COGENERAZIONE E TRIGENERAZIONE
Presentazione e opportunità per la riqualificazione energetica
L'attuale progresso tecnologico nel settore energetico, l'evoluzione del quadro normativo europeo verso la piena indipendenza energetica e il continuo aumento della volatilità dei costi dell'energia hanno reso necessario un nuovo approccio strategico alla gestione dei sistemi complessi che richiedono simultaneamente i tre elementi essenziali: elettricità, calore e freddo.
I moderni sistemi di cogenerazione e trigenerazione, oggi integrati con fonti rinnovabili e sistemi di accumulo, consentono risparmi significativamente superiori rispetto ai sistemi tradizionali che producono i tre elementi separatamente. La cogenerazione ad alto rendimento (CAR, in inglese CCHP - Combined Cooling, Heating and Power) è regolata in Italia dal D.Lgs. 8 febbraio 2007, n. 20, che recepisce la direttiva 2004/8/CE, successivamente integrato dalle disposizioni del D.Lgs. 8 novembre 2021, n. 199 (recepimento della direttiva RED II) e dal nuovo Testo Unico Rinnovabili (D.Lgs. 25 novembre 2024, n. 190) che ha ulteriormente semplificato i regimi amministrativi per la costruzione e l'esercizio degli impianti .
Rispetto alla sola produzione di calore ed elettricità, la trigenerazione consente di sfruttare a pieno la potenzialità del sistema anche in estate, quando il raffrescamento prevale nella richiesta, risolvendo storicamente uno dei principali limiti della cogenerazione: il sottoutilizzo del calore nel periodo estivo.
I clienti ideali per queste applicazioni sono le utenze energivore che necessitano di elettricità, calore per riscaldamento, calore per acqua sanitaria (ACS) e raffrescamento estivo o condizionamento durante tutto l'anno: complessi alberghieri, case di cura e ospedali, centri sportivi e piscine, strutture commerciali, industrie di processo e distretti produttivi.
L'intervento si esplica attraverso un preliminare audit energetico (diagnosi energetica) che analizza i fabbisogni, i profili di prelievo orari, i costi attuali e le apparecchiature esistenti. Al termine della diagnosi, condotta secondo le norme UNI CEI EN 16247 e con l'ausilio di piattaforme di monitoraggio IoT, si può individuare con precisione il risparmio possibile che, sulla base delle nostre esperienze aggiornate al 2026, può raggiungere e superare il 45-50% di riduzione della spesa energetica, grazie anche all'integrazione con i nuovi meccanismi di incentivazione come i Certificati Bianchi riformati dal DM 21 luglio 2025 .
Le convenzioni firmate con un pool di Istituti Bancari e primari produttori e installatori consentono a Studio Iudice S.r.l. di realizzare una ristrutturazione energetica di un complesso produttivo senza gravare sulla disponibilità finanziaria del Cliente, ricorrendo a formule di finanziamento tra cui:
- Finanziamento tramite Terzi (FTT) con ESCo (Energy Service Company), ripagato dai risparmi energetici garantiti (contratto EPC - Energy Performance Contract).
- Leasing operativo o finanziamento chirografario agevolato, eventualmente supportato dai nuovi strumenti del Fondo Nazionale per l'Efficienza Energetica o dai fondi strutturali europei (es. Programma Operativo Nazionale Imprese e Competitività 2021-2027).
Il modello tipico prevede che il cliente goda da subito di un risparmio minimo garantito del 20-25% della spesa energetica durante il periodo di rimborso del finanziamento (tipicamente 8-10 anni), per poi beneficiare di un risparmio che può superare il 45% negli anni successivi, una volta che l'investimento è stato interamente ammortizzato.
In alternativa, il cliente può optare per l'anticipo dei costi di ristrutturazione, godendo del massimo risparmio fin da subito (oltre il 45%) con un periodo di ritorno dell'investimento (Pay Back Time, PBT) senza oneri finanziari che, allo stato attuale della tecnologia e dei prezzi dell'energia, si attesta sui 3-4 anni.
La latitudine geografica, la configurazione dei carichi e la situazione impiantistica in essere condizionano i risultati ottenibili. È solo attraverso un audit energetico dettagliato e una simulazione dinamica che si possono definire con precisione i dettagli economici del progetto, prima di qualunque decisione di impatto economico e tecnico.
ABSTRACT
Per cogenerazione e trigenerazione si intende la produzione combinata di energia elettrica e calore (cogenerazione) e, mediante l'integrazione di una macchina frigorifera ad assorbimento, anche di freddo (trigenerazione). Questa tecnologia consente un risparmio di energia primaria dal 20% al 40% rispetto alla produzione separata delle stesse quantità di energia.
Tenuto conto dei benefici ambientali che ne derivano, la cogenerazione e la trigenerazione riducono significativamente l'impronta di carbonio (carbon footprint), contribuendo agli obiettivi del Piano Nazionale Integrato per l'Energia e il Clima (PNIEC) e al raggiungimento della neutralità climatica al 2050.
La definizione di Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR) viene introdotta dalla direttiva 2004/8/Ce, recepita in Italia con il D.Lgs. 8 febbraio 2007, n. 20 e successivamente integrata. I punti qualificanti, aggiornati alla prassi del GSE, sono:
- Si ha alto rendimento quando il Risparmio di Energia Primaria (PES - Primary Energy Saving) è pari o superiore al 10% rispetto alla produzione separata di riferimento.
- Le unità di piccola cogenerazione (potenza < 1 MWe) e di micro-cogenerazione (potenza < 50 kWe) che forniscono un risparmio di energia primaria positivo (PES > 0) sono comunque assimilate alla cogenerazione ad alto rendimento.
Rispetto alla sola cogenerazione, la trigenerazione consente di sfruttare pienamente le potenzialità del sistema anche in estate, quando per la climatizzazione viene meno l'esigenza di riscaldamento e si presenta quella di raffrescamento. Questo scongiura uno dei maggiori punti deboli della cogenerazione tradizionale: lo scarico del calore in eccesso durante i mesi estivi. Le utenze ideali sono quelle con fabbisogno contemporaneo o stagionale di elettricità, calore e freddo: strutture ricettive, sanitarie, sportive, centri commerciali e distretti industriali.
FINALITÀ DEL PROGETTO DI RISTRUTTURAZIONE ENERGETICA DI UN COMPLESSO PRODUTTIVO
A seguito di un audit energetico conforme alla norma UNI CEI EN 16247 e all'elaborazione dei dati mediante software di simulazione dinamica, viene individuato il Progetto di revisione della struttura energetica dell'azienda, finalizzato a:
- Autoproduzione efficiente: produzione combinata di energia elettrica, termica e frigorifera per soddisfare integralmente o in larga parte i fabbisogni della struttura, minimizzando i costi e ottimizzando l'autoconsumo, anche tramite l'integrazione con fonti rinnovabili (es. fotovoltaico, solare termico) e sistemi di accumulo (batterie, accumuli termici).
- Abbattimento certificato dei costi energetici: riduzione della spesa energetica complessiva di almeno il 20-25% rispetto ai costi attuali, al netto della restituzione del finanziamento (modello EPC o FTT), e di almeno il 45% a regime, dopo l'integrale ammortamento dell'investimento (previsto in 8-10 anni).
- Sostenibilità ambientale e conformità normativa: riduzione delle emissioni di CO₂ di almeno il 20-30% rispetto alla produzione separata, contribuendo alla conformità con le direttive europee e ai requisiti di rendicontazione ESG (Environmental, Social, Governance) per le imprese.
Il progetto facilita l'ottenimento delle Garanzie d'Origine (GO) per l'energia termica rinnovabile e/o ad alto rendimento .
L'AUDIT ENERGETICO (DIAGNOSI ENERGETICA)
L'audit energetico (o diagnosi energetica) è una procedura standardizzata che permette di identificare la struttura energetica in atto di un'azienda, con il rilevamento dettagliato di ogni voce di consumo energetico. A partire dalle nuove disposizioni del 2025-2026, l'audit deve essere condotto da soggetti certificati (ESCo o EGE - Esperti in Gestione dell'Energia) e, per le grandi imprese, è obbligatorio ogni 4 anni ai sensi del D.Lgs. 102/2014 e successive modifiche.
Durante l'audit vengono raccolte le seguenti informazioni, ora spesso integrate con l'installazione di sottocontatori e piattaforme di monitoraggio in continuo:
- Dati generali dell'azienda, dell'attività svolta e dei profili di produzione (stagionalità, turni).
- Dati relativi al complesso edilizio aziendale (caratteristiche energetiche dell'involucro, superficie, volumi).
- Dati inerenti la produzione aziendale e i relativi cicli tecnologici.
- Dati relativi ai consumi parziali e totali (ricavabili dalle fatturazioni e da misure dirette) di energia elettrica e combustibili, con curve di carico orarie (acquisite tramite il portale del distributore o contatori intelligenti).
- Durata delle attività aziendali e dei processi produttivi (ore/anno, profili di funzionamento).
- Caratterizzazione energetica degli impianti produttivi e dei servizi ausiliari.
- Caratterizzazione energetica degli impianti termici di climatizzazione invernale ed estiva (rendimenti, vetustà).
- Caratterizzazione degli impianti per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS).
- Rilevamento della connessione aziendale alla rete elettrica (punto di prelievo, potenza impegnata, tipologia di tariffa).
- Rilevamento della connessione aziendale alla rete pubblica di gasdotto.
TECNOLOGIE UTILIZZATE
Un Progetto di ristrutturazione energetica di un complesso produttivo è costituito da un insieme organico di impianti ad alta efficienza e di opere civili, termotecniche, elettromeccaniche ed elettroniche, con l'utilizzo di software avanzati per il telecontrollo, la teleoperabilità via Web e l'ottimizzazione predittiva basata su algoritmi di intelligenza artificiale (sistemi di Energy Management System - EMS).
Le principali tecnologie innovative elettriche e termotecniche utilizzate allo scopo da Studio Iudice S.r.l. sono:
Impianti di Cogenerazione e Trigenerazione C.A.R.
- Cogeneratore: Potenza Elettrica Nominale da 20 a 999 kWe (fino a > 1 MWe per utenze industriali)
- Motori endotermici a gas naturale (o biogas/biometano): tecnologia matura, alta efficienza elettrica, modulazione ampia.
- Microturbine: per applicazioni specifiche, bassa manutenzione, recupero termico ad alta temperatura.
- Celle a combustibile (Fuel Cells) : per progetti ad altissima efficienza e bassissime emissioni, in fase di diffusione commerciale avanzata.
- Unità Frigorifera ad Assorbimento:
- Ad assorbimento a bromuro di litio (LiBr) e acqua (per acqua refrigerata > 5°C, ideale per climatizzazione).
- Ad assorbimento ad ammoniaca (NH₃) e acqua (per basse temperature, fino a -30°C, ideale per processi industriali e surgelazione).
- Integratori di energia frigorifera:
- Gruppi frigoriferi a gas a fiamma diretta o indiretta.
- Chiller elettrici ad alta efficienza (classe A+++) , integrati con il sistema di telecontrollo per ottimizzare i carichi in base alla convenienza istantanea.
- Integratori termici generali:
- Pompe di calore a gas ad assorbimento (GAHP - Gas Absorption Heat Pump).
- Pompe di calore elettriche (con eventuale alimentazione da fotovoltaico).
- Caldaie a condensazione ad altissima efficienza.
- Sistemi di accumulo:
- Accumulo termico (serbatoi d'acqua stratificati) per disaccoppiare la produzione di calore dalla richiesta.
- Accumulo elettrico (batterie agli ioni di litio) per massimizzare l'autoconsumo e migliorare la flessibilità del sistema.
- Sistema di supervisione e controllo (BMS/EMS) :
- Piattaforma cloud per il monitoraggio in tempo reale.
- Algoritmi di machine learning per la previsione dei carichi e l'ottimizzazione dinamica del funzionamento.
- Integrazione con eventuali comunità energetiche rinnovabili (CER) per la condivisione dell'energia prodotta.
