Secondo quanto disposto dal Decreto Legislativo 8 febbraio 2007, n.20, e successive modifiche ed integrazioni, a decorrere dal 1 gennaio 2011 la cogenerazione ad alto rendimento (CAR) è la cogenerazione che risponde ai seguenti criteri:
- la produzione mediante cogenerazione delle unità di cogenerazione fornisce un risparmio di energia primaria, calcolato in conformità a quanto descritto di seguito, pari almeno al 10%;
- la produzione mediante unità di piccola cogenerazione e di micro-cogenerazione che forniscono un risparmio di energia primaria è assimilata alla cogenerazione ad alto rendimento.
CALCOLO DEL RISPARMIO DI ENERGIA PRIMARIA
Il risparmio di energia primaria conseguito mediante cogenerazione è calcolato con la seguente formula:
dove:
- PES è il risparmio di energia primaria in %;
- CHP Hη è il rendimento termico in % della produzione mediante cogenerazione, definito come la quantità annua di calore utile divisa per l'energia contenuta nell'intero combustibile di alimentazione, impiegato per produrre sia il calore utile che l'energia elettrica da cogenerazione.
- Ref Hη è il valore di rendimento di riferimento per la produzione separata di calore;
- CHP Eη è il rendimento elettrico in % della produzione mediante cogenerazione, definito come energia elettrica annua da cogenerazione divisa per l'energia contenuta nell'intero combustibile di alimentazione, impiegato per produrre sia il calore utile che l'energia elettrica da cogenerazione. Allorché un'unità di cogenerazione genera anche energia meccanica, l'energia elettrica annua da cogenerazione può essere aumentata di un fattore supplementare che rappresenta la quantità di energia elettrica equivalente all'energia meccanica. Questo fattore di incremento non dà diritto al rilascio della Garanzia d'origine di cui all'articolo 4 del Decreto Legislativo 8 febbraio 2007, n.20.
- Ref Eη è il valore di rendimento di riferimento per la produzione separata di energia elettrica.
Di seguito sono riportati i valori di rendimento di riferimento per la produzione separata di calore e di energia elettrica.
Se l'unità di cogenerazione utilizza più combustibili, i valori di rendimento di riferimento per la produzione separata di calore e di energia elettrica sono pari alla media ponderale dei rendimenti di riferimento relativi ai singoli combustibili, calcolata assumendo come peso, per ciascun combustibile, il relativo contenuto energetico.
VALORI DI RENDIMENTO DI RIFERIMENTO PER LA PRODUZIONE SEPARATA DI CALORE
I valori di rendimento di riferimento per la produzione separata di calore sono riportati nella seguente tabella 1.
Tali valori sono espressi in % e sono basati sul potere calorifico inferiore e sulle condizioni ISO (temperatura ambientale di 15 °C, pressione di 1,013 bar, umidità relativa del 60%).
VALORI DI RENDIMENTO DI RIFERIMENTO PER LA PRODUZIONE SEPARATA DI ENERGIA ELETTRICA
I valori di rendimento di riferimento per la produzione separata di energia elettrica sono riportati nella seguente tabella 2.
Tali valori, espressi in %, sono basati sul potere calorifico inferiore e sulle condizioni ISO standard (temperatura ambientale di 15°C, pressione di 1,013 bar, umidità relativa del 60%).
I valori di rendimento di riferimento della tabella 2 si applicano per una durata di 10 anni a partire dall'anno di costruzione dell'unità di cogenerazione (anno solare nel corso del quale è iniziata la produzione di energia elettrica). A partire dall'undicesimo anno successivo all'anno di costruzione dell'unità di cogenerazione, si applicano, anno per anno, i valori di rendimento di riferimento relativi alle unità di cogenerazione di 10 anni di età. Se un'unità di cogenerazione esistente è oggetto di un ammodernamento il cui costo di investimento supera il 50% del costo di investimento di una unità di cogenerazione analoga, l'anno solare nel corso del quale è iniziata la produzione di energia elettrica dell'unità di cogenerazione ammodernata è considerato come l'anno di costruzione.
I valori di rendimento di riferimento della tabella 2 devono essere corretti in funzione della temperatura media annuale della zona climatica in cui l'unità di cogenerazione è installata, secondo quanto descritto nella seguente tabella 3:
Esempio:
Una unità di cogenerazione costruita nel 2009, alimentata con gas naturale, è installata in Sicilia.
In base alla tabella 2, il valore di rendimento di riferimento per la produzione separata di energia elettrica è 52,5%.
Il valore di rendimento di riferimento corretto per tener conto della zona climatica di installazione (zona B) è quindi:
52,5%-0,104%=52,396%
Importante: i fattori di correzione della tabella 3 non si applicano alla tecnologia di cogenerazione con celle a combustibile.
Il valore risultante dalla precedente correzione è poi rettificato con i fattori di correzione della seguente tabella 4:
Esempio:
Una unità di cogenerazione da 100 kW elettrici a motore alternativo funzionante a gas naturale è connessa con una rete elettrica alla tensione di 380 V. L'85% dell'energia elettrica prodotta è destinata all'autoconsumo e il 15% della produzione è ceduto alla rete pubblica. L'unità di cogenerazione è stata costruita nel 1999. La temperatura ambiente è di 15°C (quindi non è necessaria alcuna correzione climatica).
In base alla tabella 2, il valore di rendimento di riferimento relativo al 1999 per il gas naturale è pari al 51,1%. Il valore di riferimento corretto per tener conto delle perdite evitate sulla rete è allora:
51,1%*(0,860*0,85+0,925*0,15) = 44,4%
Importante: i fattori di correzione della tabella 4 non si applicano ai combustibili a base di legno e la biogas
GLOSSARIO
- cogenerazione: la generazione simultanea in un unico processo di energia termica ed elettrica o di energia termica e meccanica o di energia termica, elettrica e meccanica;
- unità di cogenerazione: un'unità che può operare in cogenerazione;
- produzione mediante cogenerazione: la somma dell'elettricità, dell'energia meccanica e del calore utile prodotti mediante cogenerazione;
- unità di piccola cogenerazione: un'unità di cogenerazione con una capacità di generazione installata inferiore a 1 MWe;
- unità di micro-cogenerazione: un'unità di cogenerazione con una capacità di generazione massima inferiore a 50 kWe;
- calore utile: il calore prodotto in un processo di cogenerazione per soddisfare una domanda economicamente giustificabile di calore o di raffreddamento;
- domanda economicamente giustificabile: una domanda non superiore al fabbisogno di calore o di raffreddamento e che sarebbe altrimenti soddisfatta a condizioni di mercato mediante processi di generazione di energia diversi dalla cogenerazione;
- elettricità da cogenerazione: l'elettricità generata in un processo abbinato alla produzione di calore utile e calcolata secondo la metodologia riportata nell'allegato II al Decreto Legislativo 8 febbraio 2007, n.20, e successive modifiche ed integrazioni;
- rendimento complessivo: la somma annua della produzione di elettricità, di energia meccanica e di calore utile divisa per l'energia contenuta nel combustibile di alimentazione usato per il calore prodotto in un processo di cogenerazione e per la produzione lorda di elettricità e di energia meccanica;
- rendimento: è il rendimento calcolato sulla base del potere calorifico inferiore dei combustibili;
- valore di rendimento di riferimento per la produzione separata: il rendimento delle produzioni separate alternative di calore e di elettricità che il processo di cogenerazione è destinato a sostituire.