La cogenerazione è un sistema per la produzione in concomitanza di energia elettrica e energia termica. Gli impianti di cogenerazione sono stati ideati aggiungendo un sistema di recupero del calore disperso agli impianti per la produzione di energia elettrica tradizionali turbogas o generatori di vapore.

La differenza essenziale tra le due tipologie tradizionali è che la prima sfrutta l’aria, la riscalda attraverso la combustione in miscela col gas naturale (più raramente biomasse) e la manda in turbina; la seconda trasforma l’acqua in vapore con un generatore di vapore e manda quest’ultimo in turbina.

banner lampadine led eurocali

Gli altri due componenti sono praticamente uguali per le due tecnologie: la turbina, appunto, che viene fatta girare dalla miscela aria-gas o dal vapore per trasformare l’energia termica in energia meccanica; un alternatore che permette di ultimare la conversione in energia elettrica da immettere sulla rete.

impianto di cogenerazione

Il grosso problema di entrambi i tipi di impianti è che hanno rendimenti bassi, intorno al 40%, perché hanno grossi perdite dovute ai prodotti della combustione. I fumi caldi uscenti dalla centrale hanno temperature elevate e devono essere smaltiti in ambiente (in un corso d’acqua o in aria tramite alti camini).

Da qui l’idea di integrare agli impianti tradizionali con uno o più recuperatori di calore, in grado di utilizzare il calore proveniente dai fumi di scarico e utilizzarlo ad esempio per riscaldare un fluido da immettere in turbina e produrre altra elettricità (ciclo combinato, rendimenti 60%) o sfruttarlo per il teleriscaldamento. Tale recupero consente un risparmio energetico e un vantaggio ambientale (riduzione delle emissioni e dello spargimento degli inquinanti).

A proposito del Teleriscaldamento…

schema funzionamento impianto di teleriscaldamento

Il teleriscaldamento è una tecnologia in espansione in tutta Italia, che permette di utilizzare il calore in eccesso proveniente dalle centrali elettriche tradizionali per riscaldare dell’acqua localizzata all’interno di tubi sotterranei e coibentati che la trasportano fino all’interno di varie tipologie di edifici, per lo più residenziali, ai fini di riscaldare l’ambiente desiderato e introdurre nelle abitazioni acqua calda sanitaria.

Con questo meccanismo si rende inutile l’utilizzo delle caldaie installate nelle case, perché il calore viene prodotto in centrali lontane dai centri abitati, aumentando la sicurezza delle case e la continuità dell’approvvigionamento.

L’insieme di cogenerazione e teleriscaldamento è molto diffuso nel Nord Europa, ma dagli anni ’70 è presente anche in Italia. Il primo comune a installare un impianto di questo tipo fu la città di Brescia, seguita da Torino, che ha però tutt’ora ha una capacità decisamente maggiore rispetto alla gran parte degli impianti dello stesso tipo italiano, il che la rende una delle maggiori utilizzatrici di teleriscaldamento del continente.

LOMBARDIA

Come già citato la città di Brescia ha un impianto di teleriscaldamento con il quale è in grado di soddisfare la richiesta per il riscaldamento e per l’acqua calda sanitaria di circa il 70% degli ambienti domestici e lavorativi, grazie a due centrali cogenerative e ad un impianto di termovalorizzazione (che ricava calore dalla combustione dei rifiuti). Anche il capoluogo Milano ha una rete di teleriscaldamento alimentata dal termovalorizzatore “Sillaz” che, grazie ad un impianto a ciclo cogenerativo, è in grado di produrre una potenza di picco pari a 160 MW termici.

PIEMONTE

La gente di Torino ha sempre prestato particolare attenzione al problema della qualità dell’aria: la conformazione della città, localizzata in una “conca” e circondata da colline e montagne, non permette infatti un adeguato ricambio dell’aria per garantirne un’adeguata qualità. L’unica soluzione per i torinesi è allora quella di introdurre in atmosfera la minima quantità possibile di inquinanti. Per questo le autorità energetiche piemontesi (negli anni ’80 AEM, ora IREN) hanno convertito negli anni ’90 diversi impianti termoelettrici tradizionali in cogenerativi, arrivando a installare più di 470 km di tubazioni e servendo il 55% circa delle abitazioni, dati che nel 2012 la hanno resa la città più “teleriscaldata” del continente.

LAZIO

Il teleriscaldamento è arrivato anche dalle parti della capitale Roma dal 1984, grazie alla centrale di cogenerazione di Tor di Valle che rifornisce con questa tecnologia circa 23 mila abitanti, nelle zone di Torrino sud e Mostacciano.

Ho citato questi tre esempi perchè mi sembrava fossero i più interessanti, ma ci sono impianti di questo tipo anche in Emilia-Romagna, in Veneto e in Alto Adige.

Da un documento recentemente predisposto dal GSE (Gestore Servizi Energetici) è indirizzato al Ministero dello Sviluppo Economico è emerso come la potenzialità di queste due tecnologie sia ancora più ampia: “Il potenziale di sviluppo della CAR (cogenerazione ad alto rendimento) nei settori finali di utilizzo può essere incrementato, sulla base delle condizioni economiche e di consumo attuali, di 1.236 ktep (migliaia di tonnellate equivalenti di petrolio)”. “Nel settore del teleriscaldamento, invece, il potenziale riscontrato risulta pari a un incremento di 359 ketchup. A tale potenziale incremento contribuisce la produzione di calore basata sullo sfruttamento delle biomasse per 115 ktep e lo sfruttamento della termovalorizzazione dei rifiuti per ulteriori 49 ktep”.

Abbiamo quindi sperimentato positivamente un insieme di tecnologie per alzare il rendimento degli impianti termoelettrici, diminuirne le perdite, limitarne l’emissione di inquinanti e queste tecnologie hanno un margine di crescita dovuto anche all’utilizzo di combustibili non fossili, come le biomasse. Sarebbe da pazzi non proseguire in questa direzione, non credete?

Sei interessato a questa tematica?
Fabio

Author Fabio

Studente di Ingegneria Energetica presso il Politecnico di Torino. Appassionato di tematiche ambientali, coglie sempre l'occasione per scambiare concetti e idee.

More posts by Fabio