COGENERAZIONE E MICROCOGENERAZIONE PIANIFICAZIONE ENERGETICA TERRITORIALE COGENERAZIONE E MICROCOGENERAZIONE Prof.: Roberto Cipollone Ing.: Andrea Cinocca Studente: Matteo Martella Matr. 203398 Corso di laurea magistrale: Ingegneria Civile, percorso: Costruzioni A.A.: 2010/2011

La cogenerazione la generazione simultanea in un unico processo di: energia termica ed elettrica e/o meccanica. Conversioni possibili: L’energia termica, meccanica ed elettrica possono essere convertite da una forma all’altra: Termica –>Meccanica Termica –> Elettrica Meccanica –> Termica Meccanica –> Elettrica Elettrica –> Termica Elettrica –> Meccanica

Vantaggi e Svantaggi energetici ed economici Presenta rendimenti medi intorno all'80-90%. Rispetto alla produzione separata di calore ed elettricità, l’aumento di efficienza è di circa il 30-40%. Rispetto ad altri tipi di impianti (caldaie, sistemi fotovoltaici, ecc.), i cogeneratori producono elettricità e calore contemporaneamente. La convenienza di un impianto dipende dal combustibile utilizzato. La connessione alla rete ENEL consente di vendere o scambiare elettricità. A seconda dell'utenza, l'energia termica prodotta può diventare acqua calda sanitaria e riscaldamento, in sostituzione delle tradizionali caldaie. Il calore può essere in alcuni casi accumulato, per un utilizzo posticipato rispetto alla produzione. Tecnologia affidabile, ma che non ha ancora trovato in Italia quella diffusione che sarebbe possibile. Applicazione difficoltosa, a causa di tre circostanze: incongruenza del calore dal ciclo di potenza; sfavorevole ubicazione del ciclo di potenza rispetto alle utenze di calore; sfasamento temporale delle richieste di elettricità e calore.

La Cogenerazione in Europa Austria L’ Austria occupa il quarto posto a livello europeo per la produzione di elettricità tramite cogenerazione. La maggior parte dell’energia totale prodotta, è di origine idroelettrica, il 76% della produzione per via termica avviene tramite Produzione Combinata di Elettricità e Calore.  Danimarca La Danimarca, insieme ad Olanda e Finlandia, è una delle tre nazioni in cui la cogenerazione si é maggiormente sviluppata, in massima parte è legata al teleriscaldamento.

il 3% della produzione nazionale di energia elettrica. Belgio Il Belgio presenta uno scarso livello di sviluppo cogenerativo; si stima che rappresenti circa il 3% della produzione nazionale di energia elettrica. Italia La diffusione della cogenerazione in Italia è considerata abbastanza buona, soprattutto se si considera che la quota di produzione di energia elettrica tramite cogenerazione rispetto alla produzione totale è circa il 13%. Si illustra in tabella la ripartizione nelle varie regioni degli impianti di cogenerazione italiani. La potenza installata si concentra in particolare in quelle regioni del nord nelle quali è maggiormente presente la grande industria. Meno ovvio il segnale positivo che viene dall’Italia meridionale ed insulare. La potenza media indica che si tratta di impianti di dimensioni contenute, al servizio della piccola e media impresa.

Certificati Bianchi e Certificati Verdi I Certificati Bianchi (CB), sono titoli emessi dal Gestore del Mercato Elettrico (GME) a fronte di risparmi energetici verificati e certificati dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG), al fine di certificare la riduzione dei consumi attraverso interventi e progetti di incremento di efficienza energetica. In questo meccanismo economico rientra anche la cogenerazione. Il meccanismo dei Certificati Verdi (CV), promuove la produzione di energia da fonte rinnovabile. Si ha per la cogenerazione, l’esenzione dall'obbligo di acquisto di certificati verdi, il diritto per il rilascio avviene per i soli impianti abbinati al teleriscaldamento.

La Trigenerazione Particolare campo dei sistemi di cogenerazione che, oltre a produrre energia elettrica, consente di utilizzare l’energia termica recuperata dalla trasformazione, anche per produrre energia frigorifera, ovvero acqua refrigerata per il condizionamento o per i processi industriali. Questi sistemi sono tecnicamente maturi ed economicamente convenienti per poter essere adottati diffusamente. I vantaggi: la riduzione dei costi dell’energia primaria; la riduzione dei costi di gestione; una maggiore energia elettrica disponibile ed un utilizzo del calore in esubero.

Tipologie di impianti cogenerativi Centrali Turbogas Centrali elettriche che, come mezzo meccanico, utilizzano una turbina a gas.  Poiché il biogas viene prodotto nel trattamento dei rifiuti organici di scarto, il funzionamento delle unità di cogenerazione, con questo combustibile, risulta molto conveniente.

Biomasse Per biomassa s’intende ogni sostanza organica vegetale, di residui provenienti dall'attività nel settore forestale ed agricolo. L’impiantistica è basata sulle turbine a vapore per cui è possibile l'impiego di combustibili solidi, liquidi e gassosi.

Teleriscaldamento Un impianto di cogenerazione abbinato al teleriscaldamento è un impianto di produzione combinata di energia elettrica e calore, per utilizzazioni esclusivamente di tipo civile (climatizzazione, riscaldamento, raffrescamento e condizionamento di ambienti).

Celle a Combustibile La cella a combustibile è un generatore elettrochimico dove il “reattore” è alimentato da un combustibile (idrogeno) e un comburente (aria o ossigeno) che reagiscono tra loro generando energia elettrica continua. I vantaggi: impatto ambientale "nullo”; alto rendimento elettrico.

Destinata a settore: Residenziale, terziario, industriale Micro cogenerazione è quella parte degli impianti di cogenerazione che forniscono potenze elettriche nominali inferiori al MWe. Consiste nell'abbinamento tra un motore a combustione interna, e un sistema di recupero del calore di scarto per la produzione di energia termica. Destinata a settore: Residenziale, terziario, industriale Acqua calda 23% In ambito residenziale, di tutta l’energia consumata in un’abitazione, circa l’80%-85% è utilizzata per la produzione di acqua sanitaria e per il riscaldamento degli ambienti. Luce ed elettrodomestici 10% Cucina 5% Riscaldamento 62%

Il terziario può vantare numerose installazioni su tutto il territorio nazionale. Settori del terziario d’interesse: • Alberghi • Centri commerciali • Supermercati • Ospedali • Università • Strutture sportive - Gli impianti di potenza superiori a 200 kW possono vendere elettricità alla rete. Per la cogenerazione industriale di grande taglia, molte tipologie di industrie hanno trovato il modo migliore per dimezzare le proprie bollette energetiche. Settori industriali d’interesse: • Alimentare • Cartario • Ceramico • Chimico • Metalmeccanico - Le taglie di tipo industriale, vanno da un minimo di 5 kW ad un massimo di 1 megawatt e oltre.

Incentivi economici Dimensionamento La cogenerazione è assimilata all'energia rinnovabile ed è ritenuta fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi del protocollo di Kyoto. Gode di finanziamenti statali e regionali, del recupero dell'IRPEF e dell'aliquota IVA; parte del combustibile utilizzato in cogenerazione è defiscalizzato. In media l'impianto si ripaga in 4-5 anni con un utilizzo di almeno 3000-4000 ore l'anno (autoconsumo 100% energia elettrica prodotta). Dimensionamento Il dimensionamento si basa sostanzialmente su calcoli di convenienza economica: per ottenere il ritorno dell'investimento è fondamentale che tutta l'energia prodotta sia valorizzata.

Cogenerazione in relazione all’ambiente L’efficienza generale della cogenerazione rispetto alla generazione separata di energia elettrica e calore porta a una riduzione delle emissioni di CO2 oltre che ad un uso più efficiente del carburante. Efficienze più alte possono produrre un aumento dell’emissione di NOX e CO rispetto alla generazione separata. Le tecniche adottabili per ridurre le emissioni sono: Iniezione di acqua o vapore (wet control); Modifiche alla combustione (dry control); Trattamento dei fumi; Combustione catalitica. Gli obiettivi di politica ambientale indicano potenzialità di micro cogenerazione diffusa dell’ordine di 12 mila MW che dovrebbero comportare circa 150 mila allacciamenti al 2020.

Grazie per l’attenzione