Il limite della generazione separata

Una centrale elettrica convenzionale a gas naturale converte il 45-60% dell'energia del combustibile in elettricità. Il restante 40-55% viene disperso come calore nei gas di scarico e nei sistemi di raffreddamento. Una caldaia, al contrario, converte il combustibile in calore con efficienze dell'85-95%, ma non produce alcuna elettricità: ogni kWh consumato dall'edificio deve essere acquistato dalla rete, con perdite di trasmissione del 7-9% e un impatto emissivo legato al mix nazionale.

La cogenerazione (Combined Heat and Power, CHP) risolve questa inefficienza alla radice: un unico sistema produce simultaneamente energia elettrica e calore utile dallo stesso combustibile, in loco. Il risultato è un'efficienza globale di utilizzo del combustibile strutturalmente superiore a quella dei sistemi separati.

La qualifica CAR e il risparmio di energia primaria

La Direttiva 2012/27/UE definisce "Cogenerazione ad Alto Rendimento" (CAR) un impianto che presenta un PES (Primary Energy Saving) positivo rispetto alla produzione separata di riferimento. Il PES misura quanta energia primaria si risparmia rispetto al produrre separatamente la stessa quantità di elettricità e calore con i sistemi convenzionali di riferimento.

Per le unità di microcogenerazione (Pe < 50 kWe), la normativa italiana (D.Lgs. 20/2007 e D.M. 4 agosto 2011) fissa una soglia accessibile: è sufficiente un PES > 0% per ottenere il riconoscimento CAR tramite il portale RICOGE del GSE. Il riconoscimento a preventivo è il primo passo per accedere agli incentivi e tracciare il risparmio energetico in modo certificabile.

Un sistema di microcogenerazione a biomassa ben progettato, con recupero totale del calore di raffreddamento e dei gas di scarico, può raggiungere rendimenti globali dell'ordine del 90-95%, largamente superiori alla soglia minima CAR del 75% prevista dalla Direttiva per i motori a combustione esterna. A questo rendimento globale corrisponde tipicamente un PES del 25-35%, che indica un risparmio reale e misurabile di energia primaria rispetto ai sistemi separati.

Il BioGS-1.0, nelle condizioni di funzionamento previsionale a 5.000 ore equivalenti annue, raggiunge un rendimento globale di 94,95% e un PES di 30,03%, calcolato secondo il Regolamento UE 2015/2402 con i valori di riferimento per pellet di legno. Il risparmio di energia primaria atteso rispetto alla produzione separata è di circa 15,83 MWh/anno (circa 2,96 tep/anno).

Quale combustibile scegliere: gas, biometano, idrogeno o biomassa

La scelta del combustibile determina costi operativi, emissioni e grado di dipendenza da un fornitore esterno.

  • Gas naturale - costo per kWh generalmente il più basso tra i combustibili fossili, infrastruttura di distribuzione capillare, ma prezzo soggetto alle fluttuazioni del mercato internazionale e dipendenza totale dalla rete di distribuzione.
  • GPL - utile dove manca l'allacciamento al metano, ma con costo per kWh superiore al gas naturale e necessità di stoccaggio in loco (serbatoio).
  • Biometano - stesse infrastrutture e stessa combustione del gas naturale, con impatto climatico ridotto se certificato da filiera di produzione rinnovabile; disponibilità e prezzo variano molto a seconda dell'area.
  • Idrogeno - oggetto di sperimentazione per la cogenerazione domestica, ma ad oggi non è un'opzione disponibile su scala commerciale per il residenziale: la rete di distribuzione dedicata è pressoché inesistente e i costi di produzione restano elevati.
  • Biomassa (pellet e simili) - costo per kWh competitivo dove la filiera è locale, indipendenza dalle fluttuazioni dei prezzi dei combustibili fossili e possibilità, come illustrato più avanti, di autoprodurre il combustibile.

Nessuno di questi combustibili è in assoluto il più conveniente: la scelta dipende dalla disponibilità locale, dall'infrastruttura già presente nell'edificio e dal fabbisogno energetico specifico.

Dove la cogenerazione dà il meglio di sé

La cogenerazione è tanto più efficace quanto più le due forme di energia prodotte (elettrica e termica) vengono effettivamente utilizzate. Il suo punto di forza si manifesta nelle situazioni in cui esiste una domanda di entrambe.

Gli ambiti in cui la microcogenerazione a biomassa esprime il massimo potenziale sono:

  • Utenze isolate (off-grid) - abitazioni autonome, agriturismi, rifugi, masi, aziende agricole lontane dalla rete elettrica, dove il costo dell'energia convenzionale è elevato e la continuità di fornitura non è garantita. In questo contesto il BioGS-1.0 opera ad isola sostituendo generatori elettrici e caldaie tradizionali con un'unica fonte rinnovabile.
  • Fabbisogno termico elevato - riscaldamento di ambienti, produzione di acqua calda sanitaria, essiccazione di prodotti agricoli o biomasse, serre. Maggiore è l'utilizzo del calore prodotto, maggiore è l'efficienza cogenerativa reale e il risparmio di energia primaria.
  • Disponibilità di biomassa locale - aziende forestali, segherie, produttori di pellet, cooperative agricole con residui lignocellulosici. La filiera corta elimina i costi di trasporto del combustibile e riduce l'impronta carbonica del sistema al minimo.
  • Contesti in cui il biochar ha valore agronomico - il co-prodotto della gassificazione è un ammendante del suolo certificabile (Reg. UE 2019/1009) e un vettore di sequestro permanente del carbonio. Nelle aziende agricole, il biochar prodotto in loco chiude un ciclo virtuoso tra suolo, coltura e impianto energetico.

La combinazione di questi fattori (autonomia energetica, calore sempre utilizzato, combustibile locale, biochar valorizzato) definisce il profilo ideale dell'utente BioGS-1.0 e il contesto in cui la microcogenerazione a biomassa esprime un vantaggio competitivo difficilmente replicabile con altre tecnologie.