Micro cogenerazione domestica. In 5 anni avrà una crescita esponenziale e soppianterà la caldaia
La microcogenerazione, o piccolissima generazione, comprende gli impianti di cogenerazione di potenza <50 kW.
La microcogenerazione è un'estensione dell'idea di cogenerazione per le abitazioni singole o pluri-familiari, o per i piccoli edifici di uffici.
La microcogenerazione, o piccolissima generazione, comprende gli impianti di cogenerazione di potenza <50 kW.
La microcogenerazione è un'estensione dell'idea di cogenerazione per le abitazioni singole o pluri-familiari, o per i piccoli edifici di uffici.
I VANTAGGI DELLA MICROCOGENERAZIONE
La microcogenerazione , con la combustione del gas, autoproduce l'energia elettrica di cui si ha bisogno e il calore necessario per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria.
L'energia elettrica autoprodotta può essere consumata subito oppure ceduta in rete e da essa prelevata successivamente, quando serve, grazie al suddetto meccanismo dello "scambio sul posto". La microcogenerazione riduce l'inquinamento atmosferico sia perché si utilizzano combustibili poco o per nulla inquinanti, sia perché la "generazione distribuita" è un modello energetico più efficiente.
Con quasi 750 mila microcogeneratori venduti all'anno e un market share del 40% sul totale degli impianti per la climatizzazione, la micro cogenerazione domestica nel 2025 in Italia la farà da padrona. Ma per arrivare a questi numeri mancano più di 5 anni e sopratutto una serie di evoluzioni di mercato che vadano a risolvere alcune delle problematiche che attualmente ne limitano la diffusione. Prime fra tutte, i costi.
A tracciare il quadro del mercato attuale della Cogenerazione CHP (Combined Heat and Power), con tanto di previsioni future, è il secondo report del progetto CODE (Cogeneration Observatory and Dissemination Europe) che, supportato dalla Commissione Europea tramite il programma IEE - Intelligent Energy Europe e sviluppato sotto la supervisione di COGEN Europe, si pone l'obiettivo di sviluppare una roadmap per lo sviluppo della cogenerazione europea al 2020.
Trend in crescita per la cogenerazione ad alta efficienza
Soffermandoci sul panorama italiano e partendo da alcune considerazioni sulla CHP ad alta efficienza, dal report emerge un trend molto positivo. Grazie alle considerevoli percentuali di risparmio di combustibile (siamo intorno al 27-28% di risparmio annuale) che la cogenerazione è in grado di garantire, 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.
Il quadro incentivante
Le opzioni attualmente concesse dal sistema incentivante italiano per l'implementazione di un nuovo impianto CHP:
- I Certificati bianchi valgono circa 12-15 euro/MWhe per 10 anni, per il teleriscaldamento possono superare i 30 euro/ MWht per cinque anni
- I Certificati Verdi, se la cogenerazione è prodotta da fonti rinnovabili, valgono circa 80 euro/MWhe per 15 anni (regole sotto revisione)
- Le riduzioni fiscali sul gas non utilizzato per scopi termici valgono circa 25 euro/MWhe per uso civile e 2,5 euro/MWhe per industria e assorbimento
- Contributo in conto Scambio sul Posto.
Varie ditte produttrici stanno proponendo sul mercato italiano i sistemi di microcogenerazione. Questi sistemi possono essere raggruppati in due categorie:
- microgeneratori a celle a combustibile;
- microcogeneratori a gas metano o GPL.
Celle a combustibile.
Le celle a combustibile sono dei sistemi elettrochimici in grado di convertire l’energia chimica dell' idrogeno direttamente in energia elettrica, energia termica e vapore acqueo (processo inverso dell’elettrolisi). L’assenza di un ciclo termico di potenza, tipico di tutti i sistemi “classici” consente di ottenere dei rendimenti molto elevati.
Una cella ideale che opera cioè con idrogeno e ossigeno potrebbe consentire rendimenti variabili tra lo 83% ed il 94,5% a seconda della temperatura del vapore acqueo che costituisce il prodotto finale della reazione.
Questa tecnologia risale ai primi decenni dell‘800, ma solo negli ultimi anni si è intuito l’enorme potenziale in termini di risparmio di energia primaria e di riduzione di emissioni inquinanti che potrebbe derivare da una diffusione su grande scala di microcogeneratori basati su questa innovativa tecnologia.
La microcogenerazione , con la combustione del gas, autoproduce l'energia elettrica di cui si ha bisogno e il calore necessario per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria.
L'energia elettrica autoprodotta può essere consumata subito oppure ceduta in rete e da essa prelevata successivamente, quando serve, grazie al suddetto meccanismo dello "scambio sul posto". La microcogenerazione riduce l'inquinamento atmosferico sia perché si utilizzano combustibili poco o per nulla inquinanti, sia perché la "generazione distribuita" è un modello energetico più efficiente.
Con quasi 750 mila microcogeneratori venduti all'anno e un market share del 40% sul totale degli impianti per la climatizzazione, la micro cogenerazione domestica nel 2025 in Italia la farà da padrona. Ma per arrivare a questi numeri mancano più di 5 anni e sopratutto una serie di evoluzioni di mercato che vadano a risolvere alcune delle problematiche che attualmente ne limitano la diffusione. Prime fra tutte, i costi.
A tracciare il quadro del mercato attuale della Cogenerazione CHP (Combined Heat and Power), con tanto di previsioni future, è il secondo report del progetto CODE (Cogeneration Observatory and Dissemination Europe) che, supportato dalla Commissione Europea tramite il programma IEE - Intelligent Energy Europe e sviluppato sotto la supervisione di COGEN Europe, si pone l'obiettivo di sviluppare una roadmap per lo sviluppo della cogenerazione europea al 2020.
Trend in crescita per la cogenerazione ad alta efficienza
Soffermandoci sul panorama italiano e partendo da alcune considerazioni sulla CHP ad alta efficienza, dal report emerge un trend molto positivo. Grazie alle considerevoli percentuali di risparmio di combustibile (siamo intorno al 27-28% di risparmio annuale) che la cogenerazione è in grado di garantire, 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.
Il quadro incentivante
Le opzioni attualmente concesse dal sistema incentivante italiano per l'implementazione di un nuovo impianto CHP:
- I Certificati bianchi valgono circa 12-15 euro/MWhe per 10 anni, per il teleriscaldamento possono superare i 30 euro/ MWht per cinque anni
- I Certificati Verdi, se la cogenerazione è prodotta da fonti rinnovabili, valgono circa 80 euro/MWhe per 15 anni (regole sotto revisione)
- Le riduzioni fiscali sul gas non utilizzato per scopi termici valgono circa 25 euro/MWhe per uso civile e 2,5 euro/MWhe per industria e assorbimento
- Contributo in conto Scambio sul Posto.
Varie ditte produttrici stanno proponendo sul mercato italiano i sistemi di microcogenerazione. Questi sistemi possono essere raggruppati in due categorie:
- microgeneratori a celle a combustibile;
- microcogeneratori a gas metano o GPL.
Celle a combustibile.
Le celle a combustibile sono dei sistemi elettrochimici in grado di convertire l’energia chimica dell' idrogeno direttamente in energia elettrica, energia termica e vapore acqueo (processo inverso dell’elettrolisi). L’assenza di un ciclo termico di potenza, tipico di tutti i sistemi “classici” consente di ottenere dei rendimenti molto elevati.
Una cella ideale che opera cioè con idrogeno e ossigeno potrebbe consentire rendimenti variabili tra lo 83% ed il 94,5% a seconda della temperatura del vapore acqueo che costituisce il prodotto finale della reazione.
Questa tecnologia risale ai primi decenni dell‘800, ma solo negli ultimi anni si è intuito l’enorme potenziale in termini di risparmio di energia primaria e di riduzione di emissioni inquinanti che potrebbe derivare da una diffusione su grande scala di microcogeneratori basati su questa innovativa tecnologia.
1. Celle a combustibile 2. Caldaia di supporto 3. Espulsione aria 4. - 5. Interfaccia di comunicazione 6. Contatore elettrico bidirezionale 7. Impianto elettrico abitazione 8. rete elettrica pubblica 9. Connessione internet 10. App smartphone 11. Gas 12. Acqua
Alcuni dati interessanti: il microcogeneratore ********* 300-P a celle a combustibile a bassa temperatura PEM provvede alla produzione contemporanea di energia elettrica e termica.
E’ costituito da serbatoio d’accumulo acqua di riscaldamento da 170 litri e una caldaia a condensazione di supporto. Il modulo celle a combustibile
può funzionare fino a 20 ore giornaliere garantendo 15 kWh di energia elettrica al giorno. Ha una potenzialità elettrica di 0,75 kW e termica da 1 a 20 kW, con un grado di rendimento elettrico del 37%(Hi). La caldaia a supporto è dotata di bruciatore Matrix, scambiatore Inox-Radial e bollitore per acqua calda sanitaria da 46 litri in acciaio inox. Grazie alla App è possibile la gestione a distanza dell’impianto.
La scelta della tecnologia a celle a combustibile consente una considerevole riduzione dei costi dell’energia primaria e la massima efficienza energetica, accanto a una riduzione del 50% delle emissioni di CO2 rispetto alla tecnica della condensazione. Questa soluzione è ideale per le abitazioni a basso fabbisogno energetico.
La potenza termica di 20 kW è in grado di coprire la gran parte del fabbisogno di energia per il riscaldamento con il modulo a celle a combustibile. Quando il calore prodotto dalle celle a combustibile non è sufficiente, per esempio in caso di picchi di carico oppure qualora fosse necessaria la produzione di una grande quantità di acqua calda in tempi brevi, la caldaia a condensazione a gas integrata entra in funzione automaticamente.
Contemporaneamente si ha la produzione di energia elettrica.
Le celle a combustibile funzionano con l'idrogeno. L'idrogeno è l'elemento più diffuso in natura, presente in tutte le combinazioni organiche, quindi anche nel gas naturale, composto da idrogeno e carbonio. L'idrogeno non è disponibile in natura allo stato puro e, all'interno di ******** 300-P, viene ricavato mediante reforming proprio dal metano.
Cogeneratori a gas metano o GPLL'energia utile elettrica scaturisce dal processo di combustione nel motore a gas a ciclo Otto e viene convertita in corrente dal movimento rotatorio del motore stesso mediante un generatore sincrono. L'energia utile termica scaturisce anch'essa dal processo di combustione nel motore a gas a ciclo Otto. Essa è ripartita tra calore dei gas di scarico, tubo collettore, blocco motore e olio lubrificante del motore e serve a riscaldare ad es. l'acqua di riscaldamento.
La scelta della tecnologia a celle a combustibile consente una considerevole riduzione dei costi dell’energia primaria e la massima efficienza energetica, accanto a una riduzione del 50% delle emissioni di CO2 rispetto alla tecnica della condensazione. Questa soluzione è ideale per le abitazioni a basso fabbisogno energetico.
La potenza termica di 20 kW è in grado di coprire la gran parte del fabbisogno di energia per il riscaldamento con il modulo a celle a combustibile. Quando il calore prodotto dalle celle a combustibile non è sufficiente, per esempio in caso di picchi di carico oppure qualora fosse necessaria la produzione di una grande quantità di acqua calda in tempi brevi, la caldaia a condensazione a gas integrata entra in funzione automaticamente.
Contemporaneamente si ha la produzione di energia elettrica.
Le celle a combustibile funzionano con l'idrogeno. L'idrogeno è l'elemento più diffuso in natura, presente in tutte le combinazioni organiche, quindi anche nel gas naturale, composto da idrogeno e carbonio. L'idrogeno non è disponibile in natura allo stato puro e, all'interno di ******** 300-P, viene ricavato mediante reforming proprio dal metano.
Cogeneratori a gas metano o GPLL'energia utile elettrica scaturisce dal processo di combustione nel motore a gas a ciclo Otto e viene convertita in corrente dal movimento rotatorio del motore stesso mediante un generatore sincrono. L'energia utile termica scaturisce anch'essa dal processo di combustione nel motore a gas a ciclo Otto. Essa è ripartita tra calore dei gas di scarico, tubo collettore, blocco motore e olio lubrificante del motore e serve a riscaldare ad es. l'acqua di riscaldamento.
Alcuni dati interessanti: il microcogeneratore ********* 200-EM
Potenza elettrica fornita 6 kW, Potenza termica 14,9 kW. Il cogeneratore funziona in abbinamento a una caldaia: entrambi i generatori di calore sono collegati all’impianto e provvedono a riscaldare l’acqua sanitaria e l'acqua per il riscaldamento.
Potenza elettrica fornita 6 kW, Potenza termica 14,9 kW. Il cogeneratore funziona in abbinamento a una caldaia: entrambi i generatori di calore sono collegati all’impianto e provvedono a riscaldare l’acqua sanitaria e l'acqua per il riscaldamento.