Stazioni di ricarica per le auto elettriche: prospettive e applicazioni

Il mercato delle auto elettriche è in continua espansione, e le prospettive per il futuro lo vedono in costante crescita, grazie anche ai modelli disponibili a prezzi più competitivi e alla consapevolezza che un simile mezzo di trasporto costituisce numerosi vantaggi in termini economici ed ecologici. Resta forte, tuttavia, la necessità di più stazioni di ricarica e più prestanti: una possibile soluzione? I sistemi modulari con Microturbine a Gas di Capstone Green Energy, società californiana leader e unico produttore al mondo di sistemi energetici con turbine a gas con tecnologia oil-free, di cui IBT Group è partner esclusivo per il mercato italiano. Ecco cosa sapere a riguardo!

Stazioni di ricarica per le auto elettriche: a che punto siamo

Nelle nostre città, sono sempre più diffusi i veicoli elettrici, che utilizzano direttamente l’energia elettrica per muoversi senza la necessità di bruciare benzina o altri combustibili fossili. La loro autonomia varia in base al modello e alla casa automobilista di riferimento e, per ricaricarle, è necessario usufruire dell’apposita postazione. Tra i numerosi vantaggi delle macchine elettriche, troviamo i costi di ricarica e di manutenzione ridotti, l’impatto ambientale contenuto, la copertura assicurativa disponibile ad un prezzo scontato, la possibilità di accedere alle ZTL e la detrazione fiscale per acquisto e installazione delle colonnine di ricarica. Non sorprende dunque che siano sempre più le aziende ad aver introdotto questi veicoli nelle loro flotte, proponendo anche modelli a prezzi competitivi, e che gli stessi car sharing stiano iniziando ad esplorare questa possibilità. Nonostante le prospettive vedano questo mercato in costante crescita nei prossimi 5-10 anni, in Italia si contano oggi circa 75mila auto elettriche su un parco veicoli circolante di circa 52milioni, con una diffusione dell’elettrico evidentemente ancora bassa, anche rispetto agli altri paesi europei. Per un’adeguata diffusione della mobilità elettrica necessario dotarsi di una infrastruttura capillare che dia la libertà agli utenti di poter ricaricare la propria auto in modo agevole: a casa, lungo la strada, in ufficio, in luoghi pubblici come il centro commerciale o le stazioni. Attualmente sono disponibili solo 17 mila punti di ricarica in grado di ricaricare un’auto per volta, di conseguenza è necessario incrementare queste stazioni di ricarica che sono fin da ora in numero insufficiente.

MGCS: La nuova applicazione Capstone Green Energy

Implementare nuove stazioni di ricarica significa realizzare un’infrastruttura dedicata in tutto il territorio nazionale, in quanto la rete elettrica pubblica non è attualmente conforme allo scopo: basti pensare ai picchi di potenza generati dalla richiesta di ricarica, in simultanea e in tempi brevi, che si verificano per coprire le esigenze dei vari veicoli elettrici. In quest’ottica, una soluzione potrebbe essere quella di creare delle piccole reti locali, ben distribuite sul territorio, e autosufficienti nella generazione della potenza e della energia elettrica di ricarica a supporto ed integrazione della rete elettrica pubblica; in altre parole, si tratterebbe di dar vita a delle unità di generazione distribuita. Ed è qui che entra in gioco Capstone Green Energy, partner di IBT Group: grazie ai sistemi modulari con microturbine a gas, è possibile realizzare delle MicroGrid molto flessibili che producono direttamente in corrente continua la potenza e l’energia necessaria alla ricarica delle batterie dei veicoli. Le MicroGrid Capstone per stazioni di ricarica (note anche come MGCS, “MicroGrid for Charging Stations”) possono integrare altri di tipi di generatori di energia elettrica (quali fotovoltaico, fuel cells a idrogeno e simili), oltre a sistemi di accumulo dell’energia elettrica (Battery Storage), consentendo inoltre la connessione alla rete elettrica pubblica stessa. Ma quali sono i vantaggi? Il sistema MicroGrid Capstone, oltre a risolvere il problema della generazione elettrica distribuita dei sistemi di ricarica, garantisce l’efficienza energetica e la ridotta emissione di gas serra, integrando sistemi di co-trigenerazione e utilizzando combustibili green quali biometano e mix idrogeno-metano. La soluzione ideale per il domani che è già oggi.

L’energia frigorifera: di cosa si tratta e quali sono i suoi utilizzi

L’energia frigorifera viene solitamente utilizzata sotto forma di acqua refrigerata a temperatura 7-12 ° C. Dove è necessaria? Possiamo partire dalla classica climatizzazione degli ambienti di la-voro, magazzini, uffici etc. ai i processi industriali che richiedono il raffreddamento di specifici macchinari di produzione sino ai Data Center ed alle Sale Quadri.
Per mezzo di chiller ad assorbimento a bromuro di litio, possiamo produrre la necessaria energia frigorifera utilizzando il calore dai fumi di scarico in uscita dalla Turbina, in questo modo otteniamo la produzione combinata di 3 diverse energie: elettrica, termica e frigorifera: la Trigenerazione.
Ecco cosa sapere sui vantaggi e i procedimenti relativi grazie anche alle soluzioni offerte da IBT Group in collaborazione con i partner Century Corporation e Capstone Green Energy.

Il gruppo frigorifero ad assorbimento

La trigenerazione, nota anche con la sigla inglese CCHP (Combined Cooling, Heating and Power), consente anche la produzione di energia frigorifera utile ai processi produttivi e/o di condizionamento degli ambienti.
I frigoriferi ad assorbimenti Century producono l’energia frigorifera utilizzando quindi l’energia termica di scarto, ma non l‘energia elettrica.
La trasformazione dell’energia termica di scarto in energia frigorifera avviene per mezzo del ciclo di assorbimento, che avviene nei seguenti scambiatori di calore:

  • L’evaporatore: in condizioni di vuoto spinto, l’acqua bolle a bassissime temperature (circa 3°C) e rimuove calore dall’acqua refrigerata, creando di conseguenza del vapore d’acqua a bassa temperatura.
  • L’assorbitore: questo vapore d’acqua a bassa temperatura fluisce poi nell’assorbitore, nel quale viene spruzzata una soluzione acquosa molto concentrata di bromuro di litio; una volta che questi due elementi si sono combinati tra loro, il vapore d’acqua precipita come soluzione diluita.
  • Il generatore: la soluzione diluita viene inviata al generatore, dove viene riscaldata grazie all’energia termica recuperata. A questo punto, il vapore si separa dalla soluzione (che diventa molto concentrata) a causa delle alte temperature, e la soluzione viene infine inviata all’assorbitore.
  • Il condensatore: il vapore d’acqua fluisce nel condensatore che viene raffreddato per mezzo di acqua a temperatura ambiente. Qui, si trasforma in acqua distillata che viene poi inviata all’evaporatore.

Quali sono i vantaggi

Innanzitutto siamo nel pieno ambito dell’EFFICIENZA ENERGETICA. Il solo utilizzo del calore di scarto, al posto dell’energia elettrica, consente un notevole risparmio di energia primaria e di conseguenza la riduzione li emissioni di CO2.
Altri vantaggi della produzione di energia frigorifera dalla trigenerazione si traducono in elevati indici di produttività (si ottengono 2.000 kW freddi con meno di 10 kW elettrici) la semplicità di gestione e la manutenzione ridotta. Senza trascurare l’aspetto ecologico (si tratta di un processo 100% sicuro per l’ozono, senza CFC), le basse emissioni sonore e vibrazioni e la possibilità di con-trollare l’andamento da remoto. Infine, si caratterizza per la modulabilità, che garantisce alta efficienza anche in condizioni fuori progetto, per la possibilità di regolare la temperatura in modo semplice e immediato e per il sistema di anti-cristallizzazione brevettato. Tutto questo è possibile grazie alle soluzioni di Century Corporation, azienda sud-coreana leader da oltre 50 anni nella produzione di frigoriferi ad assorbimento, frigoriferi elettrici e sistemi HVAC chiavi in mano per i set-tori civile, industriale, nucleare e marino e di cui IBT Group è partner esclusivo per l’Europa: i loro impianti, hanno un ciclo di vita di oltre 30 anni, grazie alla loro solida struttura, che li rende una certezza per qualsiasi necessità di applicazione.

La trigenerazione realizzata con la tecnologia ad assorbimento

La trigenerazione realizzata con cogeneratori a turbina per alimentare i frigoriferi ad assorbimento permette di alimentare impianti di condizionamento e/o processi industriali in diversi settori, dal food & beverage al chimico, dal farmaceutico al cartario ad esempio. Per alimentare la turbina, possono essere utilizzati combustibili liquidi o gassosi, fonti fossili o di energie rinnovabili.
Le turbine Capstone, che funzionano in regime brevettato “oil free”, producono energia elettrica e calore “pulito”. La parte del calore che non viene utilizzato per i processi del cliente, viene raccolto e convogliato in modo da attivare il ciclo di assorbimento del chiller Century: il risultato di questo processo di trigenerazione è l’ottenimento di 3 forme di energie pulite diverse, con una unica fonte di energia primaria (notevole risparmio economico) limitando al tempo stesso tonnellate di CO2 immesse in atmosfera.

Cosa sono le biomasse e come vengono utilizzate nell’ambito energetico

Le Biomasse sono sostanze organiche, nello specifico, secondo il DLgs 387/03, art. 2, comma 1, lettera a, si definisce come biomassa “la parte biodegradabile dei prodotti residui provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze animali e vegetali) e dalla silvicoltura e da industrie con-nesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani”.
L’energia da biomasse in effetti è la prima energia di tipo rinnovabile utilizzata dall’uomo! Per ricavare l’energia da biomasse è necessario che queste producano il biogas: un gas naturale costituito principalmente da metano, anidride carbonica e altri elementi (quali ossigeno, idrogeno e azoto) e si ottiene per mezzo della fermentazione anaerobica di sostante organiche dette bio-masse (ad esempio, FORSU o scarti delle attività agricole e agroindustriali).
Per poter ottenere un significativo beneficio economico, è necessario disporre di un quantitativo materiale di biomasse piuttosto elevato, quindi superfici di lavorazione molto estese.
La normativa di riferimento riconosce come biomasse anche gli scarti di sostanze organiche come il FORSU e la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani.

Come funziona un impianto a biogas

Il biogas si utilizza principalmente per la produzione di energia elettrica e termica, in cogenerazione. Negli ultimi 5 anni si è assistito ad una forte implementazione di impianti di biogas:
Capstone Green Energy, leader nei sistemi cogenerativi con turbine a gas che sfruttano la tecnologia “oil-free”, un brevetto di origine aeronautica che fa riferimento alla completa assenza di olio lubrificante all’interno delle turbine grazie all’impiego di cuscinetti ad aria in grado di sostenere l’albero della turbina in rotazione senza contatto meccanico.
Grazie alla sua tecnologia esclusiva, è possibile raggiungere l’autoproduzione energetica utilizzando come combustibile il biogas prodotto negli impianti di depurazione acque a seguito della digestione anaerobica dei fanghi di supero e/o del FORSU (Frazione Organica del Rifiuto Solido Urbano) ovvero il materiale organico raccolto grazie alla raccolta differenziata.
Questo sistema è caratterizzato da un elevato rendimento complessivo, dalla bassa necessità di manutenzione e dalle emissioni near-zero; inoltre, funziona anche in presenza di biogas povero di metano (CH4 > 30%) o con portate non costanti, grazie alla capacità di modulazione della turbina, un fattore che lo rende particolarmente adatto ad una discarica a fine ciclo di vita. Infine, IBT Group è in grado di fornire sistemi di analisi e/o trattamento del biogas affinché le sue caratteristiche qualitative siano adatte ad alimentare un impianto di cogenerazione: in questo modo, è possibile sfruttare al meglio sia il biogas povero di metano (come quello delle discariche) che quello da digestione anaerobica (come quello degli impianti di depurazione delle acque).

Dove si utilizzano le biomasse?

Grazie alla partnership con Capstone Green Energy, IBT Group è in grado di fornire soluzioni alimentate a biogas perfette per discariche a fine ciclo vita e impianti di depurazione delle acque.
Per quanto riguarda le discariche, la tecnologia oil-free Capstone permette ai turbogeneratori di funzionare anche in presenza di biogas con basse percentuali di metano e portate decrescenti nel tempo, anche in caso di discariche a fine ciclo di vita.
Negli impianti di depurazione delle acque invece, sempre per mezzo della tecnologia oil-free Capstone, i turbogeneratori possono funzionare anche in presenza di biogas con basse percentuali di metano, o non con portate costanti, assicurandone l’efficacia e ovviando ai problemi sopracitati. Ed è proprio in questi ambiti che sono stati fatti enormi progressi: grazie alla continua ricerca ed al progresso tecnologico, si è giunti a fare efficienza energetica nel rispetto delle stringenti normative a tutela dell’ambiente, utilizzando gli scarti che produciamo nelle nostre case, cioè i rifiuti di materiale organico e le acque reflue (bianche) delle nostre attività umane.
I depuratori e le discariche utilizzano l’energia elettrica e termica prodotte per il funzionamento dei depuratori e delle apparecchiature di produzione di biogas, nonché per i propri uffici: in ciclo perfetto!

Efficientamento energetico: cos’è e come si ottiene

IBT Group, grazie alla collaborazione con i partner tecnologici quali Capstone Green Energy e Century Corporation, si occupa di soluzioni di efficientamento energetico realizzate e dimensionate in base alle specifiche esigenze di ogni cliente e sfruttando le più moderne tecnologie, così da aiutare le aziende a essere più competitive sul mercato, sempre nel totale rispetto del pianeta.
Tali soluzioni su misura, permettono di contenere il consumo di energia primaria e di ridurre la bolletta energetica. Ecco cosa sapere quando si parla di efficientamento energetico!

Che significa efficientamento?

Quando si parla di efficientamento energetico, ci si riferisce a tutti quegli interventi utili ad ottenere un incremento dell’efficienza energetica. In sintesi, lo scopo è incrementare il rendimento del processo così da ottenere lo stesso risultato con meno consumi e quindi meno emissioni in atmosfera.
Questo principio è applicabile sia ad edifici pubblici che privati, sia ad aziende che strutture commerciali appartenenti ai più svariati settori. L’efficientamento energetico permette di sfruttare le fonti energetiche in modo ottimale, con un minor consumo di energia ma senza che questo vada ad influire minimante sulle prestazioni. Inoltre, questa spesa volta ad una miglioria energetica presenta anche numerosi vantaggi fiscali. Nel pieno rispetto degli obiettivi dell’Unione Europea, attraverso il Green Deal (Patto Verde Europeo), mira a raggiungere la neutralità climatica entro il 2050: proprio in questo documento, si legge la dichiarazione d’intenti che si propone di “migliora-re l’efficienza energetica, ridurre la dipendenza dalle importazioni di energia, ridurre le emissioni e stimolare l’occupazione e la crescita”.

Cosa si intende per interventi di efficientamento energetico?

Gli interventi di efficientamento energetico hanno l’obiettivo di ottimizzare il rapporto tra fabbisogno energetico e livello di emissioni. Tra le opere possibili, rientrano il rivestimento con materiale isolante di pareti o infissi, la sostituzione di impianti di climatizzazione e/o di caldaie di vecchia generazione, l’installazione di pannelli solari, l’introduzione di fonti di illuminazioni quali i LED e l’adozione di impianti atti a produrre energia con un notevole risparmio energetico e di emissioni non rilasciate nell’atmosfera, ovvero quelli applicati alla cogenerazione e alla trigenerazione: il primo prevede la produzione in contemporanea di energia elettrica e termica, quest’ultima sotto forma di acqua calda, vapore, aria calda e olio diatermico. Il secondo invece, comporta una ulteriore fase di produzione di acqua refrigerata. Entrambe le soluzioni, sono offerte da IBT Group per mezzo dei suoi partner Capstone Green Energy e Century Corporation, entrambi leader nel settore dell’efficientamento energetico. Grazie ai lavori di efficientemente energetico, è possibile ridurre la quantità di fabbisogno energetico e aumentare le performance d’efficienza, sempre nel rispetto dell’ambiente.

Come si misura l’efficienza energetica?

Quando si parla di efficientamento energetico, è importantissimo valutare come e dove viene utilizzata l’energia, in che quantitativo viene consumata, quale risparmio economico apporta e quale impatto ha sulle risorse ambientali. Ecco perché è fondamentale installare, sia a livello privato che pubblico, dispositivi e strumenti che permettano di monitorare i consumi reali ed ottenere un’ottimizzazione efficace soprattutto sul lungo termine. Per consentire ciò, IBT Group fornisce un sistema SCADA con la visualizzazione di tutti i dati, parametri e stati dell’impianto anche da re-moto. Inoltre, in una sezione dedicata sono indicati tutti i valori economici di risparmio generati dal sistema.

I certificati bianchi per la Cogenerazione

Quando si parla di “cogenerazione”, processo che permette di produrre contemporaneamente energia elettrica e termica da unica fonte primaria ottenendo un risparmio economico grazie al minor consumo di combustibile, non si può non tenere conto dell’importante agevolazione rappresentata da incentivi quali i certificati bianchi. Ma cosa sono esattamente? Quali vantaggi rappresentano e, soprattutto, come si ottengono?

Come funzionano i Certificati Bianchi per la cogenerazione?

I certificati bianchi (noti anche come Titoli di Efficienza Energetica-TEE) sono delle agevolazioni introdotte dai Decreti Ministeriali del 24 aprile 2001, e hanno lo scopo di incentivare la realizzazione di progetti di efficienza energetica quali l’adozione di impianti di cogenerazione. Come reso noto dalla Direttiva Europea 2004/CE, questi sono definiti ad alto rendimento (o CAR) quando il valore del risparmio di energia primaria (PES) è almeno del 10% o, se si tratta di unità di micro-cogenerazione (< 50 kWe) o piccola cogenerazione (< 1 MWe), quando assume un qualunque valore positivo. I certificati bianchi vengono assegnati annualmente dal GSE, che provvede prima ad assicurarsi dell’effettivo efficientamento e poi a riconoscere il relativo numero di certificati bianchi per i successivi 10 anni: inoltre, si occupa di esaminare in via preliminare le unità non ancora in servizio e di indicare le carenze o le modifiche da apportare nel caso in cui un progetto non sia conforme alla normativa.

I criteri per sfruttare le agevolazioni della cogenerazione ad alto rendimento

Come anticipato nello precedente paragrafo, si può definire CAR un impianto di cogenerazione in cui il rendimento supera una certa soglia che varia in funzione della classe di potenza dell’unità cogenerativa. Le unità di cogenerazione che possono sfruttare tali agevolazioni sono:

  • Quelle entrate in esercizio a seguito di nuova costruzione o rifacimento dopo il 6 marzo 2007, per un periodo di 10 anni solari, a decorrere dal primo gennaio dell’anno successivo all’entrata in esercizio.
  • Quelle entrate in esercizio a seguito di nuova costruzione o rifacimento dopo il 6 marzo 2007 e abbinate ad una rete di teleriscaldamento, per un periodo di 15 anni solari a decorrere dal primo gennaio dell’anno successivo all’entrata in esercizio.

Come ottenere incentivi con la cogenerazione ad alto rendimento

Il GSE si occupa ogni anno della verifica dei requisiti CAR e di assegnazione dei TEE: per inviare la propria richiesta di accesso agli incentivi, si deve utilizzare esclusivamente il Portale RICOGE, che consente di caricare tutti i dati e i documenti necessari all’avvio della pratica. È inoltre disponibile un Manuale Utente RICOGE per comprendere al meglio tutti i passaggi di compilazione e di invio della documentazione, che deve essere presentata ogni anno entro il 31 marzo dell’anno successivo alla produzione cui si riferisce. La documentazione preliminare invece può essere presentata durante tutto l’anno. IBT, qualora il cliente lo richieda, può essere disponibile alla preparazione e della presentazione delle relative pratiche GSE per i propri impianti forniti.
I principali benefici che la legislazione attuale riconosce alla CAR sono numerosi, tra i quali troviamo:

  • la precedenza, nell’ambito del dispacciamento, dell’energia elettrica prodotta da cogenerazione rispetto a quella prodotta da fonti convenzionali;
  • le agevolazioni fiscali sull’accisa del gas metano utilizzato per la cogenerazione;
  • la possibilità di accedere al servizio di Scambio sul Posto dell’energia elettrica prodotta da impianti di Cogenerazione ad Alto Rendimento con potenza nominale fino a 200 kW;
  • la possibilità di applicare condizioni tecnico-economiche semplificate per la connessione alla rete elettrica;
  • la possibilità di ottenere le agevolazioni tariffarie per impianti alimentati a Fonti Energetiche Rinnovabili.

Il sistema energetico austriaco si affiderà al solare sui tetti per generare idrogeno verde

Capstone Green Energy, di cui IBT Group è partner esclusivo per il mercato italiano, ha annunciato un’applicazione che apre ulteriormente le porte ad un futuro dove l’efficientamento energetico e il risparmio (sia in termini economici che di CO2 non immesso in atmosfera) sono protagonisti: l’azienda fornirà infatti due microturbine C65 alimentate a idrogeno alla società austriaca Inno-vametall Stahl- und Metallbau. Ecco cosa sapere a riguardo!

Il sistema di microturbine alimentate a idrogeno di Innovametall Stahl- und Metallbau

Capstone Green Energy, dopo il successo del brevetto relativo alla tecnologia “oil-free”, si confer-ma ulteriormente leader globale nei sistemi di efficientamento energetico installando due micro-turbine C65 alla società austriaca Innovametall Stahl- und Metallbau, che verranno utilizzate in un sistema di Combined Heat & Power (CHP) a bassissime emissioni. Questo fornirà energia in loco a un impianto di produzione di vernici in polvere a Freistadt e sarà progettato in una configurazio-ne ibrida, dove i pannelli solari installati sul tetto del capannone industriale di Innovametall sa-ranno responsabili della produzione di energia elettrica rinnovabile. L’elettricità in eccesso sarà utilizzata invece per generare idrogeno, il quale alimenterà poi le microturbine. Da lì, l’aria calda di scarico delle turbine sarà catturato e utilizzato nel forno di verniciatura a polvere della struttu-ra. Un’applicazione che è una vera e propria innovazione, in quanto rappresenta il primo sistema di microturbine alimentate a idrogeno in Europa. Questo funzionerà inizialmente con il 10% di idrogeno miscelato al gas naturale, ma il quantitativo dovrebbe aumentare gradualmente man mano che Capstone approverà livelli di miscela più alti.

Oltre al sistema di microturbine, che dovrebbe entrare in funzione nell’ottobre 2021, Innovametall ha acquistato un piano di manutenzione full service di 10 anni, che fissa i costi di manutenzione e che fornisce riparazioni sia pianificate che non. Il sistema appartiene alla nuova linea di business “Hydrogen Solutions” di Capstone Green Energy: dopo la messa in commercio del prodotto CHP basato sull’idrogeno, che funziona in modo sicuro con una miscela del 10% di idrogeno – 90% di gas naturale, Capstone sta puntando a un rilascio commerciale del 30% di idrogeno – 70% di gas naturale entro fine marzo 2022. “Siamo entusiasti di offrire una soluzione basata sull’idrogeno rinnovabile per soddisfare gli obiettivi di energia pulita delle imprese progressiste di oggi”, ha af-fermato Darren Jamison, presidente e amministratore delegato di Capstone Green Energy. Una soluzione efficace e affidabile, oltre che nel pieno rispetto dei piani del governo austriaco che in-tende integrare sempre di più l’idrogeno nella sua strategia per l’ambiente.

Capstone Green Energy, partner esclusivo per l’Italia di IBT Group

Capstone Green Energy, di cui IBT Group è distributore esclusivo per il mercato italiano, è un’azienda californiana leader mondiale nella tecnologia dei sistemi energetici con microturbine a gas: con oltre 100 brevetti registrati e più di 9.000 installazioni in oltre 80 paesi, questa si occupa dello sviluppo, costruzione, vendita e assistenza per la cogenerazione basate su tecnologia a mi-croturbina; oltre ai tagli modulari, sono disponibili anche soluzioni personalizzate in base alle sin-gole esigenze dei clienti che appartengono ai più svariati ambienti, dal Food&Beverage all’ospedaliero. Il brevetto più importante è sicuramente quello che riguarda la tecnologia “oil-free”, di origine aerospaziale, che fa riferimento all’assenza di olio all’interno delle turbine con-sentendo di ottenere impianti di cogenerazione che garantiscono, oltre ad un risparmio di energia primaria > 30%, ridottissime emissioni in atmosfera (con NOx < 18mg/Nmc e CO < 50 mg/Nmc), bassi costi di manutenzione, la possibilità di modulare l’energia elettrica e termica da 0 a 100% e la facilità di gestione.

La cogenerazione ad alto rendimento (CAR): dai requisiti ai benefici

La cogenerazione è un processo che permette di produrre contemporaneamente energia elettrica e termica: in questo modo, si riesce a risparmiare sia in termini di combustibile che economici, in quanto tale tecnologia sfrutta il calore che andrebbe altrimenti disperso durante il processo produttivo stesso. Se si è intenzionati ad investire in un sistema cogenerativo, è bene sapere che si può beneficiare di diversi incentivi qualora un impianto ottenga la qualifica CAR, “cogenerazione ad alto rendimento”. Ma in cosa consiste? E quali sono le normative a riguardo?

Cos’è la Cogenerazione ad alto rendimento CAR

Un sistema cogenerativo presenta numerosi vantaggi: il nuovo DM 21 maggio 2021 appena pubblicato, parla della riduzione della soglia minima per l’accesso a TEE virtuali dal 30% dell’obbligo minimo al 20% del consumo dell’energia primaria, al numero minore di emissioni nocive rilasciate nell’atmosfera, dalla riduzione dei rischi legati all’interruzione dell’alimentazione dell’energia per problemi di rete al risparmio in termini energetici. Sono particolarmente presenti nel settore industriale; tuttavia, negli ultimi anni, si è notato un incremento di utilizzo anche nei settori terziario e residenziale.

C’è poi da considerare l’aspetto degli incentivi: in Italia ad esempio, attraverso il GSE (Gestore Servizi Energetici), è possibile ottenere i Certificati Bianchi (TEE) previo ottenimento della qualifica CAR ai sensi della Direttiva Europea 2004/8/CE, recepita in Italia dal D.Lgs. 20/07 e come da integrazioni dei DM 4/8/2011 e 5/9/2011.
Con la pubblicazione del D.M.21 maggio 2021 si apre la possibilità di un rilancio per i certificati bianchi (TEE). Il nuovo decreto introduce diversi elementi positivi, in principio la maggiore collaborazione fra istituzioni e operatori, si auspica mantenendo la percentuale di progetti rigettati sotto la soglia del 10% raggiunta negli ultimi anni.

Una barriera è rappresentata dalla definizione dei limiti di TEE riconosciuti nel triennio 2021-2024; nella nuova definizione viene confermata la revisione a ribasso degli stessi nel 2021 rispetto agli anni precedenti, con incremento nel 2022, 2023 e 2024;
Il nuovo quadro normativo nazionale e comunitario relativo alla Cogenerazione ad Alto Rendimento include la normativa entrata in vigore dal 2012 ad oggi. In particolare si segnalano: il Regolamento Delegato (UE) 2015/2402 della Commissione del 12 ottobre 2015, che aggiorna i rendimenti armonizzati per la produzione separata di energia elettrica e calore contenuti nel DM 4 agosto 2011, il DM 4 agosto 2016, sulla maggiore valorizzazione dell’ene rgia da Cogenerazione ad Alto Rendimento ottenuta a seguito della riconversione di esistenti impianti a bioliquidi sostenibili che alimentano siti industriali o artigianali e il DM 16 marzo 2017, che contiene semplificazioni nell’ambito della realizzazione, della connessione e dell’esercizio degli impianti di microcogenerazione.

Quando un impianto soddisfa i requisiti di Alto rendimento

Secondo la Direttiva Europa, si può definire CAR un impianto di cogenerazione in cui il rendimento supera una certa soglia (quest’ultima stabilita dalla medesima normativa) che varia in funzione della classe di potenza dell’unità cogenerativa. Questo significa che il risparmio di energia primaria (noto anche come PES, “Primary Energy Saving”) deve essere di almeno del 10% superiore ai limiti che si hanno nella produzione di elettricità e calore per le unità di media e grande cogenerazione (Pot. > 1 MWe), mentre per le unità di micro (capacità massima inferiore ai 50 kWe) e piccola cogenerazione (capacità installata inferiore a 1 MWe), il PES deve essere >0. Il PES si calcola con riferimento all’intera produzione di energia associata al combustibile consumato durante l’anno di interesse per il quale si sta elaborando il rendiconto.

I benefici previsti dalla normativa sulla CAR

IL GSE si occupa annualmente della verifica dei requisiti CAR e di assegnazione dei TEE (Certificati Bianchi), sia per le unità di cogenerazione già in esercizio che per quelle non ancora attive, in fase preliminare. Proprio i Certificati Bianchi (che hanno durata variabile), assicurano il risparmio energetico dovuto a degli interventi di incremento dell’efficienza per mezzo di impianti di cogenerazione. Ma quali sono i benefici previsti dalla normativa per la CAR?

  • La priorità per il dispacciamento dell’energia elettrica prodotta da cogenerazione rispetto alle fonti convenzionali;
  • Le agevolazioni fiscali sull’accisa del gas metano utilizzato per la cogenerazione;
  • L’accesso al servizio di Scambio sul Posto dell’energia elettrica prodotta da impianti CAR con potenza nominale fino a 200 kW;
  • Condizioni tecnico-economiche semplificate per la connessione alla rete elettrica;
  • Una serie di agevolazioni tariffarie per impianti alimentati a Fonti Energetiche Rinnovabili;
  • L’opportunità di incentivazione dell’energia elettrica prodotta in Cogenerazione ad Alto Rendimento, netta e immessa in rete da impianti alimentati a biometano;
  • La possibilità per un impianto termoelettrico non alimentato a fonte rinnovabile, presente all’interno di un sistema semplice di produzione e consumo, di essere considerato in assetto cogenerativo ad alto rendimento per l’anno “n” purché l’energia cogenerata dall’unità risulti, per l’anno “n-1”, maggiore del 50% della produzione totale lorda di energia elettrica dell’impianto a cui tale unità appartiene.

La trigenerazione domestica: in cosa consiste e quali sono i vantaggi

La trigenerazione rappresenta la produzione combinata di energia elettrica, energia termica ed energia frigorifera per mezzo di cogeneratori a turbina che alimentano i frigoriferi ad assorbimento utilizzati negli impianti di condizionamento, nei processi industriali e per utilizzo domestico. IBT Group propone impianti di trigenerazione su misura per l’efficientamento energetico grazie ai prodotti dei suoi partner Capstone Green Energy e Century Corporation e, proprio sul loro utilizzo domestico, con relativi vantaggi, ci concentreremo in questo articolo: ecco cosa sapere a riguardo.

La trigenerazione domestica: cos’è e quali sono i vantaggi

La trigenerazione, nota anche con la sigla CCHP (Combined Cooling, Heating and Power) si può impiegare sia per esigenze di riscaldamento che di raffreddamento, e la sua alimentazione può avvenire per mezzo di combustibili liquidi o gassosi, da fonti fossili o di energie rinnovabili. Da questi combustibili, e attraverso il recupero di calore prodotto originariamente disperso durante il processo di generazione di energia elettrica, si ottengono tre energie combinatamente: elettrica, termica e frigorifera. A questo proposito, IBT Group propone dei sistemi costituiti da una Turbina a gas Capstone ed un gruppo frigorifero ad assorbimento Century.

Sfruttando al meglio il potere calorifico del combustibile si disperde meno energia, il che porta a un risparmio sia in termini economici che ambientali, in quanto si ha un numero minore di emissioni nocive rilasciate nell’atmosfera. La trigenerazione inoltre, proprio come la cogenerazione, permette di modulare il carico in base alle necessità o ai periodi di maggiore attività/inattività di un’utenza domestica, soprattutto in riferimento alle stagione e ai relativi metodi di riscaldamento e/o raffreddamento utilizzati: in questo modo dunque, è possibile sfruttare gli impianti di trigenerazione anche nei mesi caldi in cui c’è un alto utilizzo dell’aria condizionata.

Quali sono gli impianti di trigenerazione domestica

Proprio come quelli di natura industriale, gli impianti di trigenerazione domestica permettono di ridurre al minimo gli sprechi energetici (con un conseguente e significativo risparmio in termini economici) e, allo stesso tempo, di salvaguardare l’ambiente. Questi presentano una potenza adeguata ad un’utenza domestica o di piccole/medie dimensioni e si definiscono “microgeneratori”, ossia, dotati di una potenza inferiore ai 50 kW. In casa ad esempio, si può sfruttare un impianto di trigenerazione per i condizionatori (basti pensare al largo utilizzo che ne facciamo nel periodo estivo), oppure in tutte quelle situazioni in cui vi è un fabbisogno di calore ed elettricità generalmente costante nel corso dell’anno. In questo modo, si riesce ad aumentare l’efficienza energetica di un’utenza domestica (sia preesistente che in fase di progettazione) mantenendo i costi ridotti.

Come funziona un impianto di trigenerazione domestica

Gli impianti di trigenerazione forniti da IBT Group sfruttano le tecnologie dei partner Capstone Green Energy e Century Corporation: per mezzo delle turbine Capstone con tecnologia brevettata oil-free (che si riferisce alla completa assenza di olio lubrificante grazie a degli speciali cuscinetti ad aria che sostengono l’albero della turbina in rotazione senza contatto meccanico, limitando l’attrito solo nelle fasi di avvio ed arresto), si alimentano i frigoriferi ad assorbimento Century che producono acqua refrigerata da sfruttare nell’impianto di condizionamento. Essi sono facili da utilizzare, silenziosi e con necessità di manutenzione ridotta, garantendo un’alta efficienza energetica nel rispetto dell’ambiente.

Le turbine a gas: cosa sono e il loro funzionamento

Capstone Green Energy, società californiana leader mondiale nella produzione di sistemi energetici cogenerativi con microturbine a gas, di cui IBT Group è distributore esclusivo per il mercato italiano, conta più di 100 brevetti registrati e 9.000 installazioni in oltre 80 paesi, di cui oltre 250 installate da IBT Group. In questo articolo, ci focalizzeremo sull’analisi delle turbine a gas: dalla loro struttura al loro funzionamento, passando per le possibili applicazioni, ecco tutto quello che dovete sapere a riguardo!

Le turbine a gas

Le turbine a gas di Capstone convertono l’energia di combustione in energia elettrica tramite il generatore e recuperano energia termica dai fumi di scarico; questo è possibile grazie alla tecnologia oil-free, di origine aeronautica, che presenta numerosi vantaggi: dalla modulazione del carico elettrico dallo 0 al 100% alla ridotta emissione di inquinanti in atmosfera (NOx < 18mg/Nmc e CO < 50 mg/Nmc, le più basse oggi disponibili), dalle basse vibrazioni ed emissioni sonore fino ai bassi costi di manutenzione, con la garanzia di 8.600 ore/anno continuative. Questa tipologia di impianto è particolarmente indicata per le strutture che necessitano di modulare la propria potenza elettrica in base ai picchi stagionali o giornalieri di consumo e, per questo motivo, trova amplio utilizzo, ad esempio, nei settori alberghiero, ospedaliero, cartario, food&beverage e tessile.

Che tipo di motore è una turbina a gas?

La turbina a gas è frutto dell’esperienza maturata nell’industria aeronautica da parte dei fondatori di Capstone Green Energy, e, non a caso, richiama quella impiegata nel motore di un turbo-jet. Al suo interno, la turbina Capstone presenta solo una parte in movimento (ovvero, l’albero su cui sono calettati turbina e compressore) che ‘poggia’ su dei cuscinetti ad aria (air-bearings) in grado di sostenere l’albero della turbina in rotazione senza contatto meccanico. L’assenza di liquidi di raffreddamento, di vibrazioni e di olio lubrificante, non richiede inoltre il conseguente smaltimento di olio esausto, e rappresenta una drastica riduzione sia dei costi di manutenzione sia dei fermi impianto necessari per la stessa. Inoltre, i momenti di attrito, che si verificano solo nella fase di avviamento ed arresto della macchina, sono “stress-free” in quanto ammortizzati da una struttura di supporto progettata appositamente che garantisce durabilità e funzionalità delle parti meccaniche.

Il funzionamento delle turbine a gas

Il modulo Turbina Capstone è di tipo monostadio caratterizzato da una sezione di compressione aria calettata sull’albero turbina e da un generatore con rotore a magneti permanenti. Per quanto riguarda il suo funzionamento, nella fase di avviamento la turbina è posta in rotazione dal generatore elettrico funzionante da motore fino a che il sistema non raggiunge la velocità di autosostentamento. A questo punto, nella camera di combustione viene inviata la miscela di combustibile ed aria necessaria al funzionamento della turbina stessa; così facendo, questa aumenterà la sua velocità di rotazione, fino al raggiungimento della potenza nominale. Inoltre, il recuperatore permette di aumentare la temperatura dell’aria in ingresso alla camera di combustione, ottenendo un maggior rendimento del modulo turbine. La turbina Capstone rappresenta il turbogeneratore oil-free più evoluto al mondo per l’autogenerazione ad alta efficienza di energia elettrica e termica, ed è disponibile in sei taglie modulari (da 30KWE a 1MWE) che possono funzionare con combustibili sia fossili sia rinnovabili.

Gli impianti di biogas: cosa c’è da sapere

IBT Group è distributore esclusivo per il mercato italiano di Capstone Green Energy, leader mondiale nella tecnologia dei sistemi energetici con microturbine a gas, che sviluppa, costruisce, vende ed offre assistenza per le soluzioni di cogenerazione, ovvero, la produzione combinata di energia elettrica e termica. Questa tipologia di impianti può sfruttare anche il biogas, ottimizzando in questo modo l’uso delle risorse energetiche rinnovabili e favorendo al tempo stesso la riduzione di emissioni inquinanti: ecco cosa sapere a riguardo.

Cosa sono gli impianti di biogas?

Ma prima di tutto… Che cos’è il biogas? Si tratta di un gas naturale costituito principalmente da metano, anidride carbonica e altri elementi (quali ossigeno, idrogeno e azoto) e si ottiene per mezzo della fermentazione anaerobica di sostanze organiche dette biomasse (ad esempio, FORSU o scarti delle attività agricole e agroindustriali). Gli impianti di cogenerazione alimentati a biogas dunque, producono energia elettrica e termica contemporaneamente sfruttando i materiali organici per il loro funzionamento.

In questo modo, non solo si produce energia in modo efficiente, in quanto si ottiene sia quella elettrica che quella termica in un unico momento e utilizzando una sola fonte energetica primaria, ma si possono sfruttare anche quei materiali considerati “di scarto”, per un notevole risparmio sia in termini economici (dovuto al minor consumo di combustibili) che di emissioni nocive non immesse nell’atmosfera.

A cosa servono i biogas?

Il biogas si utilizza principalmente per la produzione di energia (elettrica e termica negli impianti di cogenerazione) o di biometano. Ad esempio, gli impianti di Capstone permettono la produzione di energia elettrica e termica da combustibile biogas anche con disponibilità variabili e tenore di CH4 >30%. Il principale vantaggio dell’utilizzo del biogas è di natura ambientale: il biogas infatti non contribuisce all’immissione di nuovi gas serra nell’atmosfera contribuendo all’equilibrio dei gas serra(a differenza dei combustibili fossi che aumentano eccessivamente i gas serra in atmosfera con le relative ricadute negative sul nostro clima); oltre a questo, presenta un vantaggio economico (dovuto alla riduzione dell’utilizzo di combustibile fossile e allo sfruttamento invece di un materiale considerato di scarto) ed una riduzione del problema di stoccaggio e smaltimento dei rifiuti biologici.

Come funziona un impianto a biogas?

Capstone Green Energy è leader nei sistemi cogenerativi con turbine a gas che sfruttano la tecnologia “oil-free”, un brevetto di origine aeronautica che fa riferimento alla completa assenza di olio lubrificante all’interno delle turbine grazie all’impiego di cuscinetti ad aria in grado di sostenere l’albero della turbina in rotazione senza contatto meccanico. Questi sistemi consentono l’autoproduzione energetica da prodotti di scarto agricolo o alimentare, e sono caratterizzati da un elevato rendimento complessivo, la bassa necessità di manutenzione e dalle emissioni near-zero; inoltre, possono funzionare anche in presenza di biogas povero di metano o con portate non costanti, grazie alla capacità di modulare della turbina, un fattore che li rende particolarmente adatti ad una discarica a fine ciclo di vita.

Infatti tra gli altri vantaggi dei sistemi Capstone, troviamo anche la modulabilità dallo 0 al 100% del carico elettrico, l’assenza di vibrazioni e le basse emissioni sonore, la bassa necessità e la facilità di gestione, con le emissioni più basse di tutti i sistemi CHP con NOx < 18mg/Nmc e CO < 50 mg/Nmc. IBT Group offre anche un servizio di analisi e/o trattamento del biogas affinché le sue caratteristiche qualitative siano adatte ad alimentare un impianto di cogenerazione: in questo modo, è possibile sfruttare al meglio sia il biogas povero di metano (esempio, le discariche) che quello da digestione anaerobica (esempio, gli impianti di depurazione delle acque).