Con la cogenerazione eolico e solare più efficienti, ma in Italia «occorre una maggiore flessibilità nei sistemi energetici»

• Cos'è la cogenerazione?
• Efficienza energetica ed economia circolare
• I vantaggi e i benefici della cogenerazione
• Il confronto sul PNIEC 2030 
• Il nodo cruciale della flessibilità dei sistemi energetici
• Scenari di competitività
• Più combustibili sostenibili 
• Gli orizzonti del «futuro flessibile»
• Le richieste al mondo politico: neutralità tecnologica e stabilità normativa

Immaginiamo di guidare la nostra automobile una sera d’inverno: mentre ci spostiamo da un luogo all’altro accendiamo i fari per illuminare la strada e le ventole per riscaldare l’abitacolo. Un motore, due energie, elettrica e termica. Ecco un esempio "a portata di tutti" con cui Marco Golinelli – presidente di Italcogen (associazione che all’interno di Anima Confindustria rappresenta i costruttori e i distributori di impianti di cogenerazione) – ci introduce nel mondo della cogenerazione, un concetto, ma soprattutto una pratica, molto importante per le imprese che vogliono concretizzare la sostenibilità ambientale.

Cos’è la cogenerazione? 

In termini tecnici la cogenerazione è «la produzione combinata di energia elettrica/meccanica e di energia termica (calore) ottenute in appositi impianti utilizzanti la stessa energia primaria».

Il legame con l’efficientamento energetico, in particolar modo nel contesto industriale, è pressoché intuitivo: «Per produrre la sola energia elettrica si utilizzano generalmente centrali termoelettriche che disperdono parte dell’energia nell’ambiente – continua a spiegare Golinelli – Per produrre la sola energia termica si usano tradizionalmente delle caldaie che convertono l’energia primaria contenuta nei combustibili, di elevato valore termodinamico, in energia termica di ridotto valore termodinamico. Se un’utenza richiede contemporaneamente energia elettrica ed energia termica, anziché installare una caldaia e acquistare energia elettrica dalla rete, si può pensare di realizzare un ciclo termodinamico per produrre energia elettrica sfruttando i livelli termici più alti, cedendo il calore residuo a più bassa temperatura per soddisfare le esigenze termiche».

Basta pensare al teleriscaldamento o a processi di estrazione con vapore per trovare subito campi di applicazione in cui l’uso del potere calorifero del combustibile può essere così ottimizzato.

Efficienza energetica ed economia circolare 

Torniamo all’esempio della nostra automobile e ipotizziamo di poter recuperare opportunamente il calore dei fumi di scarico per alimentare uno scaldavivande. Un’altra immagine intelligibile di cogenerazione con cui Golinelli preferisce sottolineare, piuttosto che la super-efficienza energetica, il processo di economia circolare, «perché il calore viene prodotto con qualcosa che diversamente verrebbe buttato via, il fumo di scarico».

Il presidente di Italcogen sostiene dunque che questa tecnologia sia fondamentale per la riduzione dell’inquinamento atmosferico (minori emissioni di CO2) e termico (minore calore residuo nell’ambiente): «Rispetto alla produzione separata – afferma – la produzione combinata di energia elettrica e termica consente di risparmiare fino al 33% di combustibile e di anidride carbonica, comportando evidenti risparmi economici, minori perdite di trasmissione e distribuzione per il sistema elettrico nazionale, e un uso di caldaie più efficienti». 

I vantaggi e i benefici della cogenerazione

Su questa tecnologia abbiamo interpellato anche Kenneth Engblom, vicepresidente Europa & Africa per Wärtsilä Energy Solutions, la multinazionale finlandese specializzata in soluzioni per la generazione di energia. «La cogenerazione permette il miglior uso di combustibile grazie a rendimenti totali sopra il 75% – dichiara Engblom – È una tecnologia matura e diffusa in grado di garantire sicurezza energetica e flessibilità. Altri vantaggi sono la possibilità di facile inserimento nel tessuto industriale, la programmabilità e la capacità di modulazione per adattarsi al processo. È inoltre una tecnologia che ben si sposa con la diffusione di rinnovabili in quanto può essere alimentata con gas verdi (biogas, biometano, idrogeno). Per diffonderla dunque non sarà necessario smantellare gli impianti e le infrastrutture esistenti ma serviranno piccoli adeguamenti per l’utilizzo dei gas verdi. Inoltre, la cogenerazione potrà arrivare laddove l’elettrificazione non sarà possibile (ad esempio nella produzione di vapore e nei settori hard-to-abate)».

Il confronto sul PNIEC 2030  

Questo elenco di vantaggi assume ancora più valore alla luce del Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima 2030 (PNIEC): «Il pilastro della strategia di decarbonizzazione italiana deve essere l’approccio "Energy Efficiency First", basato sul presupposto che, laddove i miglioramenti dell'efficienza si dimostrino più convenienti o a maggior valore aggiunto, essi dovrebbero avere la priorità su qualsiasi altro investimento. Riducendo i consumi è meno oneroso decarbonizzare il sistema, in quanto è minore l’energia da fornire a parità di richiesta finale» afferma Kenneth Engblom, corroborando così la richiesta del settore metalmeccanico di «stabilire condizioni di mercato ed un quadro legislativo che ci consentano di creare flessibilità nei sistemi energetici di oggi e di assicurarne l'adattabilità per il domani».

Il nodo cruciale della flessibilità dei sistemi energetici

Per comprendere al meglio questa flessibilità necessaria alla filiera industriale occorre una puntualizzazione sulle energie rinnovabili: il fotovoltaico e l’eolico sono di per sé intermittenti, cioè in mancanza di sole o vento la capacità produttiva crolla, «ecco perché – spiega Engblom di Wärtsilä Energy – il sistema energetico ha bisogno di avere un input di bilanciamento e accumulo che subentri molto rapidamente a supportare il momento di crollo, e con altrettanta rapidità si spenga per far rientrare le fonti rinnovabili in produzione. Gli impianti di cogenerazione hanno questa capacità e dunque permettono alle fonti rinnovabili di essere sostenibili anche dal punto di vista tecnologico. Le rinnovabili da sole non sono sufficienti a produrre il cambiamento di cui abbiamo bisogno, per consentire all'eolico e al solare di prosperare, dobbiamo costruire sistemi energetici flessibili, affidabili e convenienti».

Una buona parte delle attuali centrali elettriche dunque rischia di diventare obsoleta con l'aumento del livello di energia rinnovabile sulle reti italiane, per cui occorre «puntare a un aumento sostanziale della capacità flessibile, come i motori di bilanciamento della rete e lo stoccaggio dell'energia, che possono aumentare e diminuire rapidamente per supportare l'energia eolica e solare e contribuire a mantenere la stabilità e l'affidabilità. La flessibilità non è una caratteristica opzionale ma è una parte essenziale delle nostre future reti elettriche – aggiunge il manager di Wärtsilä Energy – Se non riusciamo a garantire la flessibilità su grande scala, minacceremo la nostra capacità di fornire energia economica e affidabile all'industria, alle case e alle imprese, raggiungendo al contempo i nostri obiettivi di decarbonizzazione. Inoltre, ciò ostacolerà la nostra capacità di fornire energia rinnovabile affidabile, che potrebbe avere un impatto significativo sulle nostre vite e sul nostro benessere».

Scenari di competitività 

«Se consideriamo gli obiettivi del PNIEC al 2030 sulla crescita delle fonti rinnovabili (il 40% dei consumi energetici finali) – precisa il presidente di Italcogen Golinelli – la cogenerazione non può che essere un punto strategico per la loro ottimizzazione dato che, dal punto di vista tecnologico, fa sì che si riducano anche i costi complessivi delle energie. Un vantaggio scalabile che a ricaduta porta benefici lungo tutta la filiera, fino agli utenti finali. Di fatto la cogenerazione permette di ridurre l'incidenza dell'energia all'interno del mio prodotto industriale finale, che sia esso carta, vetro, acciaio, ecc., e di mitigare anche le emissioni di anidride carbonica. Teniamo presente che in Italia il costo dell'energia è mediamente più alto rispetto al resto dell'Europa, per cui possiamo recuperare competitività se con la cogenerazione possiamo spendere meno continuando a fare meglio. Inoltre la cogenerazione è anche sicurezza energetica, perché acquisendo l'80/90% di tutta l'energia primaria siamo meno vincolati all'importazione».

Più combustibili sostenibili  

Una logica questa che chiarisce la richiesta al ministero dell’Ambiente di una consultazione approfondita e condivisa dei metalmeccanici italiani in merito all’aggiornamento previsto del PNIEC: «Il dato del 40% - spiega dal proprio canto il manager di Wärtsilä Energy Engblom – obbligherà, a nostro modo di vedere, il sistema a dotarsi di meccanismi di bilanciamento che saranno sia la parte di storage sia di capacity market. Ovviamente bisognerà capire la coerenza applicativa degli strumenti messi in campo. Nel testo viene anche più volte rafforzato il tema della sicurezza energetica, ma ci aspettiamo che si possa ragionare sull’importazione e sulla produzione di combustibili alternativi. La tecnologia degli impianti a motori per il bilanciamento della rete può essere convertita in futuro anche all'idrogeno e ad altri combustibili sostenibili. Questi includono i combustibili prodotti dall'energia eolica e solare in eccesso, per consentire un sistema a ciclo chiuso, completamente rinnovabile, ed evitare di impegnarsi in progetti non recuperabili».

Gli orizzonti del «futuro flessibile»  

Tre i principi al centro della campagna di sensibilizzazione portata avanti da Wärtsilä Energy, con il titolo Every Second Counts (Ogni secondo conta):

1. Scegliere le tecnologie giuste per garantire un mix energetico ottimale e a basso costo, abbinando all’energia eolica e solare i motori per il bilanciamento della rete e all'accumulo di energia;
2. Progettare i mercati dell'energia in modo da supportare la flessibilità, ad esempio garantendo che gli sviluppatori ricevano un adeguato ritorno del loro investimento, anche se un impianto funziona solo in modo intermittente per bilanciare la domanda.
3. Introdurre intervalli di tempo più brevi, ad esempio utilizzando una risoluzione temporale di 15 o addirittura 5 minuti nelle contrattazioni del mercato dell'energia elettrica invece di un'ora, per ridurre lo squilibrio all'interno dell'ora e migliorare la pianificazione generale della rete elettrica, rendendola più accurata e richiedendo meno riserve.

Le richieste al mondo politico: neutralità tecnologica e stabilità normativa 

«Noi siamo per la neutralità tecnologica all’interno del PNIEC – conclude Golinelli di Italcogen – ovverosia le soluzioni che meglio si adattano al Paese devono essere implementate. A parità di investimento puntiamo a ciò che rende di più e soprattutto in modo stabile. La stabilità delle norme che devono essere implementate è indispensabile, altrimenti l’incertezza blocca gli investimenti. Cito un esempio: quando subentrano cambiamenti al meccanismo dei certificati bianchi, che è stato premiato dall'Europa come il migliore per promuovere l'efficienza energetica, il settore si trova in un limbo di indecisione quindi si smette di investire perché le regole non sono certe. Non chiediamo quindi incentivi o sconti per ridurre il costo dell'energia, ma chiediamo meccanismi che permettano investimenti con regole chiare. Gli obiettivi numerici definiti nel Piano sono adeguati ma devono anche essere funzionali».

Il fatto che gli impianti di cogenerazione siano meno visibili e diffusi di pannelli fotovoltaici e pale eoliche non deve dunque sminuire la conoscenza di questa importante tecnologia, che promette di giocare un ruolo chiave nei processi industriali di sostenibilità ambientale.