All’alba del terzo millennio, l’aumento del tenore di gas ad effetto serra nell’atmosfera terrestre è uno dei maggiori problemi coi quali deve confrontarsi l’umanità. Nel 1992, la conferenza di Rio fu il punto di partenza di una presa di coscienza planetaria dell’urgenza della situazione. Nel 1997, il Belgio ha firmato il protocollo di Kyoto col quale s’impegnava a diminuire le sue emissioni di gas serra del 7,5% in rapporto al loro livello del 1990, tra il 2008-2012. Attualmente si constata che la progressione delle emissioni di CO₂ è continuata. Senza misure determinate e convinte sarà senza dubbio impossibile rispettare gli impegni assunti a Kyoto.

D’altra parte, e senza che ciò sia in contrasto necessariamente con il problema di equilibrio del nostro ecosistema, le direttive europee impongono di aprire il mercato dell’energia - e dell’elettricità in particolare - alla concorrenza. Infine, la gestione dei consumi energetici e delle spese collegate pone ancora in Vallonia dei problemi per le famiglie a basso reddito. In questo contesto la politica energetica globale della Regione vallone può riassumersi nel modo seguente:

* assicurare, in un mercato liberalizzato, una fornitura di energia più pulita possibile e la più competitiva per tutti i suoi utenti;

* sviluppare la produzione e il consumo di energie rinnovabili e verde;

* intensificare le azioni in vista di una migliore efficienza energetica, rispondendo nel contempo ai bisogni di tutti gli attori della società, fra cui i privati e l’industria.

Nel quadro di questa politica, la cogenerazione è una scelta tecnica che ci deve permettere, in unione con altre misure, di raggiungere i nostri obiettivi di riduzione delle emissioni di anidride carbonica, valorizzando meglio l'energia primaria che consumiamo, sia rinnovabile o non. Infatti il carattere rinnovabile di una fonte di approvvigionamento non esclude il fatto che resti sempre limitata e che convenga dunque ottimizzarne l’utilizzazione. Tuttavia la produzione simultanea di elettricità e di calore, quale che sia la fonte di energia primaria utilizzata, è ancora poco sviluppata nella Regione vallone. Alla fine del 1998 risultavano installati all’incirca 250 MW di potenza elettrica. Tuttavia, studi recenti, realizzati dall’Institut wallon nel 1966 e nel 1999, hanno messo in evidenza la grande capacità di cogenerazione esistente ancora in Vallonia.
Il livello di potenza elettrica cogenerata da installare è stato stimato, infatti, in 500 MW per l’industria e in 170 MW per il terziario, privato e pubblico. Nel settore industriale, la chimica, il settore agroalimentare e anche l'industria cartacea potrebbero fare largamente ricorso alla produzione combinata di calore ed elettricità: rilevanti bisogni di calore e relativamente costanti per tutto l’anno. Nel terziario, risulta particolarmente interessante tutto il settore della sanità in quanto ha bisogni elevati di calore anche in estate. Le altre branche del terziario sono egualmente da studiare con interesse tanto più che la trigenerazione contemporanea di elettricità e di calore o freddo (mediante l’utilizzazione di ciclo frigorifero ad assorbimento)- può rispondere in modo adeguato alla domanda crescente di climatizzazione.

Tra le fonti energetiche rinnovabili valloni sono particolarmente promettenti le biomasse, presenti sotto forma di residui del legno vari (rimanenze forestali, scorze, segature, sciaveri, pallet, parti legnose di rifiuti ingombranti), di colture energetiche di legno, di rifiuti domestici e di biogas provenienti dall’industria agroalimentare o dal settore agricolo.

Un inventario completo realizzato da Equipe Régionale Biomasse Energie (ERBE) nel 1995 stimava il potenziale totale di valorizzazione energetica in Vallonia pari a 700.000 Tep (Tonnellata equivalente petrolio), cioè circa il 3% dei 18,5 milioni di Tep di consumo annuale di energia primaria in Vallonia. Occorre inoltre considerare queste cifre come un’ipotesi minimale in quanto non tiene alcun conto del potenziale di biometanizzazione degli effluenti dell’allevamento del settore agricolo e sottostima il potenziale di colture energetiche. Quest’ultima filiera, che in Vallonia è appena agli inizi, è invece sviluppata ad esempio nella Svezia dove già esistono 18.000 ettari di tali colture. Anche se è lo spazio disponibile in Svezia è maggiore, uno studio recente del laboratorio di ecologia delle grandi colture dell’Università cattolica di Lovanio ha mostrato che il 3%, ossia 60.000 ettari di terre agricole, potrebbero essere utilizzate a questo fine con condizioni di soleggiamento ben più favorevoli che in Scandinavia e dunque con migliori possibilità di rendimento. Questa superficie, se fosse coltivata, fornirebbe circa 600.000 tonnellate di materia secca all’anno, cioè circa 250.000 Tep (1% del consumo annuale di energia primaria della Vallonia).

Inoltre nuovi progressi tecnologici lasciano intravedere l’arrivo prossimo della cogenerazione nella sfera residenziale. Sviluppi recenti propongono, infatti, microturbine, motori a combustione interna, motori Stirling e pile a combustibile di una potenza elettrica caratteristica prossima a 1 kW. Questi livelli di potenza permettono d’immaginare delle abitazioni unifamiliari equipaggiate ciascuna di una loro unità di cogenerazione. Tali evoluzioni sono di natura tale da sconvolgere profondamente l'attuale scenario energetico. In questo contesto, per dinamizzare un mercato ancora esitante, la Regione vallone ha lanciato il programma di attivazione di ricerche e sviluppo nel campo della cogenerazione: Cogénération, l’energie totale.

La ricerca di una migliore efficienza energetica e ambientale non è necessariamente in contrasto con lo sviluppo economico e non comporta alcunai perdita di competitività per le imprese. Anzi, l’Utilisation rationnelle de l’energie (Ure) può essere un fattore di progresso per le imprese consumatrici di energia e anche, certamente, un’opportunità di mercato per i produttori di energia e per i fornitori di materiali e servizi energetici. Cosciente di questa complementarità, la regione vallone basa il suo programma sulle due priorità seguenti.

Massimizzare la diminuzione delle emissioni di gas serra.
La Regione Vallone, attraverso questo programma di ricerca, intende promuovere e mettere in opera delle tecniche che potranno ridurre sensibilmente i consumi energetici e dunque le emissioni di gas serra ,in particolare la CO₂.

Promuovere la competitività delle imprese regionali.
Grazie agli sviluppi tecnologici necessari per raggiungere l’obiettivo globale di riduzione delle emissioni di gas serra, la Regione vallone intende migliorare la competitività delle imprese regionali in generale. La maggiore competitività deriverà dall'alleggerimento delle fatture energetiche e dalla penetrazione di alcune imprese in mercati nuovi o sottosfruttati, sia in Vallonia che all'esterno.
Per rispondere, con efficacia, a questi due obiettivi ambiziosi, il programma fissa quattro criteri principali per la selezione dei progetti che saranno proposti.

L’efficienza energetica e l’impatto ambientale.
La prima priorità del programma di azione della Regione vallone è l’efficacia energetica e ambientale. Uno sviluppo razionale della cogenerazione può, infatti, diminuire sensibilmente la quantità delle nostre emissioni di CO₂. Un’attenzione del tutto particolare sarà dunque rivolta al miglioramento del rendimento globale delle tecnologie esistenti. Ciò suppone, non solamente di massimizzare la frazione elettrica nella produzione cogenerata, ma anche di valorizzare la maggior parte del calore prodotto. Il miglioramento delle tecniche di valorizzazione del calore potrà anche essere oggetto di ricerche e di sviluppo nel quadro del programma di mobilitazione. Le installazioni di trigenerazione permettono, ad esempio, di produrre elettricità, calore per il riscaldamento in inverno, e freddo per la loro climatizzazione in estate. Ugualmente, i sistemi di riscaldamento a bassa temperatura possono valorizzare calore fortemente degradato fino a temperature dell’ordine di 30°C. Il programma sarà anche attento alle nuove tecnologie di produzione simultanea di elettricità e di calore che permettono, con una buona efficienza energetica, alla cogenerazione di prendere piede su nuovi mercati fino ad oggi riservati alla produzione separata. Si tratta, ad esempio, di motori Stirling, di pile a combustibile, di microturbine a gas, di micromotori a scoppio. Le altre emissioni atmosferiche delle unità di cogenerazione saranno prese anch’esse in considerazione in modo da migliorare le loro prestazioni ambientali globali.

Infine la cogenerazione può essere una soluzione per i problemi posti da alcuni processi industriali. Un’attenzione particolare sarà data a questi sviluppi tecnologici. Esempio: la valorizzazione energetica nelle unità di cogenerazione dei rifiuti organici, che siano di origine legnosa, agricola, agroalimentare o residenziale, permette di massimizzare il recupero di contenuto energetico di questa nuova "materia prima", dando soluzione nel contempo ad un grave problema di gestione di rifiuti.

Le prospettive di redditività e di affidabilità.
Il programma s’inscrive in un mercato aperto e liberalizzato. Una tecnica energetica che non presenta vantaggi economici a breve o medio termine non potrà essere sostenuta. Un’attenzione particolare sarà rivolta agli sviluppi che permettano di ridurre sostanzialmente i costi degli investimenti attuali. Inoltre, lo sviluppo della cogenerazione richiede una grande affidabilità dei gruppi di produzione combinata. Si svilupperanno quindi ricerche mirate a migliorare la disponibilità operativa delle unità di cogenerazione.

L’innovazione tecnologica.
E’ un fattore chiave di progresso e di riuscita economica. I progetti che apportano un contributo notevole alla realizzazione di nuove tecnologie utilizzate nella produzione simultanea di calore ed elettricità saranno accolti con interesse. L’efficienza energetica di queste innovazioni dovrà essere verificata e la ratio tra la produzione elettrica e termica sarà adattata a utilizzazioni potenziali.
La Regione vallone distingue parecchi tipi d’innovazione. Si può trattare di procedimenti totalmente nuovi che danno luogo a depositi di brevetti. L’innovazione può anche estendersi ad un livello più locale, nella misura in cui essa metta in opera una tecnologia inesistente in Vallonia ma già detenuta in altre parti del mondo. Si tratta allora piuttosto di progetti di dimostrazione, egualmente coperti da questo programma di mobilitazione. Infine, l’innovazione può consistere in un assemblaggio originale di varie tecniche esistenti separatamente che concorrerà a migliorare l’efficienza globale di un impianto di cogenerazione.

La valorizzazione in Regione vallone.
Appare chiaramente che la cogenerazione, tecnologia di scelta nella politica dell’utilizzazione razionale dell’energia, è anche di natura tale da partecipare allo sviluppo economico della Regione vallone mediante la creazione di ricchezza e occupazione che determinerà nella sua scia. Vi è un’opportunità per le imprese della regione di penetrare in certe nicchie di mercato poco o per nulla sfruttate fino ad oggi. Nuove soluzioni tecniche possono così completare o sconvolgere il mercato esistente della cogenerazione. Ugualmente, nuove offerte di servizi risponderanno ad un bisogno esistente o nuovo degli utilizzatori attuali o potenziali della cogenerazione. Il programma di mobilitazione sarà dunque attento all’impatto dei progetti sulla crescita economica nella Regione vallone, tanto sul mercato interno che esterno, nonché alla creazione di occupazione indotta da queste nuove attività. Il programma s’interesserà anche ai progetti che potranno colmare le carenze a livello della formazione dei professionisti della cogenerazione e particolarmente in tutti gli aspetti della manutenzione, della gestione e dei servizi dopo vendita.
Alfine di massimizzare l’efficacia di questo programma, la Regione vallone privilegia il sostegno alle ricerche e sviluppo nei tipi d’installazioni assenti o poco presenti sul mercato attuale.

Due grandi categorie di unità di cogenerazione sono, perciò, da esaminare:

Combustibili fossili, unità di cogenerazione dell’ordine di 100 kW o meno.
Il programma s’interesserà alle unità di cogenerazione di potenza elettrica inferiore a 100 kw, alimentate con combustibili fossili (nafta, metano). Può trattarsi di microturbine a gas, di motori a combustione interna di piccole potenze destinate alla microcogenerazione, di motori Stirling, di pile a combustibile. Questo limite di potenza corrisponde al livello sotto il quale diviene molto difficile trarre reddito, in tempo ragionevole, per un’unità di cogenerazione mediante le soluzioni tecniche classiche. Con questo limite di potenza, il programma intende apportare un contributo rilevante alla penetrazione di queste installazioni su nuovi mercati. Inoltre per le potenze superiori a 100 kW, i sistemi sono già provati tecnicamente e commercialmente. Non è dunque necessario incoraggiare con ricerche nuove lo sviluppo di questi mercati.

Combustibili rinnovabili o non convenzionali, unità di cogenerazione dell’ordine di 1 MW o meno.
Questo programma porterà tutta la sua attenzione alle unità di cogenerazione alimentate con combustibili rinnovabili o non convenzionali, la cui potenzq elettrica sia inferiore a 1 MW. Saranno ripresi in questa categoria le turbine a gas, i motori a combustione interna o esterna alimentati a gas da biometanizzazione o da gassificazione di materie organiche. In questo caso, il campo del possibile è praticamente vergine di ogni esperienza e vi si potrà operare con grandi prospettive, fino a livelli di potenza dell’ordine di 1 MW. Questo plafond corrisponde, peraltro, alla volontà della Regione di promuovere prioritariamente a piccola scala la valorizzazione sul sito di risorse locali.

Per ulteriori informazioni:
Alain Stéphenne, Direzione generale. delle Tecnologie, della ricerca e dell’energia
e-mail: A.Stephenne@ mrw.wallonie.be.
Il servizio è tratto da "Athena" (aprile 2000).