Un principio di funzionamento semplice ed efficace

La microcogenerazione è la produzione combinata ed efficiente di elettricità e calore, realizzata in un impianto di cogenerazione di  taglia inferiore a 50 kW elettrici.

La microcogenerazione viene spesso identificata dalla sigla inglese microCHP, acronimo di micro combined heating and power.

La configurazione più comune di un microcogeneratore consiste nell'abbinamento tra un motore a combustione interna alimentato a gas, la cui energia meccanica viene trasformata in energia elettrica, e un sistema di recupero del calore di scarto per la produzione di energia termica.

I microcogeneratori sono apparecchi tecnologicamente avanzati che svolgono contemporaneamente due funzioni:

• integrano o sostituiscono le caldaie per il riscaldamento

• soddisfano in tutto o in parte le necessità di autoconsumo elettrico

Definizioni e taglie di riferimento

Quando si parla di “microcogenerazione”, occorre fare riferimento a quanto prevede la normativa vigente. La legge più recente in materia è il dlgs 20/2007, che recepisce quanto previsto dalla direttiva europea 2004/8/CE sulla promozione delle cogenerazione.

Il decreto, in accordo con la direttiva europea, definisce “unità di microcogenerazione” come “un'unità di cogenerazione con una capacità di generazione massima inferiore a 50 kW elettrici”.

Un’unità di “piccola cogenerazione”, invece, viene definita come “un’unità di cogenerazione con una capacità di generazione installata inferiore a 1 MW elettrico”.

Il mercato della microcogenerazione

Nel nostro paese, le installazioni di microcogeneratori rappresentano ancora una rarità; nel settore residenziale, in particolare, si tratta di una realtà praticamente sconosciuta.

Alcune stime parlano di un mercato europeo potenziale per la microcogenerazione di circa 50 milioni di utenti.

Le prospettive  di sviluppo sono particolarmente interessanti in tutti i paesi caratterizzati da inverni feddi e lunghi (quindi anche l'Italia del nord).

In Italia ci sono sono circa 13 milioni di edifici, per un totale di 27 milioni di abitazioni. Di queste, 22 milioni sono riscaldate e rappresentano quindi il potenziale mercato italiano della microcogenerazione. 

Le tecnologie disponibili

In Italia sono disponibili diversi modelli di microcogeneratori, di taglia compresa tra 5 kW e 50 kW elettrici.

Si tratta di macchine che presentano valori di rendimento elettrico compresi tipicamente tra il 22% e il 32%, e rendimenti complessivi (elettrico + termico) nell’ordine dell’85-90%.

Dal punto di vista della tecnologia utilizzata, i microcogeneratori in commercio sono riconducibili a tre tipologie:

• Motori a combustione interna alimentati a gas (ad esempio Senertec, Tandem)

• Motori stirling a combustione esterna (ad esempio Whispergen)

• Microturbine a gas (ad esempio Capstone)

• Microcogeneratori con celle a combustile

Non è possibile fornire informazioni sui costi che siano valide per tutte le taglie e per le diverse tecnologie.

In ogni caso, non si scende al di sotto dei 1.000 € / kW elettrico.

Come per tutte le altre tecnologie avanzate, anche nel caso dei cogeneratori i costi specifici diminuiscono all’aumentare della taglia. 

I microcogeneratori domestici possono svolgere le funzioni normalmente affidate alla caldaia (acqua calda sanitaria e per il riscaldamento), producendo al contempo energia elettrica per soddisfare in tutto o in parte le necessità di autoconsumo.

Un esempio di microcogeneratore domestico: Ecowill

In alcuni paesi sono stati realizzate importanti iniziative finalizzate alla produzione su grande scala di microcogeneratori domestici, per l’alimentazione elettrica e termica di singoli edifici residenziali.

L’esempio più famoso di microgeneratore domestico è senza dubbio l’Ecowill, realizzato in Giappone grazie a una partnership tra Honda e Osaka Gas.

Si tratta di un motore a combustione interna di 163 cm³ alimentato a gas, con potenza di 1 kW elettrico e di 2,8 kW termici e con un’efficienza complessiva superiore all’85%.

Il rumore e le vibrazioni sono ridotte al minimo.

Il prezzo dell’Ecowill è di circa 6.000 €, sui quali il governo giapponese offre un contributo di 1.500 €. Ottimo il tempo di ritorno dell’investimento, che è intorno ai 5 anni.

All’interno di un’abitazione, il microcogeneratore Ecowill funziona in media 2.000 ore/anno e necessita di un intervento di manutenzione ogni 6.000 ore.

Per un funzionamento ottimale, sono indispensabili il collegamento alla rete elettrica e la presenza di una caldaia integrativa/di emergenza e di un serbatoio di accumulo del calore (che è già compreso nell'Ecowill, come si può vedere dalla foto).

Grazie all’elevato livello tecnologico e al risparmio economico garantito, nel solo Giappone tra il 2003 e il 2008 sono state venduti oltre 70mila esemplari di Ecowill.

Dal 2006 questo microcogeneratore è presente anche sul mercato statunitense.

Opportunità e incentivi per la microcogenerazione

Una importante occasione per la diffusione su larga scala di impianti di microcogenerazione, è data dall’introduzione del meccanismo dello Scambio sul posto per la cogenerazione ad alto rendimento di potenza elettrica nominale fino a 200 kW.

La Legge di stabilità 2018 ha introdotto per la prima volta la possibilità di detrarre il 65% delle spese per l'acquisto e la posa in opera di microcogeneratori, in sostituzione di impianti esistenti,  fino a un valore massimo della detrazione di 100.000 euro.

Il Dm Economia 27 ottobre 2011 ha introdotto, a partire dal 1° febbraio 2012, una serie di semplificazioni fiscali e procedurali per  le "officine di microcogenerazione" (officine elettriche dotate di impianto di microcogenerazione ad alto rendimento avente potenza elettrica complessiva non superiore a 50 kW) alimentate con gas naturale, gasolio o gpl.

Successivamente, il Dm Sviluppo economico 16 marzo 2017 ha diciplinato la semplificazione delle procedure per realizzare ed esercire impianti di microcogenerazione ad alto rendimento (come definiti dal Dlgs n. 20/2007) e impianti di microcogenerazione alimentati da fonti rinnovabili, attraverso l'utilizzo di modelli unici.