Cogenerazione
Che cos'è un impianto di cogenerazione
La cogenerazione è la produzione contestuale di energia elettrica e calore a partire da una singola fonte energetica, realizzata in un unico sistema integrato grazie alla combinazione di tecnologie sperimentate e affidabili.
Qualsiasi impianto che genera energia elettrica, infatti, produce anche calore di scarto, che questa tecnologia permette di sfruttare attraverso motori endotermici, i quali possono fornire da pochi kW fino ad alcune decine di MW e rendono dissipabile calore a temperature adatte per utilizzi industriali e civili.
Il progresso tecnico ha affiancato a queste macchine interessanti sistemi di recupero del calore, ampliando enormemente il potenziale della cogenerazione.
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.
In confronto 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 o piccoli centri urbani. La combustione nelle piccole centrali a cogenerazione raggiunge risparmi fino al 40% nell’utilizzo delle fonti primarie di energia.
La cogenerazione è la produzione contestuale di energia elettrica e calore a partire da una singola fonte energetica, realizzata in un unico sistema integrato grazie alla combinazione di tecnologie sperimentate e affidabili.
Qualsiasi impianto che genera energia elettrica, infatti, produce anche calore di scarto, che questa tecnologia permette di sfruttare attraverso motori endotermici, i quali possono fornire da pochi kW fino ad alcune decine di MW e rendono dissipabile calore a temperature adatte per utilizzi industriali e civili.
Il progresso tecnico ha affiancato a queste macchine interessanti sistemi di recupero del calore, ampliando enormemente il potenziale della cogenerazione.
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.
In confronto 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 o piccoli centri urbani. La combustione nelle piccole centrali a cogenerazione raggiunge risparmi fino al 40% nell’utilizzo delle fonti primarie di energia.
A chi conviene
La cogenerazione è particolarmente indicata per tutte le realtà in cui alla normale richiesta di riscaldamento invernale, si affianca una grossa richiesta di acqua calda sanitaria anche nella stagione estiva.
Nel caso in cui sia anche richiesta frigoria, si parla di trigenerazione (energia elettrica più energia termica calda e fredda).
I principali destinatari necessitano di almeno 3500 ore di calore l’anno.
La cogenerazione è particolarmente indicata per tutte le realtà in cui alla normale richiesta di riscaldamento invernale, si affianca una grossa richiesta di acqua calda sanitaria anche nella stagione estiva.
Nel caso in cui sia anche richiesta frigoria, si parla di trigenerazione (energia elettrica più energia termica calda e fredda).
I principali destinatari necessitano di almeno 3500 ore di calore l’anno.
- Climatizzazione di edifici ad uso abitativo o terziario: ospedali, cliniche, case di riposo, alberghi, centri fitness, piscine, centri commerciali, condomini, uffici e magazzini.
- Utilizzo del calore per processi industriali: industrie galvaniche, concerie, industri alimentari, industrie farmaceutiche processi di essiccazione, processi di pastorizzazione, serre.
- Utilizzo biogas da fonti rinnovabili: discariche, depuratori,di acque reflue, allevamenti di suini e bovini, biomasse di provenienza agricola non alimentare.
Le componenti dell'impianto
Motore primario: un qualunque motore utilizzato per convertire il combustibile in energia meccanica
Generatore: converte l'energia meccanica prodotta dal motore in energia elettrica
Sistema di recupero termico: raccoglie e converte l’energia contenuta negli scarichi del motore primario in energia termica utilizzabile
Interconnessioni elettriche
Gli impianti di cogenerazione con motori endotermici abbinano altissime prestazioni (rendimento elettrico fino al 42%) ed affidabilità (8.000 ore all’anno d’esercizio per una vita utile di 60.000 ore) ai più bassi costi d’investimento.
Grazie a queste caratteristiche sono leader indiscussi delle applicazioni con potenze elettriche fino a 5.000 kW.
Gli impianti di cogenerazione con motori endotermici abbinano altissime prestazioni (rendimento elettrico fino al 42%) ed affidabilità (8.000 ore all’anno d’esercizio per una vita utile di 60.000 ore) ai più bassi costi d’investimento.
Grazie a queste caratteristiche sono leader indiscussi delle applicazioni con potenze elettriche fino a 5.000 kW.
Le tipologie di impianti cogenerativi
L’impianto di cogenerazione più comune è quello realizzato con turbogas o motore alternativo e caldaia a recupero.
I fumi del turbogas o del motore alternativo vengono convogliati attraverso un condotto nella caldaia a recupero, nella quale permettono di produrre acqua calda, vapore saturo o vapore surriscaldato, utilizzati solitamente per le seguenti esigenze:
La trigenerazione consente di ottenere contestualmente elettricità, calore e raffrescamento.
La trasformazione dell’energia termica in energia frigorifera è resa possibile dall’impiego di un cogeneratore abbinato a un gruppo frigorifero ad assorbimento il cui funzionamento si basa su trasformazioni di stato del fluido refrigerante (acqua) in combinazione con la sostanza utilizzata quale assorbente.
In un sistema di trigenerazione il rendimento globale aumenta perché viene sfruttata una maggiore percentuale di potere calorifico del combustibile. Vengono infatti utilizzati più di 4/5 di energia, poiché il calore è recuperato direttamente (funzionamento cogenerativo) o come fonte per il ciclo frigorifero (funzionamento trigenerativo).
L’impianto di cogenerazione più comune è quello realizzato con turbogas o motore alternativo e caldaia a recupero.
I fumi del turbogas o del motore alternativo vengono convogliati attraverso un condotto nella caldaia a recupero, nella quale permettono di produrre acqua calda, vapore saturo o vapore surriscaldato, utilizzati solitamente per le seguenti esigenze:
- acqua calda per scopi di riscaldamento
- vapore saturo per utenze industriali
- vapore surriscaldato per turbine a vapore e utenze
La trigenerazione consente di ottenere contestualmente elettricità, calore e raffrescamento.
La trasformazione dell’energia termica in energia frigorifera è resa possibile dall’impiego di un cogeneratore abbinato a un gruppo frigorifero ad assorbimento il cui funzionamento si basa su trasformazioni di stato del fluido refrigerante (acqua) in combinazione con la sostanza utilizzata quale assorbente.
In un sistema di trigenerazione il rendimento globale aumenta perché viene sfruttata una maggiore percentuale di potere calorifico del combustibile. Vengono infatti utilizzati più di 4/5 di energia, poiché il calore è recuperato direttamente (funzionamento cogenerativo) o come fonte per il ciclo frigorifero (funzionamento trigenerativo).
Alimentazione e combustibili
Oltre ai tradizionali combustibili fossili e al metano, un impianto di cogenerazione può essere alimentato attraverso tecnologie che utilizzano fonti energetiche rinnovabili (fotovoltaico, idroelettrico, eolico), combustibili rinnovabili (biogas da biomasse e olii vegetali, come olio di colza, di girasole o di palma) o combustibili alternativi (biogas da discarica).
Biogas
Tutti i cogeneratori installati da E++ possono essere alimentati da biogas da discarica, biogas da depurazione civile e indistriale, biogas da digestione anaerobica di liquami zootecnici.
Dato che le proprietà chimiche del biogas sono particolarmente aggressive per i componenti meccanici del cogeneratore, viene dapprima effettuata una purificazione attraverso sistemi di deumidificazione tramite frigoriferi e con apparati di desolforazione per l’abbattimento dell’acido solfidrico nel caso del biogas da depurazione.
Olio vegetale
Se alimentati con questo combustibile, il Gestore dei Servizi Elettrici qualifica i cogeneratori come Impianti Alimentati da Fonte Rinnovabile ed essi godono dunque dell’incentivazione costituita dai Certificati Verdi.
Condizione imprescindibile per aver riconosciuto questo incentivo, tuttavia, è che l’olio vegetale non subisca alcun trattamento chimico di esterificazione: l’unica lavorazione che può subire l’olio è la spremitura e flitrazione di vari tipi di semi (girasole, colza, palma, ad esempio).
La particolare composizione chimica e fisica dell’olio vegetale fa sì che i motori utilizzati vengano opportunamente modificati al fine di poter garantire le massime prestazioni di cogenerazione, garantite da E++.
Biomassa da liquame animale
Il refluo zootecnico, prevalentemente liquido, ha una percentuale di sostanza secca variabile dal 2 al 5% e un elevato contenuto di COD (Carbonio presente), che favorisce la produzione di metano.La raccolta avviene tramite una canalizzazione che si diparte dalle stalle e confluisce verso una vasca di dimensioni sufficienti per la raccolta annua dei reflui. Da qui essi vengono prelevati con continuità e fatti convergere al motore per la produzione di energia elettrica e termica.
Oltre ai tradizionali combustibili fossili e al metano, un impianto di cogenerazione può essere alimentato attraverso tecnologie che utilizzano fonti energetiche rinnovabili (fotovoltaico, idroelettrico, eolico), combustibili rinnovabili (biogas da biomasse e olii vegetali, come olio di colza, di girasole o di palma) o combustibili alternativi (biogas da discarica).
Biogas
Tutti i cogeneratori installati da E++ possono essere alimentati da biogas da discarica, biogas da depurazione civile e indistriale, biogas da digestione anaerobica di liquami zootecnici.
Dato che le proprietà chimiche del biogas sono particolarmente aggressive per i componenti meccanici del cogeneratore, viene dapprima effettuata una purificazione attraverso sistemi di deumidificazione tramite frigoriferi e con apparati di desolforazione per l’abbattimento dell’acido solfidrico nel caso del biogas da depurazione.
Olio vegetale
Se alimentati con questo combustibile, il Gestore dei Servizi Elettrici qualifica i cogeneratori come Impianti Alimentati da Fonte Rinnovabile ed essi godono dunque dell’incentivazione costituita dai Certificati Verdi.
Condizione imprescindibile per aver riconosciuto questo incentivo, tuttavia, è che l’olio vegetale non subisca alcun trattamento chimico di esterificazione: l’unica lavorazione che può subire l’olio è la spremitura e flitrazione di vari tipi di semi (girasole, colza, palma, ad esempio).
La particolare composizione chimica e fisica dell’olio vegetale fa sì che i motori utilizzati vengano opportunamente modificati al fine di poter garantire le massime prestazioni di cogenerazione, garantite da E++.
Biomassa da liquame animale
Il refluo zootecnico, prevalentemente liquido, ha una percentuale di sostanza secca variabile dal 2 al 5% e un elevato contenuto di COD (Carbonio presente), che favorisce la produzione di metano.La raccolta avviene tramite una canalizzazione che si diparte dalle stalle e confluisce verso una vasca di dimensioni sufficienti per la raccolta annua dei reflui. Da qui essi vengono prelevati con continuità e fatti convergere al motore per la produzione di energia elettrica e termica.
I vantaggi
Risparmio energetico ed economico
Sfruttando il medesimo combustibile per due usi differenti, la cogenerazione mira ad un più efficiente utilizzo dell’energia primaria: il vantaggio più immediato è dunque il risparmio energetico che ne consegue.
Risparmio energetico ed economico
Sfruttando il medesimo combustibile per due usi differenti, la cogenerazione mira ad un più efficiente utilizzo dell’energia primaria: il vantaggio più immediato è dunque il risparmio energetico che ne consegue.
Facciamo un esempio: con 100 unità di combustibile si cogenerano 38 unità di energia elettrica e 45 di energia termica, mentre per produrre separatamente le stesse unità di energia elettrica e termica, di combustibile ne occorrerebbero 148 unità. Il risparmio in termini di combustibile, quindi, è circa del 35%.
Il risparmio energetico derivante dalla razionalizzazione corrisponde naturalmente ad un risparmio economico per i singoli utenti.
Sempre sotto il profilo economico, la cogenerazione ha dei costi di investimento dai quali si rientra in 36-50 mesi.
Essa, poi, richiede spazi ridotti e consente di aumentare la sicurezza della fornitura elettrica e di migliorare la qualità, proteggendo da interruzioni e cali di tensione.
Il risparmio energetico derivante dalla razionalizzazione corrisponde naturalmente ad un risparmio economico per i singoli utenti.
Sempre sotto il profilo economico, la cogenerazione ha dei costi di investimento dai quali si rientra in 36-50 mesi.
Essa, poi, richiede spazi ridotti e consente di aumentare la sicurezza della fornitura elettrica e di migliorare la qualità, proteggendo da interruzioni e cali di tensione.
Ambiente
La cogenerazione è una tecnologia pulita, poiché, laddove non utilizza già combustibile alternativo o fonti rinnovabili, riduce il consumo di combustibile fossile rispetto alle tecnologie tradizionali, contribuendo dunque all’abbattimento delle emissioni di CO2 in atmosfera e alla conseguente riduzione dell'effetto serra.
Gli impianti di cogenerazione non producono rifiuti da smaltire e concorrono, grazie alla razionalizzazione nell’uso del calore, ad alleviare anche l'inquinamento da riscaldamento.
L’Unione Europea definisce la cogenerazione la soluzione più efficiente per:
La cogenerazione è una tecnologia pulita, poiché, laddove non utilizza già combustibile alternativo o fonti rinnovabili, riduce il consumo di combustibile fossile rispetto alle tecnologie tradizionali, contribuendo dunque all’abbattimento delle emissioni di CO2 in atmosfera e alla conseguente riduzione dell'effetto serra.
Gli impianti di cogenerazione non producono rifiuti da smaltire e concorrono, grazie alla razionalizzazione nell’uso del calore, ad alleviare anche l'inquinamento da riscaldamento.
L’Unione Europea definisce la cogenerazione la soluzione più efficiente per:
- un utilizzo razionale delle fonti primarie d’energia
- una maggiore sicurezza nell’approvvigionamento energetico
- una decisa riduzione di emissioni in atmosfera
L'offerta E++
- Microgenerazione fino a 200 kW
- Piccola cogenerazione fino a 3000 kW
- Trigenerazione
- Servizi connessi (studio delle soluzioni, pratiche amministrative, sviluppo impianti, manutenzione e telecontrollo)
- Soluzioni chiavi in mano
I plus di E++
- Tecnologia: utilizzo dei migliori componenti presenti sul mercato
- Partnership: rapporto diretto con primari costruttori di co e trigeneratori
- Completezza: realizzazione impianti chiavi in mano che comprendono studio, progettazione, realizzazione, pratiche amministrative e servizi di post vendita
- Personalizzazione: possibilità di accesso ad agevolazioni finanziarie e servizi di manutenzione ad hoc
- Integrazione: know-how consolidato su tutte le tecnologie rinnovabili per realizzare impianti che integrano diverse tecnologie e sistemi di controllo anche a distanza
