La produzione combinata di energia elettrica e calore (nota come cogenerazione o Combined Heat and Power - CHP) rappresenta una risposta semplice e conveniente alla volatilità dei costi energetici, perché migliora la resilienza energetica e contribuisce a fornire un approvvigionamento dell’energia più conveniente, stabile e sostenibile.
La cogenerazione è una tecnologia versatile, che può essere utilizzata in edifici nuovi, in progetti di retrofit o per la sostituzione di caldaie obsolete. È adatta alle aziende con una ingente domanda di calore o raffreddamento, in particolare nei casi con domanda prolungata, perché integra la produzione di energia (elettricità) e calore in un unico processo, raggiungendo efficienze totali superiori all'80%. Inoltre, svolge un ruolo fondamentale nell'evitare il crescente rischio di interruzione dell'approvvigionamento energetico, fornendo un'alimentazione resiliente e continuativa. È una tecnologia flessibile che può essere alimentata con una varietà di combustibili, anche rinnovabili, aumentando, così, le credenziali di sostenibilità aziendali in questo momento di transizione energetica.
A livello economico, un impianto di cogenerazione consente di ottenere risparmi fino al 40% rispetto all'elettricità prelevata dalla rete e al calore generato da caldaie on site. E a fronte dell'aumento dei costi dell'elettricità, il ritorno dell'investimento può essere potenzialmente raggiunto in 1-2 anni
Nonostante la cogenerazione sia una tecnologia consolidata e collaudata, che continua ad aiutare le aziende a implementare strategie energetiche sostenibili e convenienti, nel corso degli anni sono sorti molti falsi miti e malintesi sulle sue specifiche, sulle possibilità di finanziamento e sul suo funzionamento, nonché sul suo contributo al mix energetico sostenibile delle aziende. Qui affrontiamo le cinque principali false credenze.
La cogenerazione è una soluzione valida anche con gli attuali prezzi del gas. L'aumento dei prezzi dell’energia elettrica, infatti, ha un impatto ben maggiore rispetto a quello del gas metano e questo sostiene i vantaggi della cogenerazione.
Gli investimenti in una qualsiasi infrastruttura energetica di qualità non sono esigui, ma a seconda delle specifiche esigenze, la cogenerazione in media ha un tempo di rientro dall’investimento di 2-4 anni, periodo che sì è ridotto notevolmente con il recente aumento dei prezzi dell'energia, al punto che il payback time può essere anche inferiore a un anno. Se si considera che la durata di vita di un sistema è di 10-15 anni, i ritorni finanziari sono molto rilevanti. Per le aziende con vincoli di capitale o differenti priorità di finanziamento, inoltre, esistono soluzioni che finanziano il capitale e i costi operativi e di manutenzione, tramite contratti di rendimento energetico.
Il contratto di acquisto DEP (Discount Energy Purchase), ad esempio, consente ai clienti di beneficiare dei vantaggi della cogenerazione, ottenendo una riduzione immediata dei costi energetici e delle emissioni di CO2, senza alcun investimento inziale. Centrica Business Solutions finanzia completamente l’installazione e la manutenzione dell’impianto, diventando un vero e proprio fornitore efficiente di energia autoprodotta on site; il cliente paga solo l’energia elettrica prodotta (a una tariffa inferiore rispetto a quella del tradizionale fornitore di rete) e il gas da esso consumato, mentre l’energia termica e quella frigorifera saranno gratuite. La selezione dei fornitori di gas ed energia elettrica, inoltre, rimane a completa discrezione del cliente.
Da decenni le aziende scelgono la cogenerazione per generare una fornitura affidabile e altamente efficiente di calore ed elettricità a basso costo. Si tratta di una tecnologia collaudata, con benefici comprovati, che rimane valida oggi, come ieri.
È in grado di raggiungere alti tassi di efficienza e di offrire ai clienti rilevanti rendimenti, tra cui:
Contributo al mix energetico
La cogenerazione ancora oggi continua a dare un contributo prezioso al mix energetico, perché colma il divario tra la generazione tradizionale e le energie rinnovabili. Inoltre, riduce i costi energetici, contribuisce a stabilizzare la rete elettrica e a rendere flessibile la domanda, la generazione e lo stoccaggio dell’energia.
La cogenerazione svolge un ruolo importantissimo nel sostenere un approvvigionamento energetico sostenibile.
È molto più pulita ed efficiente delle comuni centrali termoelettriche a gas, che si prevede continueranno a soddisfare una domanda significativa di energia, almeno per il prossimo decennio. Nella produzione di energia convenzionale, infatti, il calore viene sprecato e si calcola che per le forniture in bassa tensione ci siano perdite di rete corrispondenti a poco più del 10% della corrente erogata.
Le metodologie di valutazione attualmente più diffuse sottovalutano i benefici della cogenerazione in termini di risparmio di emissioni di CO2, perché considerano le emissioni medie della rete. Nella realtà delle strategie di ottimizzazione di mercato, però, la cogenerazione non si va a sostituire alle fonti rinnovabili, bensi a fonti marginali ad alta intensità di carbonio.
Inoltre, i risparmi ottenibili grazie all’installazione di un sistema di cogenerazione (sia quelli diretti, con la riduzione dei costi energetici, sia quelli indiretti, grazie ai certificati bianchi riconosciuti), possono essere reinvestiti in soluzioni di energia rinnovabile, anche 100% green, come ad esempio il solare fotovoltaico, consentendo, così, di implementare una strategia di decarbonizzazione completa e multiprodotto.
La cogenerazione rinnovabile
Le credenziali di sostenibilità della cogenerazione possono essere ulteriormente migliorate con l'introduzione di combustibili rinnovabili, anziché di gas naturale. L'introduzione dell'idrogeno, ad esempio, sta rafforzando la cogenerazione sostenibile. L'idrogeno miscelato e i motori alimentati al 100% a idrogeno supporteranno le aziende lungo il percorso verso il Net Zero e in Centrica stiamo già lavorando con i nostri partner MTU e MAN per rendere possibile questo processo. Disponiamo di soluzioni di cogenerazione a idrogeno miscelato al 20% e, per garantire che le nostre unità siano pronte per la potenziale adozione di infrastrutture nazionali a idrogeno miscelato, sono in corso ulteriori test nella fascia 20-40%. Con MTU, inoltre, stiamo effettuando test su motori monocilindrici con cogeneratori alimentati al 100% a idrogeno, con un'efficienza elettrica del motore prevista superiore al 40%.
I recenti e continui aumenti dei costi dell'elettricità e i prezzi relativamente più bassi dei combustibili a gas implicano che il ritorno dell’investimento in un sistema di cogenerazione necessita di meno ore di funzionamento. Questo vantaggio in termini di costi è amplificato dal fatto che l'utilizzo in base all'ora del giorno comporta ampie variazioni nei costi dell'energia di rete e, di conseguenza, è molto conveniente utilizzare la cogenerazione durante le ore di picco dei costi, il che attenua i costi energetici, sia di base che non di base.
I sistemi di cogenerazione sono solitamente dimensionati per soddisfare il fabbisogno di riscaldamento di base del sito, in modo da ridurre al minimo gli sprechi di calore. E, seppure in genere si raccomanda un carico termico minimo di 4.500 ore all'anno, questo non è indispensabile.
Per massimizzare i risparmi in termini di costi e di emissioni di CO2, è consigliabile adeguare la capacità termica ed elettrica di un impianto di cogenerazione alle esigenze dello stabilimento. Il dimensionamento dell'unità richiede un'analisi dettagliata dei carichi termici ed elettrici, misurando i dati su base semioraria, giornaliera, settimanale e mensile durante le stagioni dell'anno per calcolare le fluttuazioni della domanda di calore ed elettricità.
È essenziale mantenere gli impianti di cogenerazione in condizioni ottimali, per questo è indispensabile avere una strategia di monitoraggio e manutenzione preventiva, in grado di coprire tutta la vita dell’impianto. Si tratta di un investimento che ripaga in termini di:
Monitoraggio remoto a basso costo
Il monitoraggio continuo è la spina dorsale di qualsiasi strategia di manutenzione e può essere eseguito da remoto a basso costo. Evidenzia rapidamente qualsiasi esigenza in termini di prestazioni o di manutenzione preventiva, consentendo una rapida correzione prima che si trasformi in un problema.
Le piattaforme remote basate sul web, come il sistema PowerRadar di Centrica Business Solutions, comprendono un sistema di comunicazione a bordo che trasmette al centro di controllo e ai dispositivi del cliente i parametri operativi 24/7 e in tempo reale. I dati vengono utilizzati per diagnosticare eventuali problemi, apportare piccole modifiche al funzionamento del cogeneratore e programmare interventi di manutenzione e riparazione. Adottando un approccio intelligente e basato sui dati, si evitano i problemi più gravi, si ottimizza l'efficienza e la durata del’impianto e si riducono i costi di gestione.
Costi di manutenzione inclusi
È fondamentale considerare i costi di manutenzione nello studio di fattibilità economica del Sistema CHP per calcolare con precisione il ritorno sull'investimento del progetto; il nostro servizio di acquisto DEP, ad esempio, copre la fornitura, l'installazione, il funzionamento e la manutenzione per tutta la vita, senza costi di capitale per il cliente.
Offriamo anche opzioni di gestione e manutenzione per una serie di soluzioni energetiche, installate da noi o da terzi. Attraverso un pacchetto di O&M continuo e preventivo, forniamo monitoraggio remoto, manutenzione reattiva e ispezioni regolari per ottimizzare le prestazioni, la durata e l'efficienza degli impianti.
Il processo di definizione delle specifiche per un impianto di cogenerazione è complesso, ma il supporto di un team esperto può guidare le aziende in ogni fase del processo. Centrica Business Solutions è leader di mercato nel settore della cogenerazione, con una profonda conoscenza tecnica di tutte le fasi di progettazione, consegna e gestione di progetti innovativi di cogenerazione in tutto il mondo. Abbiamo 35 anni di esperienza come produttore e fornitore di sistemi di cogenerazione di livello mondiale e oltre 700 MW di cogenerazione gestiti e manutenuti da Centrica Business Solutions in tutto il mondo.
Daniele Francone
Daniele Francone è Head of Sales di Centrica Business Solutions Italia. In Centrica dal 2015, si occupa della definizione delle strategie di business e dello sviluppo di nuove soluzioni, individuando nuove opportunità e ampliando le relazioni commerciali. Come esperto in gestione dell’energia certificato, ha una grande capacità di analisi della situazione energetica delle aziende e di disegno di soluzioni per la riduzione dei consumi, la decarbonizzazione dei processi e il miglioramento dell’efficienza energetica e della sostenibilità.
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