Trigenerazione: i vantaggi della produzione combinata di elettricità, calore e energia frigorifera

La trigenerazione rappresenta un’evoluzione significativa nel campo dell’energia sostenibile, combinando la produzione di elettricità, calore ed energia frigorifera in un unico processo integrato. 

Questa tecnologia offre vantaggi tangibili in termini di efficienza energetica e risparmio economico. In un’epoca in cui la sostenibilità è al centro dell’attenzione globale, la trigenerazione si pone come una soluzione innovativa per ridurre l’impatto ambientale e migliorare l’autosufficienza energetica delle strutture residenziali, commerciali e industriali.

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Cos’è la trigenerazione?

La trigenerazione può essere definita sinteticamente come un’estensione della cogenerazione. Scopri di più sui cogeneratori domestici per l’utenza residenziale, commerciale e industriale.

Quest’ultima è la produzione combinata di elettricità e calore a partire dalla stessa energia primaria, solitamente un combustibile (che può essere di origine fossile ma anche provenire da biomasse e rifiuti). 

Nella trigenerazione, alla produzione di elettricità e calore si aggiunge la produzione di aria o acqua fredda. Più tecnicamente, l’energia termica utile viene in parte impiegata per produrre acqua refrigerata per condizionamento o processi industriali, attraverso frigoriferi ad assorbimento.

I vantaggi della trigenerazione

Abbinando un cogeneratore ad appositi frigoriferi ad assorbimento, che sono in grado di generare energia frigorifera utilizzando calore come sorgente, anziché elettricità, è possibile sfruttare gli impianti di cogenerazione anche nei mesi caldi. 

Questo permette di rispondere all’alta richiesta di aria condizionata, o nei settori industriali dove è necessaria la refrigerazione. La trigenerazione viene anche indicata con la sigla inglese CCHP (Combined Cooling, Heating and Power).

Efficienza energetica e risparmio economico con la trigenerazione

Rispetto ai comuni impianti di cogenerazione di energia elettrica, in un sistema di trigenerazione il rendimento globale aumenta grazie a un miglior sfruttamento del potere calorifico del combustibile. 

Mentre le centrali termoelettriche convenzionali convertono circa il 30% dell’energia del combustibile in elettricità e il restante 70% viene perso in calore, con un trigeneratore più dell’80% del combustibile viene sfruttato. 

Questo si traduce in una riduzione del consumo di combustibile – quindi meno emissioni di CO2 e altri gas serra – e delle perdite di trasmissione di energia – grazie alla vicinanza degli impianti ai luoghi di consumo – con un impatto ambientale positivo.

Inoltre, gli impianti di trigenerazione possono beneficiare di incentivi e agevolazioni fiscali, riducendo ulteriormente i costi operativi.

Le componenti di un impianto di trigenerazione

Un impianto di trigenerazione è composto da diverse parti essenziali. 

In primo luogo, troviamo il “motore primo”, che è alimentato da un combustibile, come gas metano o biogas. Questo motore genera energia meccanica che viene trasformata in elettricità tramite un generatore elettrico. 

Il calore prodotto durante questo processo non viene sprecato, ma recuperato attraverso scambiatori di calore, fornendo così energia termica agli edifici o ai processi industriali.

Un’altra delle componenti chiave della trigenerazione è rappresentata dai frigoriferi ad assorbimento. 

Questi dispositivi sfruttano il calore recuperato per produrre energia frigorifera. Utilizzando una coppia di refrigerante e assorbente, come acqua e bromuro di litio o ammoniaca e acqua, questi frigoriferi possono generare aria o acqua fredda per il condizionamento degli ambienti o per processi industriali.

La trigenerazione consente di ridurre il consumo di combustibile e anche le perdite dovute alla trasmissione dell’energia.

Applicazioni della trigenerazione

La trigenerazione trova applicazione in diversi settori. 

Nelle strutture ospedaliere, ad esempio, garantisce un approvvigionamento continuo di elettricità, calore e refrigerazione, essenziali per il funzionamento delle apparecchiature mediche e per il comfort dei pazienti. 

Anche nel settore industriale, la trigenerazione è molto apprezzata, poiché fornisce energia affidabile e riduce i costi operativi.

Gli impianti di trigenerazione possono essere utilizzati anche in edifici residenziali e commerciali. In questi contesti, contribuiscono a migliorare l’efficienza energetica degli edifici, riducendo i costi di riscaldamento e raffreddamento. Inoltre, l’uso di fonti energetiche rinnovabili, come il biogas, può rendere questi sistemi ancora più ecologici.

Anche il settore agricolo può beneficiare della trigenerazione. Gli impianti possono essere alimentati con biomasse o biogas prodotto dai rifiuti agricoli, offrendo una soluzione sostenibile per la gestione dei rifiuti e la produzione di energia. Questo non solo riduce i costi energetici, ma contribuisce anche alla gestione sostenibile delle risorse agricole.

Analisi costi-benefici della trigenerazione

Prima di installare un impianto di trigenerazione, è importante effettuare un’analisi costi-benefici. Questa analisi considera i costi di installazione e manutenzione, confrontati con i risparmi energetici e i benefici fiscali. 

In generale, un impianto di trigenerazione è economicamente vantaggioso quando la domanda di elettricità, calore e freddo è costante e proporzionata alla resa del sistema.

La fattibilità di un impianto di trigenerazione dipende da vari fattori, tra cui la vicinanza dei punti di produzione e consumo di energia. In alcuni casi, potrebbe essere necessario effettuare adattamenti strutturali o logistici per ottimizzare l’efficienza del sistema. 

È fondamentale una valutazione iniziale accurata per assicurare che l’investimento sia redditizio.

Prospettive future della trigenerazione

Guardando al futuro, la trigenerazione rappresenta una soluzione promettente per affrontare le sfide energetiche globali. Con l’aumento della domanda di energia e la necessità di ridurre le emissioni di CO2, questa tecnologia offre un modo efficace per migliorare l’efficienza energetica e promuovere la sostenibilità.

Le innovazioni tecnologiche continueranno a migliorare le prestazioni degli impianti di trigenerazione. Nuovi materiali e soluzioni tecniche permetteranno di aumentare ulteriormente l’efficienza e ridurre i costi operativi. 

Inoltre, l’integrazione con altre tecnologie, come le smart grid e i sistemi di accumulo energetico, offrirà nuove opportunità per ottimizzare l’uso dell’energia prodotta.

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