Cogenerazione: linee di sviluppo per il settore residenziale

INTRODUZIONE

Come ben noto, per cogenerazione si intende la produzione combinata di due diverse forme di energia, energia elettrica o meccanica e calore, a partire da un’unica fonte energetica. Affinché si possa parlare di cogenerazione, è necessario che la produzione avvenga in un unico processo sfruttando il concetto della cascata energetica, cioè che una delle due forme di energia, solitamente il calore, meno pregiato, venga prodotta recuperando l’energia di scarto della produzione dell’altra. E’ evidente che in questo modo si realizza un risparmio di energia primaria e che ciò configura la cogenerazione come soluzione per l’aumento dell’efficienza energetica. Per questo motivo, la Direttiva 2012/27/Ue del Parlamento Europeo e del Consiglio (recepita in Italia dal Dlgs 102 del 2014) chiede esplicitamente che gli stati membri promuovano lo sviluppo della cogenerazione ad alto rendimento, quella cioè che garantisce un risparmio minimo stabilito per legge rispetto alla produzione separata di calore ed energia elettrica. La normativa di riferimento, in Italia è il Decreto legislativo 8 febbraio 2007, n. 20, integrato dal DM 4 agosto 2011.
Nella pratica, però, le cose non sono così semplici e il risparmio di energia non è sempre così scontato. Il problema maggiore risiede nella necessità di soddisfare con un singolo processo produttivo due distinte richieste dell’utenza che variano nel tempo e con una correlazione tra loro spesso molto debole. Se, solitamente, in ambito industriale tale variazione è poco rilevante, e comunque lo è con andamento tendenzialmente noto, lo è invece fortemente in ambito civile e non sempre prevedibile con sufficiente anticipo.

LA COGENERAZIONE RESIDENZIALE

Per gli utenti domestici e per i luoghi in cui la cogenerazione può ritenersi interessante, il rapporto tra le richieste di picco di calore ed elettricità varia tra 3 e 5 (i valori più bassi si riferiscono ad utenti con raffrescamento estivo elettrico), con profili di carico giornalieri invernali abbastanza simili tra energia elettrica e termica, ma profili stagionali molto diversi e con un fattore di carico per l’energia termica tra il 15 e il 20%. Un'ulteriore difficoltà, in fase sia di progettazione dell’impianto che della sua gestione, è dovuta all'incertezza sul carico reale richiesto dagli utenti. Esso spesso va ricavato da dati statistici in funzione del tipo di occupazione degli edifici, la loro età, il clima locale e la disposizione degli edifici, ma dipende anche dalle abitudini degli abitanti e da altri fattori poco noti a priori. Per quanto riguarda l’ambito residenziale, in particolare, la cogenerazione è stata abbinata finora quasi sempre a sistemi di teleriscaldamento o, comunque, a servizio di un numero elevato di utenti finali. In questo modo le taglie dell’impianto sono simili a quelle di impianti industriali e la connessione con la rete garantisce la possibilità di disaccoppiamento tra produzione e richiesta elettrica.

Anna Stoppato è professore associato presso l'Università di Padova, Dipartimento di Ingegneria industriale