Cogenerazione

La cogenerazione è la produzione combinata di elettricità e calore. Un impianto convenzionale di produzione di energia elettrica ha una efficienza di circa il 35%, mentre il restante 65% viene disperso sotto forma di calore, con un impianto di cogenerazione, invece, il calore prodotto dalla combustione non viene disperso, ma recuperato per altri usi. In questo modo la cogenerazione raggiunge una efficienza superiore al 90% e questo permette di:
- risparmiare energia primaria
- salvaguardare l'ambiente
- diminuire le emissioni di CO2
- diminuire i costi
- creare nuovi posti di lavoro.

Infatti, in una centrale di cogenerazione il calore di scarico della macchina per la produzione di energia elettrica ha livelli termici elevati e di conseguenza può essere riutilizzato per la produzione di acqua calda, vapore (teleriscaldamento, utilizzi in processi industriali, ecc.), direttamente (fumi utilizzati per l'essiccamento), oppure per produrre una ulteriore quota di energia elettrica (ciclo combinato).
Tuttavia, proprio perchè questi vantaggi sono originati da una produzione combinata, è necessario che l'energia termica disponibile possa essere utilizzata nel ciclo produttivo dello stabilimento in cui essa si colloca. Ciò comporta la localizzazione degli impianti di cogenerazione in prossimità delle aree produttive senza la penalizzazione delle perdite di trasporto dell'energia elettrica in rete, ponendo però dei limiti alle dimensioni delle macchine utilizzate in quanto l'energia termica non può essere trasportata a grandi distanze in modo economico.

Risparmio di CO2

Mediamente un impianto di cogenerazione permette per ogni KWhe prodotto un risparmio di CO2 pari a 450 g. se confrontato con la produzione separata di energia elettrica (centrale termoelettrica) ed energia termica (caldaia convenzionale).

Rendimenti

I valori di rendimento medi in potenza elettrica, se riferiti al combustibile bruciato, nel campo della piccola cogenerazione sono mediamente compresi nei seguenti ambiti:

- turbina a vapore 18-20%
- Rendimenti

I valori di rendimento medi in potenza elettrica, se riferiti al combustibile bruciato, nel campo della piccola cogenerazione sono mediamente compresi nei seguenti ambiti:

- turbina a vapore 18-20%
- turbogas 23-33%
- motori alternativi 32-40%

Considerando, invece il rendimento globale del sistema (energia termica ed energia elettrica prodotta rispetto a quella introdotta come combustibile) si ha:

- turbina a vapore 80-90%
- turbogas 70-85%
- motori alternativi 65-90%

I valori citati sono valori medi che servono solo a fornire una panoramica generale.  turbogas 23-33%
- motori alternativi 32-40%

Considerando, invece il rendimento globale del sistema (energia termica ed energia elettrica prodotta rispetto a quella introdotta come combustibile) si ha:

- turbina a vapore 80-90%
- turbogas 70-85%
- motori alternativi 65-90%

I valori citati sono valori medi che servono solo a fornire una panoramica generale.

Rendimento impianto di cogenerazione.

Consideriamo come fonte di energia primaria il combustibile:

- Legno 200 q.li/giorno
- Potere calorifico inferiore 3.500 Kcal/Kg.

Se lo scopo è sfruttare per 16 ore al giorno il funzionamento dell'impianto si definirà una taglia del termovalorizzatore di:

20.000 Kg/giorno x 3.500 Kcal/kg = 70.000.000 Kcal/giorno

70.000.000 Kcal/giorno : 16 ore =4.374.999 Kcal/h = 5.075.000 W = 5MW

Questo obiettivo è naturalmente raggiungibile con un solo termodistruttore da 5 MW oppure n. 2 da 2,5 MW.

L'energia termica così prodotta viene convogliata in un generatore di vapore; il vapore prodotto al gruppo turbina alternatore per la generazione di energia elettrica; il fluido in uscita dalla turbina viene utilizzato per generare calore o freddo a seconda delle necessità dell'utente.
Con la cogenerazione di energia elettrica e calore è possibile ottenere in questo caso:

1 MW = 1.000 KW elettrici e 2,32 MW uguali a circa 2.000.000 Kcal/h.