La cogenerazione

Il termine cogenerazione indica la produzione combinata di energia elettrica e termica, ovvero di corrente e calore. A differenza della generazione separata, che comporta grandi perdite di energia, la cogenerazione offre un'efficienza molto elevata, che si traduce in un minor consumo di combustibile, minori emissioni di gas serra e maggiore risparmio.

Nella cogenerazione, l'energia viene prodotta in modo decentralizzato, direttamente sul luogo di consumo. Una centrale elettrica convenzionale è il punto nodale di un'infrastruttura di distribuzione energetica. Nella cogenerazione, invece, l'energia viene generata in modo completamente indipendente dalla rete pubblica, aumentando la sicurezza dell'approvigionamento.

I componenti di base di un cogeneratore sono motore, generatore, scambiatore di calore, oltre ai dispositivi di controllo e manovra. A questi si aggiungono in genere componenti supplementari come sistemi di scarico o dispositivi per l'aria di mandata e ritorno. L'allestimento esatto dipende dall'applicazione specifica.

Il motore a combustione aziona il generatore, che produce elettricità. Il calore generato dalla combustione non viene smaltito in ambiente, come avviene ad esempio nel settore automobilistico, bensì messo a disposizione della rete di riscaldamento tramite lo scambiatore di calore. In questo modo, fino al 98% dell'energia del combustibile utilizzato viene sfruttata sotto forma di corrente e calore.

I cogeneratori possono fornire ben più che solo riscaldamento o acqua calda. Permettono, infatti, di generare anche calore di processo attraverso la produzione di vapore saturo, l'aria calda o l'olio diatermico. Queste applicazioni vengono normalmente utilizzate nei processi di produzione industriale.

Nei cogeneratori a motore endotermico, di solito, vale questo principio: più grande è il cogeneratore, o la sua potenza elettrica, tanto maggiore è, in genere, il rendimento. Invece, nei prodotti 2G, il rendimento è sempre molto elevato, anche nelle taglie minori. 

Gli impianti possono funzionare con combustibili sia fossili sia rinnovabili. Per i motori diesel si impiegano combustibili liquidi come gasolio, olio combustibile, olio vegetale o biodiesel. Le sostanze gassose come il gas naturale, il gas liquido e il biogas (così come i cosiddetti gas poveri, che contengono solo una piccola percentuale di metano, come ad esempio gas da digestione anaerobica, gas di depurazione o discarica) vengono utilizzate nei motori a ciclo Otto, nei motori a doppia alimentazione o nelle turbine a gas.

Nell'ambito della transizione energetica viene data grande importanza all'utilizzo dell'idrogeno come vettore energetico che consente di azzerare le emissioni di anidride carbonica, se viene ricavato con l'utilizzo di energie rinnovabili, come eolica e solare. Gli impianti di cogenerazione 2G sono già oggi in grado di trasformare l'idrogeno 100% in energia elettrica e calore perché possono essere alimentati da questo prezioso elemento.

Gli impianti di cogenerazione sono disponibili in diverse classi di potenza: il portfolio prodotti di 2G comprende impianti con una potenza elettrica che va dai 20 ai 4.500 kW, andando così a coprire un ampio spettro di applicazioni. Poiché ogni cogeneratore 2G viene adattato individualmente al proprio campo di applicazione e progettato come parte di una soluzione completa, le considerazioni sull'efficienza economica giocano un ruolo centrale fin dall'inizio.

I cogeneratori possono lavorare in modalità ad inseguimento elettrico o termico. Nell'inseguimento elettrico, la produzione di elettricità è funzionale al fabbisogno di corrente dell'utente; nell'inseguimento termico, il motore modula in base al calore necessario all'impianto da servire. All'occorrenza si possono coprire anche altri fabbisogni energetici, come ad esempio la produzione di acqua refrigerata.

L'obiettivo è ottenere un funzionamento elevato e continuo della macchina e, quindi, delle capacità produttive disponibili. Nell'ambito della produzione energetica da fonti rinnovabili, che per loro natura sono incostanti e non programmabili, la fornitura energetica che consente di regolare e compensare le mancanze imputabili all'assenza di vento o sole, diviene sempre più importante. È esattamente qui che entra in gioco la cogenerazione, soddisfando alla perfezione questa esigenza.

Il cuore di un impianto di cogenerazione è un motore a scoppio, che aziona un alternatore. Se la cogenerazione possa essere considerata un'energia rinnovabile dipende, quindi, dal combustibile impiegato.

Una cosa è certa: anche quando si utilizzano combustibili fossili come il gas naturale, l'efficienza è notevolmente maggiore rispetto alla produzione convenzionale di energia. Inoltre, i gas nocivi provenienti da discariche, impianti di depurazione o reflui zootecnici possono essere utilizzati per alimentare i motori di cogenerazione sottraendoli, quindi, al loro rilascio in ambiente e trasformandoli in energia. 

Già oggi, la cogenerazione contribuisce a ridurre in modo significativo le emissioni di gas serra. Inoltre, grazie alla possibilità di convertire facilmente un cogeneratore 2G all'alimentazione a idrogeno, le basi per un funzionamento a zero emissioni sono già oggi disponibili. La cogenerazione, dunque, è molto più di una tecnologia ponte: è il pilastro della transizione energetica.