Cogenerazione e trigenerazione sono due tecnologie che permettono di produrre contemporaneamente energia elettrica e calore utile, a partire da un’unica fonte di energia primaria. La differenza principale sta nel fatto che la trigenerazione produce anche energia frigorifera, oltre a elettricità e calore.
Come funziona la cogenerazione?
In un impianto di cogenerazione, il combustibile alimenta un motore primo, come una turbina a gas o un motore alternativo, che produce energia elettrica. Il calore residuo generato dal motore primo viene poi recuperato e utilizzato per alimentare sistemi di riscaldamento, acqua calda sanitaria o processi industriali.
Come funziona la trigenerazione?
In un impianto di trigenerazione, il calore residuo della cogenerazione viene ulteriormente utilizzato per produrre energia frigorifera mediante un gruppo frigorifero ad assorbimento. Questo gruppo sfrutta il calore per far evaporare un fluido refrigerante, che produce freddo all’aumentare della sua pressione. L’energia frigorifera può essere utilizzata per il condizionamento di edifici, processi industriali o la conservazione di alimenti e medicinali.
In un impianto di cogenerazione o trigenerazione, un assorbitore è un dispositivo che sfrutta un ciclo di assorbimento per produrre energia frigorifera a partire da calore residuo tramite le caratteristiche del bromuro di litio (LiBr)
Vantaggi della cogenerazione e trigenerazione:
Risparmio energetico: la cogenerazione e la trigenerazione possono raggiungere un’efficienza energetica complessiva del 80-90%, contro il 30-40% delle centrali elettriche tradizionali. Questo significa che si produce più energia con meno combustibile, con un conseguente risparmio economico e una riduzione delle emissioni.
Riduzione delle emissioni: la produzione combinata di energia elettrica, calore e freddo permette di ridurre le emissioni di gas serra e inquinanti atmosferici.
Minore impatto ambientale: gli impianti di cogenerazione e trigenerazione sono generalmente più compatti e richiedono meno spazio rispetto a due o tre impianti separati.
Maggiore flessibilità: la cogenerazione e trigenerazione permettono di adattare la produzione di energia elettrica, calore e freddo alle specifiche esigenze del sistema.
Applicazioni della cogenerazione e trigenerazione:
- Distretti di teleriscaldamento e teleraffrescamento: la cogenerazione e trigenerazione sono ampiamente utilizzate per la produzione di calore e freddo per i sistemi di teleriscaldamento e teleraffrescamento che alimentano abitazioni, edifici e data center.
- Industrie: la cogenerazione e trigenerazione possono fornire alle industrie sia energia elettrica, calore che freddo per i loro processi produttivi.
- Ospedali: le strutture che richiedono una fornitura costante di energia elettrica, calore e freddo sono ottimi candidati per la cogenerazione e trigenerazione.
In Italia, la cogenerazione e trigenerazione sono incentivate da diverse normative e hanno un ruolo importante nel raggiungimento degli obiettivi di efficienza energetica e riduzione delle emissioni.
Fonti energetiche primarie
Gli impianti di cogenerazione possono essere alimentati da una varietà di fonti energetiche primarie, che possono essere suddivise in due categorie principali:
Fonti fossili:
- Gas naturale: è la fonte più comunemente utilizzata negli impianti di cogenerazione, grazie alla sua elevata efficienza e facilità di utilizzo.
- Gasolio: può essere utilizzato in impianti di cogenerazione di piccola e media taglia, soprattutto in zone non servite dalla rete del gas metano.
- Olio combustibile: viene utilizzato principalmente in impianti di grandi dimensioni.
- Carbone: il suo utilizzo è in calo a causa delle sue emissioni inquinanti e dei bassi costi delle fonti rinnovabili.
Fonti rinnovabili:
- Biomasse: come legno, scarti agricoli e rifiuti organici, rappresentano una fonte di energia rinnovabile e sostenibile per la cogenerazione.
- Biogas: prodotto dalla decomposizione di materiale organico, può essere utilizzato in impianti di cogenerazione di piccola e media taglia.
- Geotermia: il calore della terra può essere utilizzato per produrre energia elettrica e calore in impianti di cogenerazione geotermici.
- Solare: l’energia solare può essere utilizzata per produrre energia elettrica che può essere integrata con un sistema di cogenerazione alimentato da gas o biomasse.
La scelta della fonte energetica primaria dipende da diversi fattori, tra cui:
- Disponibilità e costo del combustibile: è importante scegliere una fonte energetica primaria che sia facilmente reperibile e abbia un costo competitivo.
- Esigenze energetiche del sistema: la potenza e la flessibilità dell’impianto di cogenerazione devono essere adeguate alle esigenze energetiche del sistema.
- Impatto ambientale: è importante scegliere una fonte energetica primaria che abbia un basso impatto ambientale.
- Normative vigenti: le normative locali e nazionali possono influenzare la scelta della fonte energetica primaria.
