Cogenerazione energetica: efficienza, risparmio e sostenibilitò

Un aspetto sempre più rilevante della cogenerazione moderna riguarda la sua integrazione con le energie rinnovabili e i sistemi di smart grid. Le nuove tecnologie permettono infatti di collegare gli impianti di cogenerazione con pannelli fotovoltaici, sistemi di accumulo e reti intelligenti di distribuzione, creando una produzione energetica flessibile, efficiente e a basse emissioni. Questo approccio, sostenuto anche dal PNRR e dagli obiettivi del Green Deal europeo, favorisce la transizione verso un modello di energia decentralizzata, in cui edifici, imprese e comunità energetiche possono diventare produttori attivi, riducendo la dipendenza dalle grandi centrali tradizionali e contribuendo in modo concreto alla decarbonizzazione del sistema energetico nazionale.

La cogenerazione ad alto rendimento rappresenta una risposta strategica alla crescente domanda energetica efficiente e al contempo uno strumento concreto per ridurre le emissioni e i costi operativi.

La cogenerazione energetica è un sistema progettato per generare simultaneamente energia elettrica e energia termica a partire da un’unica fonte energetica, consentendo di recuperare quel calore residuo che altrimenti verrebbe disperso nel processo di produzione separata. Questo approccio permette di elevare sensibilmente l’efficienza energetica, ottimizzando l’utilizzo del combustibile impiegato.

Alla base del funzionamento c’è un impianto noto come cogeneratore, o in inglese CHP (Combined Heat and Power), concepito per estrarre la massima potenza utile dal combustibile e ridurre al minimo gli sprechi energetici. In termini concreti, il sistema trasforma il combustibile in potenza meccanica, produce elettricità mediante un alternatore e recupera il calore residuo tramite un opportuno sistema di scambio termico.

Le quattro fasi della cogenerazione energetica

Nel dettaglio, il funzionamento si articola in quattro fasi: in primo luogo, una turbina o un motore bruciano il combustibile per generare energia meccanica; in secondo luogo, tale energia viene convertita in energia elettrica, pronta per la rete; terzo, il calore residuo – anziché essere semplicemente disperso – viene catturato tramite uno scambiatore termico; infine, questa energia termica recuperata trova applicazione in riscaldamento, produzione di acqua calda sanitaria o processi industriali. Questo tipo di impianto risulta particolarmente indicato in ambiti nei quali sono contemporaneamente richiesti calore ed elettricità: pensiamo ad esempio agli ospedali, agli alberghi, agli impianti industriali o ai distretti energetici.

Cogenerazione in base alle fonti primarie utilizzate

Gli impianti di cogenerazione si distinguono in base alla fonte primaria utilizzata:

• la cogenerazione a gas naturale è oggi la modalità più diffusa, impiegando motori a combustione o turbine a gas e catturando il calore residuo per impieghi termici;
• la cogenerazione a biomassa, che utilizza scarti agricoli, legna o rifiuti organici come combustibile, trasformando il calore in energia elettrica tramite motore o turbina a vapore;
• la cogenerazione ad alto rendimento (CAR), dove si impiegano tecnologie avanzate quali celle a combustibile o cicli combinati, per massimizzare il rendimento complessivo e ridurre in modo significativo gli sprechi energetici.

Quanto costa un impianto di cogenerazione energetica?

È bene tenere presente che l’installazione di un impianto di cogenerazione richiede un investimento iniziale consistente: la dimensione dell’impianto, la tecnologia scelta, la potenza installata, la configurazione e la disponibilità del combustibile sono tutti elementi che incidono sul costo finale. Fortunatamente, in Italia e in Europa sono previsti incentivi fiscali, detrazioni ed agevolazioni per favorire l’adozione della cogenerazione ad alto rendimento, che possono permettere il ritorno dell’investimento in un arco che va dai 3 ai 10 anni secondo contesti e dimensioni. Ad esempio, studi recenti indicano un risparmio sui costi dell’energia fino al 30% e un fabbisogno di materia prima inferiore del 10-30% rispetto a sistemi tradizionali.

Vantaggi della cogenerazione

I vantaggi offerti dalla cogenerazione sono molteplici: in primis, livelli di rendimento molto superiori rispetto ai sistemi in cui calore e elettricità vengono prodotti separatamente. Si aggiunge la possibilità di una maggiore autonomia energetica, caratteristica preziosa in contesti dove l’approvvigionamento elettrico può risultare volatile o costoso. Inoltre, l’eventuale energia elettrica in eccesso prodotta può essere immessa nella rete nazionale o ceduta tramite sistemi di scambio, generando un ulteriore valore. Sul piano ambientale, la cogenerazione contribuisce alla riduzione delle emissioni di gas serra e altri inquinanti, grazie all’uso più efficiente della fonte primaria.

Fonti normative

In termini normativi, in Europa la direttiva 2004/8/CE ha riconosciuto la “produzione combinata di energia elettrica e calore ad alto rendimento”, recepita in Italia con il D.Lgs. n. 20/2007 e successivi provvedimenti. È tuttavia fondamentale sottolineare che non tutti i contesti risultano adatti: la cogenerazione dà il massimo beneficio quando sussiste una domanda costante e simultanea di elettricità e calore, come avviene in ambiti industriali o terziari dotati di processi energetici continui. In assenza di queste condizioni, la convenienza economica può risultare più limitata.

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