Microcogenerazione: cos’è un cogeneratore domestico, come funziona e quali vantaggi per l’utenza residenziale, commerciale e industriale

Definizione di microcogenerazione (micro cogenerazione)

Un impianto di microcogenerazione è  un cogeneratore con una potenza adeguata ad un’utenza domestica e residenziale o  alla piccola/media impresa. Si definisce infatti microcogeneratore un impianto di cogenerazione con potenza inferiore ai 50 kW.

Spesso si usa l’espressione “cogenerazione domestica“, ma tale tipologia di impianti è  applicabile anche a realtà quali alberghi, hotel, centri residenziali e sportivi, serre, supermercati, aziende artigiane e pmi, oltre che all’utenza domestica.
Anzi, dato che un impianto di cogenerazione produce elettricità e calore  simultaneamente, sono solitamente le realtà che hanno una domanda di calore e elettricità contemporanea e costante nel tempo a poter trarre maggior vantaggio da un microcogeneratore, più che le utenze domestiche vere e proprie.
Approfondiremo questo aspetto più avanti, quando parleremo dei vantaggi della microcogenerazione.

La normativa individua anche la piccola cogenerazione, per potenze tra 50 kWe e 1.000 kWe.

A volte la microcogenerazione viene indicata con il suo acronimo inglese  MCHP (micro combined heating and power.)

Come funziona la cogenerazione

I cogeneratori sono impianti in grado di produrre insieme elettricità e calore a partire dalla stessa  fonte di energia (processo chiamato appunto co-generazione), sfruttando il calore dissipato dall’impianto di produzione di energia elettrica per riscaldare gli ambienti o  in processi di lavorazione industriale che necessitano di energia termica per funzionare.

Nel caso della trigenerazione  alla produzione di elettricità e calore si unisce la generazione di energia frigorifera, utilizzata solitamente in un impianto di condizionamento.
Nel caso di impianti di piccola taglia, sempre al di sotto dei 50 kW, parliamo di trigenerazione domestica.

Per una spiegazione approfondita della cogenerazione e della trigenerazione ti rimandiamo alla nostre guide:

Tipologie di combustibile utilizzabile per la microcogenerazione domestica

Come per la cogenerazione, anche  nel caso dei cogeneratori domestici si possono usare combustibili:

  • di origine fossile (ad esempio la microcogenerazione a gas metano e la microcogenerazione a diesel)
  • da biomasse (come la microcogenerazione a cippato, la microcogenerazione a legna).
  • da rifiuti solidi o da biogas (microcogenerazione a biogas)

Sebbene nella maggioranza dei casi prevalgano gli impianti di microcogenerazione a gas naturale, i costi sempre maggiori del metano e la difficoltà per   l’utenza medio/piccola  di contrattare  tariffe  agevolate  aprono ampie prospettive per i combustibili cosiddetti “alternativi”.

Microcogenerazione ad alto rendimento

Se nel caso dei cogeneratori di almeno un 1 MWe la normativa prevede che per poter  definire un impianto  “ad alto rendimento” si debba certificare un rispermio di energia primaria (PES) superiore al 10% rispetto alla produzione separata di elettricità e calore, nel caso dei microcogeneratori è sufficiente dimostrare un PES > 0.

I vantaggi di un microcogeneratore domestico per le utenze private, commerciali, artigianali e industriali

La cogenerazione, in generale, può produrre notevoli vantaggi:

  • riduce il consumo di combustibile, con un conseguente risparmio economico
  • diminuiscono le emissioni di sostanze inquinanti, con  minor impatto ambientale
  • i costi dell’impianto possono essere bilanciati, oltre che dal risparmio futuro nei costi del combustibile, anche dagli incentivi che l’Italia e l’Unione Europea hanno messo in campo per favorire la diffuzione delle forme di produzione di energia “alternative”.
  • produzione efficiente e programmabile di  energia termica ed elettrica
  • maggiore affidabilità della tecnologia
  • minori costi di gestione
  • impanto plug and play flessibile

E’ però fondamentale sottolineare che il risparmio economico non è  attuabile in tutti i casi. Ci sono realtà che possono trarre un significativo vantaggio dalla microcogenerazione, mentre in altre situazioni un impianto di microgenerazione potrebbe non essere una scelta conveniente.

Come  anticipato, i cogeneratori hanno una specificità: elettricità e calore vengono prodotti contemporaneamente e devono quindi trovare un utilizzo nelle vicinanze e nell’immediato.
Ora, mentre  l’elettricità prodotta è cedibile alla rete elettrica, altrettanto non si può dire per il calore.
Se infatti l’utenza che installa il cogeneratore ha un surplus di elettricità può sfruttare il cosiddetto “scambio sul posto”, che è previsto nel caso dei cogeneratori ad alto rendimento fino a 200 kW, un tipo di contratto che consente di cedere energia alla rete quando se ne ha in surplus e attingere dalla rete quando il bisogno è maggiore.
Per accumulare il calore invece occorrono strutture aggiuntive che non sono sempre fattibili ed economicamente realizzabili.

E’ evidente quindi che l’utenza ideale di un impianto di microcogenerazione è quell’utenza che ha un fabbisogno di calore ed elettricità abbastanza contemporanea e costante nel corso dell’anno. Ecco perché nel caso dell’utenza domestica spesso la scelta della cogenerazione non è attuabile né vantaggiosa. lo può essere invece per centri commerciali, piccole e medie imprese che utilizzano l’energia termica per la produzione, centri sportivi.

C’è però da sottolineare che questo limite può essere superato con un impianto di trigenerazione, che difatti, abbinando al cogeneratore dei frigoriferi ad assorbimento, consente di sfruttare l’impianto anche nella stagione calda.

In ogni caso se si vuole valutare l’installazione di un impianto di microcogenerazione è sempre necessaria un’analisi preliminare approfondita condotta da tecnici e professionisti che possano individuare le soluzioni più adeguate alla realtà specifica del cliente.
Un impianto di cogenerazione infatti richiede maggiori investimenti che una caldaia e un semplice allaccio alla rete elettrica. Per compensare questi costi fissi occorre che le ore di  esercizio effettivo  siano le più alte possibili. Una progettazione accurata è in grado di prevedere quale configurazione è in grado massimizzare il ritorno sull’investimento.
In caso contrario l’investimento in un microgeneratore può non produrre i risultati sperati in termini di vantaggio economico e ambientale.

Mercato italiano e potenziale della microcogenerazione

A settembre 2016 Althesys ha pubblicato una interessante studio che analizza i benefici economici, energetici e ambientali che deriverebbero dalla crescita della microcogenerazione in Italia.

Come messo in evidenza, in Italia la diffusione degli impianti di micro-cogenerazione potrebbe  interessare circa 150.000 tra piscine e palestre, 35.000 alberghi e 950.000 condomini: 1.000.000 potenziali utenti totali, producendo entro il 2020 una riduzione complessiva di 500.000 tonnellate di CO2 e inquinanti e un beneficio economico finale pari a 78,9 milioni di euro.

Per quanto riguarda gli aspetti normativi, il 29 marzo 2017 è entrato in vigore il Dm Sviluppo economico 16 marzo 2017 che semplifica le procedure di realizzazione degli impianti di microcogenerazione attraverso l’introduzione dei “modelli unici”. Tale cambiamento amministrativo minimizza gli oneri a carico dei cittadini e delle imprese che decidono di installare il microimpianto e semplifica le procedure autorizzative per la realizzazione di piccoli impianti alimentati a fonti rinnovabili e, più in generale, di interventi di efficienza energetica.