Prosegue quest’oggi per la rubrica Energia e Futuro il tema affrontato nel precedente post, ovvero la Cogenerazione.
Dopo avere sviluppato alcune considerazione di carattere generale ed avere illustrato le principali tecnologie impiegate per la cogenerazione è ora il momento di entrare più nello specifico dell’argomento parlando di Microcogenerazione e Trigenerazione.
MICROCOGENERAZIONE E TRIGENERAZIONE
La cogenerazione attraverso l’impiego di turbine a gas e motori a combustione interna può trovare applicazione in moltissimi scenari nei quali la richiesta elettrica e termica presentano livelli non elevati se comparati al settore industriale, come ad esempio strutture alberghiere, centri sportivi, edifici adibiti ad uffici nei quali il consumo elettrico non raggiunge livelli elevati mentre la richiesta di energia termica diviene soprattutto quella per usi termico-sanitari.
Nel caso in cui l’impianto cogenerativo permetta di seguire la reale richiesta di energia (soprattutto elettrica) dell’utenza si ha un funzionamento che poco interferisce con la rete elettrica nazionale, mentre nel caso in cui sia necessario integrare o cedere energia dalla rete diventa necessario, in caso di forte diffusione della generazione distribuita, l’adozione di una rete di trasporto di tipo “intelligente” (Smart Grid), ovvero in grado di operare non più con pochi punti di produzione bensì con molti di questi, e tale questione risulta molto dibattuta per via dei problemi da superare per la sua gestione efficiente ed affidabile.
E’ altresì possibile ipotizzare uno scenario di utilizzo ristretto a singoli complessi abitativi, dove provvedere alla sostituzione della caldaia per il riscaldamento centralizzato con una unità cogenerativa di piccola potenza (quasi esclusivamente un motore a combustione interna, come la soluzione rappresentata nella seguente immagine a titolo di esempio) che produce la potenza elettrica per le varie utenze ed il calore per il riscaldamento:
A titolo di esempio si può ipotizzare un palazzo con 40 appartamenti ed una potenza elettrica unitaria pari alla fornitura standard residenziale dell’ENEL di 3kW.
La potenza elettrica richiesta all’unità cogenerativa saranno pertanto 40·3kW = 120kW elettrici.
Tale potenza elettrica rappresenta circa il 40% della potenza totale del combustibile, della quale circa il 10% viene perduto a causa di irreversibilità meccaniche (attriti) ed il restante 50% sotto forma di calore, pertanto si ha a disposizione un potenziale di circa 150kW termici che è possibile recuperare (ovviamente con il dovuto rendimento) per gli usi termico-sanitari del palazzo.
A causa della stagionalità della richiesta termica per questo tipo di utenza, è evidente come tale soluzione possa diventare antieconomica durante i mesi nei quali non si opera il recupero termico.
Un modo per ovviare a tale problema consiste nell’impiego di sistemi frigoriferi ad assorbimento che, utilizzando il calore prodotto dall’impianto, possono operare la climatizzazione delle utenze, pertanto si parla di Trigenerazione, ovvero di produzione combinata di Energia Elettrica, Termica e “Frigorifera”, secondo il seguente schema:
Ovviamente in un contesto residenziale ci si scontra con problemi di gestione “condominiale” tali da rendere molto difficile l’impiego di tali soluzioni, ma nell’ambito di strutture adibite ad uffici (si pensi ad esempio alle banche) tale soluzione risulta più gestibile e fattibile.
COGENERAZIONE: IL FUTURO
E’ abbastanza realistico ipotizzare uno sviluppo della cogenerazione soprattutto per quanto riguarda impianti di ridotta potenza, mentre per quanto riguarda le tecnologie che verranno adottate si può ritenere che le celle a combustibile, parallelamente alla loro introduzione per la produzione elettrica, riceveranno un notevole impulso anche per la produzione di energia termica, mentre le tecnologie ormai consolidate proseguiranno nella strada del miglioramento tecnologico.
Anche per oggi è tutto, vi aspetto lunedì prossimo, sempre sulla rubrica Energia e Futuro, sempre su AppuntiDigitali.
