Che cos’è la cogenerazione?

La cogenerazione, spesso indicata con l’acronimo CHP (Combined Heat and Power) rappresenta la produzione combinata di energia meccanica (trasformabile in energia elettrica) ed energia termica, a partire da una singola fonte primaria. Scopo della cogenerazione è quello di massimizzare, in un unico sistema, lo sfruttamento di energia primaria: infatti, la produzione combinata può incrementare l’efficienza di utilizzo del combustibile (fossile o rinnovabile) fino ad oltre l’80%; a ciò corrispondono minori costi di generazione e minori emissioni di inquinanti e di gas ad effetto serra (specialmente CO2), rispetto alla tradizionale produzione separata di elettricità e di calore.

Tradizionalmente la cogenerazione si è sviluppata in grandi impianti (>1MW) asserviti a industrie e grandi comunità: per questo motivo si parla di “piccola cogenerazione” (< 1 MW) e “micro cogenerazione” (< 50 kW). La maggior parte degli impianti di cogenerazione ad oggi installati sono alimentati da combustibili fossili quali gas naturale, olio combustibile o carbone, per i quali esistono tecnologie di sfruttamento ormai consolidate da decenni.

Negli ultimi anni, tuttavia, si è assistito ad una sempre maggior diffusione di impianti di cogenerazione alimentati da combustibili organici non fossili, quali biomasse, biogas e gas di sintesi, grazie al notevole sviluppo tecnologico verificatosi in questo campo e ad una serie di politiche energetiche comunitarie e globali che supportano, anche attraverso schemi di incentivazione economica e finanziaria, gli investimenti in questa direzione. L’obiettivo di queste politiche è principalmente quello di contrastare fenomeni di mutamento climatico e contenere l’emissione di GHG (greenhouse gases), con particolare riguardo alla CO2 di natura fossile, ovvero quella immessa in atmosfera utilizzando combustibili non rinnovabili.

La cogenerazione può a sua volta diventare TRIGENERAZIONE: attraverso una macchina frigorifera ad assorbimento, infatti, è possibile trasformare l’energia termica prodotta dall’impianto in energia frigorifera, utile al condizionamento ed al raffrescamento degli ambienti ed all’alimentazione di celle frigorifere. In questo modo è possibile ottenere 3 forme di energia (elettrica, termica e frigorifera) da una singola fonte primaria.

La CO2 prodotta da un impianto di cogenerazione, inoltre, può essere utilizzata in una varietà di contesti: ad esempio nel food & beverage, nei birrifici, nei cementifici. Una delle applicazioni più interessanti della CO2 è il suo utilizzo nelle serre ortofrutticole e florovivaistiche, attraverso la cosiddetta “concimazione carbonica”: l’aumento della concentrazione di CO2, infatti, migliora la fotosintesi e di conseguenza la produttività della serra.

I vantaggi della cogenerazione da fonti rinnovabili

La cogenerazione da biomasse, rispetto ad altre tecnologie di produzione energetica da fonti rinnovabili quali eolico e solare, presenta una serie di vantaggi:

  1. È flessibile e programmabile, dal momento che non dipende dalla presenza di luce solare o vento, ma solo dall’approvvigionamento e stoccaggio della biomassa; inoltre, la produzione può esser regolata in base alla domanda ed alla capacità di distribuire l’energia, senza causare sovraccarichi sulla rete di distribuzione;
  2. a parità di potenza prodotta, la cogenerazione richiede meno spazio di installazione rispetto ad un equivalente impianto solare o eolico. Nel caso degli impianti SyngaSmart di RESET, occorre solo lo spazio occupato dai container o dallo skid dell’impianto, oltre a quello dedicato allo stoccaggio della biomassa;
  3. In ultimo, la cogenerazione permette la produzione combinata di più forme di energia a partire da un’unica sorgente: pertanto ha un’efficienza ed un potenziale intrinsecamente superiore rispetto ad altre tecnologie di generazione.

Caratteristiche degli impianti di cogenerazione Syngasmart

Ambiente

Gli impianti di cogenerazione, in particolare quelli a biomassa, offrono innanzitutto un evidente beneficio in termini di impatto ambientale: attraverso la produzione combinata di energia elettrica e termica, infatti, si riduce la necessità di approvvigionare energia separatamente per i due fabbisogni elettrico e termico.

Gli impianti SyngaSmart, inoltre, utilizzano la biomassa come fonte primaria, pertanto una risorsa rinnovabile, ampiamente disponibile e facilmente reperibile localmente. Utilizzare la biomassa permette non solo di ridurre la dipendenza da combustibili fossili inquinanti, ma anche di produrre energia senza ulteriore immissione in atmosfera di CO2 di origine fossile, in quanto viene sfruttata quella già naturalmente presente nel ciclo del carbonio atmosferico, immagazzinata nella biomassa attraverso la fotosintesi.

Inoltre, il processo carbon-negative alla base degli impianti SyngaSmart permette anche di effettuare un’azione di Carbon Capture and Storage (CCS) attraverso la produzione di biochar, rilasciando nell’atmosfera solo una parte della CO2 originariamente assorbita dalla pianta durante il suo ciclo di vita. Il biochar, oltre a rappresentare un efficace strumento di cattura del carbonio, può a sua volta essere utilizzato come ammendante agricolo, come sistema di depurazione delle acque, come mezzo deodorizzante per biofiltri, come supplemento alimentare zootecnico, come additivo per compost etc.

Modularità

Gli impianti di cogenerazione SyngaSmart sono caratterizzati da un layout containerizzato modulare, coibentato ed insonorizzato, che ne permette l’installazione in diversi contesti (indoor e outdoor); inoltre, sono progettati per semplificare al massimo il trasporto, l’installazione e l’eventuale spostamento. Paragonandolo ad altre tecnologie (ad esempio un impianto fotovoltaico o eolico) presentano un impatto visivo minimo, a parità di energia prodotta.

Gli impianti SyngaSmart sono caratterizzati da due processi che avvengono simultaneamente: la generazione del combustibile dalla biomassa (bio-syngas) ed il suo immediato impiego per la produzione di energia elettrica e termica. Tutto ciò avviene senza uno stoccaggio del gas prodotto, in totale sicurezza: il processo di funzionamento avviene in leggera depressione e, in caso di anomalie, il sistema si arresta automaticamente. Inoltre, la gestione dell’impianto può avvenire sia in locale che in remoto attraverso una semplice connessione internet, in quanto l’impianto è altamente automatizzato ed operabile attraverso un’interfaccia SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).

Vantaggi e benefici economici

Gli impianti SyngaSmart producono energia, una risorsa necessaria per aziende e comunità. Inoltre, lo fanno valorizzando materie prime che generalmente hanno uno scarso valore, ed in alcuni casi rappresentano addirittura un costo. Di conseguenza, i ricavi generati dall’impianto sono riconducibili sia al primo che al secondo aspetto.

Riguardo le biomasse, infatti, SyngaSmart offre la possibilità di valorizzarle in energia, e ciò acquisisce ancor più valore quando queste vengono avviate a smaltimento in discarica: di conseguenza, ciò che normalmente può rappresentare un costo di gestione (trasporto, conferimento ed eventuale smaltimento), viene trasformato in un ricavo.

Dal punto di vista energia, l’impianto può sostituire, anche parzialmente, l’approvvigionamento dalla rete o da altri sistemi di generazione. L’autoproduzione ed autoconsumo, attraverso meccanismi di scambio sul posto e comunità energetiche, riduce l’acquisto di energia dalla rete, generando ricavi dalla riduzione dei costi. Inoltre, l’energia può esser prodotta e venduta a terzi, ed il miglioramento di efficienza realizzato rispetto ad una situazione preesistente viene premiato con incentivi quali Titoli di Efficienza Energetica (TEE), Ecobonus etc.

Infine, dall’utilizzo di biomasse legnose vergini, è possibile ricavare biochar certificato, utilizzabile e quindi rivendibile in agricoltura, florovivaistica e numerose altre applicazioni. Opportunamente commercializzato, il biochar rappresenta un’ulteriore fonte di ricavi.