua calda, vapore saturo o vapore surriscaldato.
Solitamente si utilizza:
* acqua calda per scopi di riscaldamento;
* vapore saturo per utenze industriali;
* vapore surriscaldato per turbine a vapore e utenze.
In definitiva si ha produzione di energia elettrica attraverso l’alternatore accoppiato al turbogas ed eventualmente attraverso l’alternatore accoppiato al turbovapore e produzione di energia termica sotto forma di vapore, sfruttato poi dalle utenze connesse. In presenza di turbovapore si ottiene un ciclo combinato in cui la dispersione energetica è minima e consiste in maggior parte nel calore buttato in atmosfera dai fumi in uscita dalla caldaia a recupero.
Vantaggi della cogenerazione
Il primo vantaggio della cogenerazione è evidentemente economico: un impianto cogenerativo correttamente dimensionato consente elevati risparmi energetici dell’ordine del 25-40%, ed un pay-back dell’investimento intorno ai 36-50 mesi.
Oltre al beneficio derivante dal miglior uso del combustibile rispetto alla generazione termoelettrica tradizionale, la presenza di un impianto di cogenerazione ben dimensionato consente di aumentare la sicurezza della fornitura elettrica e di migliorare la qualità, proteggendo da interruzioni e cali di tensione.
La cogenerazione è una strategia di risparmio energetico con utilizzo dell’energia scaricata inutilmente nelle centrali termoelettriche, nei gruppi elettrogeni, nei rifiuti solidi urbani e nelle biomasse.