Cogenerazione: cos’è e perché è importante per decarbonizzare
Analisi e scenari di un mercato in crescita
Cogenerazione: cos’è e perché è importante per decarbonizzare
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Cogenerazione: cos’è e perché è importante per decarbonizzare
Analisi e scenari di un mercato in crescita
La decarbonizzazione delle nostre economie e società non passa soltanto dall’introduzione delle nuove tecnologie green, che pure sono chiamate a svolgere un importante e crescente contributo. La transizione energetica, infatti, è un percorso che vede il bilanciamento di un mix di tecnologie, alcune dai ritorni più prospettici (come l'idrogeno) e altre più mature. In quest'ambito, l'efficienza energetica può contare, ad esempio, su un ventaglio di soluzioni – molte delle quali già note agli operatori da decenni – che possono contribuire al contenimento di consumi ed emissioni.
Che cos’è e come funziona la cogenerazione
Tra queste, naturalmente, c’è la cogenerazione: secondo la definizione della direttiva Europea 2004/8/CE si tratta di una soluzione capace di garantire la produzione combinata di energia elettrica e calore (Combined heat and power, CHP). Questa peculiare caratteristica è in grado di ottimizzare l'uso dell'energia e renderlo più efficiente. Un’applicazione che, naturalmente, è particolarmente adatta per tutti i contesti energivori, ovvero per quelle realtà come le industrie chimico-farmaceutiche, della carta e dell’acciaio, ad alto consumo di energia: l’elevata efficienza garantita dai sistemi CHP garantisce ritorni dall’investimento piuttosto rapidi.
Ma come funziona la cogenerazione? Occorre considerare che quando si genera elettricità a partire da una fonte primaria, si produce inevitabilmente anche calore, che normalmente finisce però disperso nell'ambiente. Con la cogenerazione, invece, questo calore viene catturato e usato per riscaldare edifici, produrre vapore industriale o per altre applicazioni che richiedono un fabbisogno di energia termica costante nel tempo.
Chiaramente questo fa sì che nel complesso l'energia primaria disponibile venga utilizzata con più efficienza: secondo le stime del MASE, infatti, nel 2021 in Italia l’efficienza elettrica dei sistemi di cogenerazione, considerando anche la produzione di calore, risultava pari al 60%, mentre quella degli impianti non cogenerativi era soltanto del 46%.
Le diverse applicazioni della cogenerazione
Dietro il termine cogenerazione ci sono diverse applicazioni, che in comune hanno la caratteristica di produrre in contemporanea elettricità e calore. In particolare, si usa distinguere tra microcogenerazione (termine che ricomprende tutte le applicazioni con potenza elettrica installata inferiore a 50 kW), piccola cogenerazione (sino a 1 MW di potenza) e cogenerazione propriamente detta (oltre 1 MW di potenza). Nei primi due casi si tratta di installazioni adatte a essere inserite nel settore residenziale e commerciale, mentre nel terzo caso parliamo di impianti messi a servizio del comparto industriale, ma anche di edifici energivori come gli ospedali.
Un’altra distinzione riguarda anche la materia prima che dà il via al processo cogenerativo: il presupposto di partenza è la possibilità di utilizzare diverse fonti (tra cui anche la biomassa e la geotermia, il biometano e parzialmente l’idrogeno), ma il dato di fatto è che in Italia la cogenerazione (in particolare quella di grande taglia) funziona oggi soprattutto con il gas naturale.
I numeri della cogenerazione
Al di là però di tutte queste distinzioni, tutte le tipologie di cogenerazione permettono di assicurare importanti vantaggi ambientali ed economici. La cogenerazione in Europa genera il 12% dell’elettricità, il 16% del calore e ha un ruolo importante nella decarbonizzazione, poiché permette di risparmiare ogni anno 150 milioni di tonnellate di CO2 e circa 30 MTEP, pari ai consumi di 90 milioni di auto (fonte, Cogen Europe 2022). Per le imprese c’è poi un altro beneficio non trascurabile: la cogenerazione consente alle aziende di autoprodurre in tutto o in parte la propria energia elettrica, riducendo così la dipendenza dalle forniture di elettricità e prevenendo problemi come i blackout e gli aumenti dei prezzi.
Non a caso, in un contesto caratterizzato da un livello elevato delle bollette energetiche e dalla necessità di decarbonizzare, la cogenerazione presenta importanti prospettive di crescita: nel mercato europeo si stima un aumento annuo dell’8% dal 2021 al 2029, con un giro d’affari annuale che passerà dai circa 7 miliardi di euro del 2023 a oltre 11 miliardi nel 2029 (fonte, Fortune Business insights). La crescita sarà però concentrata soprattutto in Paesi come Svezia, Germania e Turchia.
Il contesto italiano
E l’Italia? Occorre innanzitutto premettere che la cogenerazione è una tecnologia che il nostro Paese – che per ragioni strutturali ha dovuto prestare una maggiore attenzione all’efficienza energetica – conosce e utilizza già da tempo, tanto da essere tra i paesi europei con più impianti. In Italia più della metà degli impianti di cogenerazione (809 impianti su 1.506*) è riconosciuta come Cogenerazione ad alto rendimento (CAR). Questa ultima sigla è di particolare rilevanza nel contesto nazionale e fa riferimento a un’unità di cogenerazione il cui valore del risparmio di energia primaria (PES) conseguito è almeno del 10% oppure - nel caso di unità di microcogenerazione (inferiore a 50 kWe) o piccola cogenerazione (inferiore a 1 MWe) - se assume un qualunque valore positivo. In Italia gli impianti CAR possono beneficiare del sostegno degli incentivi previsti dal meccanismo dei Certificati Bianchi, che consentono di abbattere significativamente i tempi di ritorno dall’investimento.
Proprio per quanto riguarda la CAR, i numeri* evidenziano come il settore residenziale abbia il maggior numero di impianti (293) ma solo l’1% della capacità. Al contrario l’industria possiede un numero inferiore di impianti (243) ma ben il 30% della capacità; in maniera simile Esco e utility possono contare su 273 impianti e sul 34% della capacità installata. Da notare che nel nostro Paese gli impianti si localizzano soprattutto al Nord e la maggioranza della potenza è installata nelle stesse regioni, per le note ragioni legate alle peculiari caratteristiche del nostro tessuto socioeconomico. E per il futuro?
Gli sviluppi futuri
I dati dell’Energy & Strategy Group evidenziano come la cogenerazione sia una tecnologia su cui gli operatori sembrano ancora voler puntare: nel 2022 il settore industriale ha indirizzato circa il 18% dei suoi investimenti in efficienza energetica proprio alla cogenerazione, per un totale di 385 milioni di euro, dietro solo agli interventi sul processo produttivo. Nei prossimi anni, più complessivamente, il trend positivo dovrebbe continuare: al 2030 – secondo le diverse stime del PTE e Pniec - è possibile attendersi una crescita del mercato della cogenerazione italiana compresa tra il 15 e il 20%, spinta dagli obiettivi di decarbonizzazione e dalla disponibilità di strumenti incentivanti, come i Certificati bianchi e dall’avvio del Mercato dei servizi di Dispacciamento. Quest’ultimo è lo strumento attraverso il quale il Gestore di Rete mira a garantire la sicurezza del sistema elettrico e la qualità del servizio attraverso l’istituzione di un’apposita capacità di riserva, che può essere attivata in tempo reale per bilanciare costantemente produzioni e prelievi di energia elettrica.
Nel terziario la spinta potrebbe invece arrivare dall’atteso sviluppo delle Comunità Energetiche Rinnovabili, che, oltre alla diffusione dell’energia rinnovabile, potrebbero prevedere come tecnologia di integrazione delle fonti green discontinue, proprio la cogenerazione.
*Fonte: La mappatura della cogenerazione in Italia, Italcogen 2021
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