La microcogenerazione e piccola cogenerazione riguardano impianti fino a 1 MW. È una scelta che Pmi, terziario, commercio, hotel e centri sportivi dovrebbero sempre valutare.
Quando si parla di cogenerazione, ossia gli impianti che producono in modo combinato elettricità e calore, si pensa generalmente alle grandi industrie energivore o alle centrali di teleriscaldamento: si tratta di centrali da varie decine di MW di potenza in grado produrre grandi quantità di energia elettrica e termica. Questa tecnologia, invece, è estremamente flessibile e grazie a impianti compatti di piccola taglia (microcogenerazione e piccola cogenerazione) è adatta anche a contesti come le Pmi e le aziende artigiane, al terziario, al commerciale, agli impianti sportivi e alle piscine, alle strutture ricettive (Ospedali, RSA e Hotel), e persino a complessi residenziali.
Esempio profili di fabbisogno energetico per tipologia di utenza.
In funzione della potenza elettrica dell’impianto, la normativa distingue la cogenerazione in:
In questo contesto parliamo, quindi, di impianti con potenza fino a 1 MW.
Ricordiamo che un impianto cogenerativo è composto da un motore (generalmente endotermico a gas metano, ma anche a gasolio o a biomassa), un generatore elettrico e un sistema di recupero del calore.
Producendo in modo simultaneo energia elettrica e termica, un cogeneratore permette di ottenere un rendimento nettamente più alto (superiore al 30% ) rispetto alla produzione separata delle stesse quantità di energia, risparmiando combustibile e abbattendo le emissioni di CO2.
La cogenerazione, infatti, recupera e riutilizza a fini di riscaldamento il calore prodotto durante il processo di generazione di elettricità, che normalmente viene disperso, portando il rendimento complessivo medio sopra l’85% rispetto all’energia primaria immessa (per approfondire l’argomento, è disponibile la nostra Guida alla cogenerazione nelle imprese).
Esempio grafico della produzione di energia tramite cogenerazione
Ai risparmi economici derivanti dal minore consumo di combustibile si sommano gli incentivi statali a disposizione: gli impianti di tipo CAR (Cogenerazione ad alto Rendimento) possono infatti accedere al sostegno dei Certificati Bianchi o Titoli di Efficienza Energetica. Le unità di micro e piccola cogenerazione sotto 1 MW di potenza sono considerate CAR, indipendentemente dal risparmio di energia generato, quindi possono sempre richiedere l’incentivo. Per i microcogeneratori, inoltre, è possibile sfruttare l’Ecobonus, ossia le detrazioni fiscali per l’efficienza energetica degli edifici, che permette di detrarre il 65% delle spese sostenute.
(Per approfondire leggi: "Come calcolare la convenienza economica della cogenerazione").
Anche nel caso della microcogenerazione e piccola cogenerazione, per trarre un vantaggio economico installando un impianto è necessario che l’utenza sia caratterizzata da un fabbisogno contemporaneo e possibilmente costante di elettricità e calore. Infatti se il calore prodotto non è utilizzato viene di fatto sprecato, annullando così il vantaggio della tecnologia in termini di rendimento ed efficienza. Va considerato che mediamente un cogeneratore di piccola taglia produce 1/3 di energia elettrica e 2/3 di calore.
L’energia termica prodotta da un cogeneratore di piccola taglia può essere impiegata per produrre acqua calda sanitaria o per esigenze di riscaldamento. Tenendo conto del corretto dimensionamento dell’impianto per evitare sprechi termici, nel caso di picchi di richiesta di calore può essere installata una caldaia di supporto. Il calore prodotto può anche essere accumulato per essere utilizzato successivamente, tramite serbatoi di acqua calda opportunamente isolati.
Durante i mesi caldi, inoltre, il calore non utilizzato per il riscaldamento può essere sfruttato in un impianto di trigenerazione, che abbina al cogeneratore dei frigoriferi ad assorbimento producendo energia frigorifera da destinare al raffrescamento degli ambienti.
Esempio grafico della produzione di energia tramite trigenerazione
Pur con complessità minori rispetto a un grande impianto, le variabili in campo sono dunque molte, e anche i piccoli cogeneratori necessitano di un’analisi preliminare che determini le dimensioni correte per ottimizzare il ritorno economico. È necessario, quindi, affidarsi ad aziende specializzate e a professionisti competenti.
In base alla normativa vigente, si definiscono impianti di microcogenerazione i sistemi in grado di produrre contemporaneamente energia elettrica e termica caratterizzati da una potenza elettrica nominale inferiore a 50 kW. I sistemi con potenza compresa tra 50 kW e 1 MW rientrano invece nella classificazione di piccola cogenerazione, mantenendo i medesimi vincoli di efficienza e i medesimi vantaggi fiscali.
La microcogenerazione trova la sua applicazione ideale in strutture del terziario e del commercio con fabbisogni energetici stabili ma di taglia ridotta rispetto ai grandi stabilimenti industriali. Gli ambiti più indicati includono hotel di medie dimensioni, centri sportivi e benessere dotati di piscine, cliniche private, case di cura e condomini centralizzati, dove la richiesta di acqua calda sanitaria e riscaldamento è costante tutto l'anno.
I sistemi di microcogenerazione si basano principalmente su motori a combustione interna (alimentati a gas metano o GPL) ottimizzati per l'esercizio continuo e la bassa rumorosità. In alternativa, per taglie molto ridotte o per applicazioni avanzate che richiedono assenza di vibrazioni e manutenzione minima, si utilizzano motori a ciclo Stirling oppure celle a combustibile (fuel cell), che generano elettricità tramite un processo elettrochimico ad altissimo rendimento.
L'integrazione di un microcogeneratore riduce il consumo di energia primaria della struttura fino al 30% rispetto alla produzione separata di elettricità dalla rete e calore da una caldaia tradizionale. Questo incremento di efficienza si traduce in una contrazione dei costi operativi energetici, nell'accesso alla defiscalizzazione parziale delle accise sul gas e nella riduzione delle emissioni complessive di anidride carbonica.