sabato 9 febbraio 2008

Vantaggi della cogenerazione

1. Riduzione del combustibile: la riuscita installazione della CHP porta ad una riduzione di combustibile di circa il 25%, rispetto quanto impiegato nella tradizionale produzione di energia.
2. Riduzione delle emissioni: la riduzione dell’inquinamento atmosferico registra la stessa proporzione della riduzione del combustibile. Con l’uso del gas naturale, al posto del petrolio e del carbone, le emissioni di SO2 ed i fumi si riducono pressoché a zero.
3. Benefici Economici: i costi energetici degli impianti di cogenerazione sono più bassi di quelli degli impianti "tradizionali". Per una installazione di successo, la riduzione di prezzo oscilla tra 20-30%. Gli studi e le sperimentazioni effettuate dal Politecnico di Milano parlano della possibilità di risparmi dell’ordine di 350 euro/anno per gli impianti mono - familiari e le case costruttrici dichiarano un tempo di 3-4 anni per il ritorno dell’investimento. Se si sfruttano anche gli incentivi energetici, i numeri sono ancora più stimolanti.
4. Aumento dell’affidabilità della fornitura di energia: l’allacciamento dei piccoli impianti di CHP alla rete può garantire un funzionamento ininterrotto dell’unità, in caso di interruzione del funzionamento dell’impianto o della fornitura energetica dalla rete. A livello di paese, essi favoriscono la generazione dell’energia decentralizzata, riducendo il bisogno di grandi centrali elettriche. Inoltre incrementano l’occupazione a livello locale.

Inoltre, la tipica semplicità costruttiva degli Stirling li distingue, per la silenziosità e per la possibilità di raggiungere rendimenti vicini a quello teorico dei cicli termodinamici, ma sono molto apprezzabili un punto di vista ambientale; l’aspetto più interessante è dettato infatti, dalla capacità di funzionare con una vasta gamma di combustibili anche con basse temperature di fiamma. Ad oggi l’alimentazione più utilizzata per la facilità di reperibilità e per il costo è sicuramente il gas naturale le cui emissioni specifiche globali sono nettamente inferiori a quelle delle grandi centrali. La possibilità di temperature più basse in una camera di combustione esterna e le pressioni dell’ordine di una atmosfera spostano le reazioni di sintesi degli NOx verso sinistra diminuendone le concentrazioni finali nei fumi. Si ottiene così un vantaggio di riduzione della CO2 emessa, dettato dalla maggiore efficienza energetica della cogenerazione ed uno dovuto alla riduzione specifica degli altri gas ad effetto serra per le diverse conduzioni della combustione abbassando oltre agli ossi di azoto anche le concentrazioni di monossido di carbonio. Va anche tenuto presente il fatto che i motori di Stirling necessitano di una manutenzione quasi nulla: questo non va considerato come un vantaggio vero e proprio, tuttavia si tratta di una interessante comodità, accompagnata anche dal fatto che se la manutenzione è minima, sono anche molto bassi i costi da accollarsi per il mantenimento dell'impianto. La tabella in figura 5 riporta l’utilizzo medio annuale di una caldaia per riscaldamento e produzione di acqua calda. Si ottiene un totale di 1755,5 ore di riscaldamento complessive in un anno. E' chiaro che tale valore è solamente un valore medio, tuttavia è significativo per effettuare alcuni calcoli interessanti relativi ai risparmi economici effettivi cui si va incontro. Se, come detto in precedenza, il macchinario in esame può bruciare 1,55 metri cubi di gas all'ora (consideriamo questo valore intendendolo come un valore limite) e le ore medie di riscaldamento annuali sono 1755,5, allora si ottiene che in un anno si consumano 1,55*1755,5 = 2721,025 metri cubi di gas all'anno. Dunque, considerando come esempio la città di Cuneo (nostro capoluogo di provincia) e considerando il quantitativo di gas appena calcolato, sappiamo che il costo del gas è di 0,37753830 €/m3 (Figura 6, fonte: ENI, aggiornato al 01/07/2007). Se i metri cubi di gas consumati annualmente sono 2721,025 e il gas costa 0,37753830 €/m3, allora si ha una spesa annua per il gas di € 1027,28. Ora, pensiamo che a queste ore utilizzo di gas corrisponde una produzione continua di corrente di potenza 1 kW da parte del generatore a gas.

Valutiamo la produzione di corrente elettrica in kWh così da poter fare una valutazione economica secondo i prezzi attuali della corrente sul mercato italiano. Se le ore di produzione di corrente elettrica corrispondono alle ore di riscaldamento, allora sappiamo che per 1755,5 ore viene prodotta corrente elettrica alla potenza di 1 kW. Dunque, il sistema produce 1755,5 h *1 kW = 1755,5 kWh di corrente elettrica. Ora, facendo una media tra i prezzi rilevabili sul sito ENEL, sappiamo che la corrente elettrica costa circa 0,088 Euro al kWh. Moltiplichiamo il costo della corrente per i kWh prodotti dal cogeneratore: 1755,5 kWh * 0,088 €/kWh = 154,484 €. Questa cifra corrisponde al risparmio annuale sulla bolletta dell'energia elettrica, infatti, sottraendola alla bolletta ENEL di un anno si può vedere una stima di quale potrebbe essere un risparmio medio. Consideriamo che con un sistema standard la spesa bimestrale per l’erogazione di energia elettrica è di circa 100 euro per una famiglia media di 4 persone. Quindi, ogni anno si spendono circa 600 euro di energia elettrica per una linea a 3 kW; a questi sommiamo circa 2200 € anni per il riscaldamento e l’erogazione di gas e otteniamo una spesa totale annua di 2800 €. Se al sistema di riscaldamento ordinario fosse sostituita una stufa a gas autonoma come quella da noi analizzata (senza, però il motore di Stirling e, quindi senza cogenerazione), i costi scenderebbero a 1027,28 € + 600 €= 1630 € circa, quindi ci sarebbe già un notevole risparmio, che ammonterebbe a 2800 € - 1630 € = 1200 € circa. Ora, contando che ogni anno si risparmierebbero 155 € circa di energia elettrica, se il macchinario costa tra i 4000 e i 10000 €, ci vorrebbero molti anni per ammortizzare completamente le spese. Tuttavia, è importante considerare che nel futuro il prezzo dell’energia potrebbe aumentare, soprattutto se si pensa che il petrolio è in esaurimento ed esso è una fonte, per ora, indispensabile per generare molta dell’energia che viene consumata. Di conseguenza, nel futuro si rivelerà molto importante essere provvisti di impianti energetici autonomi dal sistema pubblico, principalmente per evitare spese troppo elevate per l’acquisto di elettricità o servizi di riscaldamento. Con una veduta più ampia, invece, possiamo vedere che con questo sistema si avrebbe un rispetto per l'ambiente molto elevato, cosa necessaria ora più che in passato, viste le frequenti nubi di smog che coprono il cielo. Inoltre, vorremmo sollevare un'ulteriore questione: il risparmio energetico è solo economia o è una vera e propria necessità? Osservando il grafico in figura 7 noi crediamo che sia una grande necessità: le risorse energetiche del nostro pianeta stanno finendo ed è chiaro che nel mondo odierno vivere senza fonti energetiche è impensabile. Tutti sono abituati a luce, elettricità, automobili e via dicendo, dunque si rivela sempre più importante rivolgere l'attenzione non solo verso fonti energetiche più ecologiche e rinnovabile, ma anche verso un consumo intelligente dell'energia: questo è ciò che noi vogliamo trasmettere attraverso l'analisi del sistema di cogenerazione, infatti è di vitale importanza che tali sistemi vengano commercializzati al più presto anche per le utenze private e che si diffondano in maniera capillare anche attraverso aiuti statali.

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