COGENERAZIONE
La produzione combinata di energia elettrica e calore in uno stesso impianto prende generalmente il nome di cogenerazione;
essa incrementa l'efficienza di utilizzo del combustibile fossile fino ad oltre l'80% con minori costi per l’approvvigionamento
del combustibile fossile e minori emissioni di inquinanti e di gas ad effetto serra rispetto alla produzione separata di elettricità e di calore.
ALTA EFFICIENZA DI CONVERSIONE DELL’ENERGIA PRIMARIA
Le centrali termiche per la produzione di energia elettrica hanno, in generale, una bassa efficienza energetica:
soltanto il 40-50% (fino al 55% negli impianti più moderni) dell'energia termica contenuta nei combustibili
fossili viene trasformata in energia elettrica, mentre la restante quantità è dissipata nell'ambiente senza alcun utilizzo.
In alcuni casi tale energia termica residua può essere recuperata nell'industria, ad esempio sotto forma di vapore,
oppure può essere destinata a usi civili, come il riscaldamento degli edifici.
Gli impianti di cogenerazione , dunque, convertono l’energia primaria in energia elettrica ed in energia termica che sono prodotte contemporaneamente ed entrambe considerate effetti utili.
CAR – COGENERAZIONE AD ALTO RENDIMENTO
Il Parlamento Europeo riconosce la produzione combinata come un provvedimento importante tra quelli necessari per soddisfare il raggiungimento degli obiettivi del Protocollo di Kyoto. In particolare, la direttiva 2004/8/CE è interamente dedicata alla promozione della cogenerazione basata sulla domanda di calore utile e introduce il concetto di Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR), secondo modalità che sono definite dal Decreto Legislativo 8 febbraio 2007, n. 20 come integrato dal DM 4 agosto 2011.
EFFICIENZA A KM ZERO
La produzione combinata offre la possibilità di utilizzare il calore in prossimità del luogo stesso di produzione. In generale, infatti, la trasmissione del calore a grande distanza non è efficiente, a causa soprattutto dell' elevata dissipazione
che si avrebbe durante la trasmissione. Per questo motivo, gli impianti di cogenerazione sorgono di solito in prossimità degli utilizzatori termici: a bassa temperatura il calore prodotto per impieghi di tipo civile, come il riscaldamento di ambienti o il teleriscaldamento urbano mediante distribuzione del fluido vettore che è quasi sempre acqua. A temperatura e pressione elevate sarà utilizzato, sotto forma di vapore, in lavorazioni industriali. Non mancano situazioni miste, in cui si ha produzione contemporanea di calore a diverse temperature. In tali casi, di solito, vi è un unico luogo di utilizzo (ad esempio, uno stabilimento industriale), dove il vapore pregiato viene destinato al processo produttivo, e quello a bassa temperatura al riscaldamento degli edifici.
ALCUNE TIPOLOGIE DEGLI IMPIANTI DI COGENERAZIONE
Un impianto di produzione combinata comprende almeno un motore , a combustione interna o una turbina a vapore o una turbina a gas, accoppiato a un generatore elettrico. Nel
caso di impianti con motori a combustione interna, si impiega solitamente uno scambiatore che recupera il calore dai fumi esausti prima di scaricarli nell’atmosfera; si ha così la generazione termica mentre quella elettrica è generata dalla conversione di energia meccanica in elettrica attuata dal motore. Nel caso di una turbina a vapore, un combustibile primario, bruciando in una caldaia, produce vapore acqueo che , eseguendo trasformazioni termodinamiche , trasferisce la sua energia al motore e tramite l’alternatore la trasforma in energia elettrica. Un’altra parte è invece utilizzata direttamente come energia termica per impieghi civili o industriali. Infine, la parte rimanente, nella forma di calore residuo non più utilizzabile, è dispersa nell’ambiente.