Cogenerazione e la micro cogenerazione domestica

 

Nel 2020 i nostri condomini potrebbero istallare un impianto cogenerativo per rispondere alla domanda di calore degli occupanti, così come le villette singole e le case indipendenti potrebbero connettersi a un impianto cogenerativo di grande taglia attraverso una rete di teleriscaldamento. Ma il condizionale è d’obbligo!

 

 

Cosa sono la cogenerazione e la micro cogenerazione domestica?

Razionalizzare l’uso energetico, controllare il suo impatto ambientale, e tentare di rendere il nostro Paese energeticamente indipendente sono esigenze imprescindibili, per soddisfare le quali è possibile applicare una tecnologia che consente la produzione decentralizzata di energia da fonti locali: la generazione distribuita.

 

Per l’uso domestico le due forme di energia più importanti sono elettricità Santoni: una vita dedicata al riscaldamento elettrico) e calore: il sistema di approvvigionamento energetico convenzionale prevede che elettricità e calore vengano prodotte e distribuite separatamente e con canali centralizzati, mentre il sistema basato sulla generazione distribuita produce elettricità e calore sul posto, azzerando le grosse perdite di energia calorica dovute alla generazione centralizzata di elettricità, evitando le perdite di trasmissione, e aumentando l’efficienza netta sull’energia primaria utilizzata (in questo caso, gas naturale-link all’articolo Un bel bagno caldo! Il modo migliore per produrre l’acqua calda sanitaria di casa).

 

  Con quasi 750mila microcogeneratori venduti all’anno, la micro cogenerazione domestica nel 2030 in Italia la farà da padrona. 

Soffermandoci sul panorama italiano, emerge un trend molto positivo: grazie alle considerevoli percentuali di risparmio di combustibile– 27/28%- che questo sistema garantisce, dal 2004 il nostro paese ha assistito a un aumento costante degli impianti installati, sebbene nel 2008 si sia verificata una battuta d’arresto dettata dall’esplodere della crisi economica. 

 

I fattori che determinano lo sviluppo del mercato della cogenerazione
Ma se consente un tale risparmio, come mai questo tipo di sistema di riscaldamento non ha ancora avuto ampia eco e diffusione?

Perché, nel calcolo dei costi, che rappresenta il fattore principale che fa propendere per un’opzione piuttosto che l’altra, il prezzo dell’energia è un deterrente: in Italia i prezzi sono generalmente più alti rispetto alla media di quelli europei di circa il 20%. Questo fenomeno ha impedito nuovi investimenti in cogenerazione in Italia, anche se il rapporto tra prezzo dell’elettricità e del gas è ancora vicino al 3, limite considerato accettabile, e flessibile se si considerano incentivi (Certificati bianchi-link all’articolo omonimo-, Certificati Verdi-link all’articolo omonimo-, riduzioni fiscali sul gas e schemi feed in tariff e feed in preminum-link all’articolo Gli incentivi statali volti a premiare ed incrementare la cogenerazione e la micro cogenerazione domestica-) e sgravi fiscali elargiti per l’energia elettrica prodotta in regime di cogenerazione. 

 

 

Altro fattore scoraggiante sono i tempi di ritorno degli investimenti: senza gli incentivi statali si tratta di circa 5-6 anni per applicazioni industriali, mentre con lo schema incentivante statale il payback sta scendendo a 4 anni e quindi inizia ad essere veramente interessante per gli investitori (ma solo per installazioni industriali e per applicazioni sopra i 10 MW).

Mentre per ciò che riguarda la micro-nano cogenerazione domestica non può dirsi la stessa cosa, perché i costi manutentivi e di investimento sono tuttora troppo alti.

 

Dunque, è nel residenziale che si hanno tuttora i maggiori freni: la micro cogenerazione da fonti rinnovabili è assolutamente poco conveniente in termini economici e quindi gli investitori non la guardano con interesse, mentre va leggermente meglio per la microGHP da gas o fonti fossili e la piccola-media cogenerazione. 

 

Se non si è ancora assistito a un vero e proprio boom della cogenerazione, le cause vanno ricercate da un lato in una mancanza di conoscenza della tecnologia e di consapevolezza sui benefici ambientali sia da parte del consumatore che di investitori economici e forze politiche, e dall’altro, come detto, nei prezzi dell’energia, ancora troppo alti per incentivare l’installazione di nuove impianti. 

 

In caso di appartamenti o abitazioni unifamiliari, a pesare è la complessità degli impianti, sia a livello di installazione che di mantenimento e regolazione, poco conosciuti anche dai tecnici e dai venditori, a cui si unisce una burocrazia a livello di pratiche autorizzative eccessivamente complessa.

 

In caso di condomini, il limite più grande è rappresentato dalla normativa, per la quale non è possibile vendere l’energia elettrica prodotta dal micro-cogeneratore ai singoli utenti, ma è possibile utilizzarla solo per uso comune (ascensori, illuminazione, scale e servizi in comune), riducendo enormemente i benefici economici ottenibili dall’impianto. 

 

La generazione distribuita

Una delle soluzioni più performanti in termini di efficienza netta e impatto ambientale per la cogenerazione a piccole taglie è senza dubbio la pila a combustibile, o le Fuel Cells: dispositivi elettrochimici che convertono il gas di rete direttamente in elettricità e calore, senza l’ausilio di processi di combustione o di parti in movimento.

 

 

Il forte potenziale di quest’applicazione sta nel fatto che sia l’elettricità che il calore necessari per una famiglia possano essere prodotti in casa da un unico vettore energetico, quale gas di rete, GPL o anche biogas. In questo modo l’utente finale diventa anche produttore, e ogni casa si trasformerebbe in una “mini-centrale” elettrica, dove l’elettricità prodotta va immessa in rete e il calore viene accumulato e utilizzato per riscaldamento ed acqua calda sanitaria

La ricerca in questo ambito si concentra sull’ottimizzazione delle prestazioni e dell’integrazione nel sistema, sullo sviluppo di SOFC (celle ad ossidi solidi) sempre più resistenti sia ai possibili inquinanti presenti nei gas d’alimentazione, sia ai cicli di accensione e spegnimento, e sull’abbattimento dei costi di produzione aumentando contemporaneamente la vita utile della pila a combustibile.

 

L’ENEA svolge attività mirate all’ottenimento di questi obiettivi industriali, in stretta collaborazione con l’unica ditta italiana sviluppatrice di SOFC: la trentina SOFC power. Queste attività comprendono sviluppo di materiali innovativi per rendere le celle più robuste, caratterizzazione delle prestazioni della pila in condizioni realistiche e indagini di carattere chimico ed elettrochimico.