di Giuseppe Tomassetti
In Italia la produzione combinata di elettricità e calore in un impianto termoelettrico è una pratica molto diffusa presso i consumatori che hanno bisogni abbastanza continui ed abbastanza contemporanei sia di elettricità che di calore. Da più di un decennio la produzione termoelettrica in impianti di cogenerazione supera quelle degli impianti che generano solo elettricità. Nel 2024 gli impianti termoelettrici hanno generato 145 TWh (il 55% della generazione e il 46% della domanda), dei quali 87 TWh erano in cogenerazione, il 60% della generazione termoelettrica. Le motivazioni di queste scelte sono economiche e di autonomia.
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Dall’annuario di TERNA si possono evidenziare i vantaggi energetici, con tutti i limiti di confrontare impianti gestiti con logiche diverse che però almeno consumano prevalentemente lo stesso combustibile, il metano. Un kWh elettrico netto, generato da un impianto di sola produzione elettrica, assorbe 7785 kJ di combustibile pari a 2,16 kWh termici; un kWh elettrico netto generato in cogenerazione (grazie alla sottrazione del calore recuperato ed alla gestione più costante) assorbe 6685 kJ di combustibile, con un risparmio di 1100 kJ, pari a 0,3 kWh termici. A questo minor consumo nella generazione va poi aggiunta la valorizzazione del calore effettivamente utilizzato (Terna consumi) indicato in 43.059 GWh, pari a 0,5 kWht per ogni kWh cogenerato. Sommando i due benefici si ottengono 0,8 kWh termici che, considerando anche le perdite di produzione, possono essere considerati equivalenti ad 1kWh di fonte termica primaria per ogni kWhe cogenerato. Un kWhe fotovoltaico risparmia i 2,16 kWht consumati oggi dal termoelettrico per produrlo mentre, un kWhe cogenerato, ne risparmia solo 0,8-1 ma è programmabile.
Il processo di crescente decarbonizzazione dell’energia finirà per impattare, sia pure progressivamente, con la cogenerazione. Attualmente in Italia è in espansione la generazione di elettricità decarbonizzata, mentre, è ancora ai primi passi la generazione di calore decarbonizzato. La cogenerazione copre la domanda contemporanea dei due prodotti, quindi la valutazione dell’impatto fra le tecnologie deve considerare sia la velocità di crescita della disponibilità di elettricità a basso carbonio e basso costo sia la possibilità tecnica ed economica di sostituire i vari consumi di calore con elettricità a basso costo. Sarà uno scontro/incontro settore per settore. Consideriamo due diverse applicazioni: la prima riguarda i grandi condizionatori degli aeroporti e degli ospedali. Qui il calore cogenerato alimenta d’inverno il riscaldamento, mentre d’estate alimenta assorbitori per il raffrescamento: l’impiego estivo del calore è tecnicamente sostituibili con compressori frigo elettrici; la seconda riguarda un essiccatore a spruzzo per preparare i granulati per le piastrelle ceramiche. Qui lo scarico a 600 °C di un turbogas fornisce sia il calore per evaporare l’acqua sia il movimento dell’aria per sostenere i granuli; in questo caso un riscaldatore elettrico non farebbe lo stesso lavoro.
L’elettricità fotovoltaica ha disponibilità molto differenziata nei vari mesi, è al massimo d’estate, quando, va a coprire i crescenti consumi per il raffrescamento, compito che assolverà in 5-6 anni anche grazie agli accumuli, ma è e resterà marginale, nella stagione invernale; mentre nelle mezze stagioni comincia già ad essere esuberante e dovrà farsi spazio per evitare le crisi dei prezzi elettrici a zero.
La fermentazione anaerobica delle biomasse, avviatasi col biogas dai rifiuti degli allevamenti nelle campagne, ha prospettive molto interessanti, potrebbe potenzialmente fornire un ottimo combustibile rinnovabile per le applicazioni non sostituibili della cogenerazione mentre per ora è impiegato nei trasporti in motori poco efficienti.
Quando l’elettricità rinnovabile sarà disponibile sul mercato a basso prezzo e con disponibilità garantita dagli accumuli, alcune applicazioni estive della cogenerazione potranno essere erose, un processo lento e diversificato nei diversi settori; come primo passo ridurrà la realizzazione di nuovi impianti.
