¿Qué es la cogeneración?
La cogeneración, también llamada CHP, del acrónimo inglés Combined Heat and Power, es el proceso de producción combinada de energía eléctrica (y/o mecánica) y calor. Este proceso se lleva a cabo aprovechando una única fuente de energía primaria, es decir, el mismo combustible, que puede ser gas natural, gases especiales, biogás, biometano o hidrógeno.
El gas natural es un combustible resultante de la descomposición anaeróbica de materia orgánica que puede encontrarse en la naturaleza en estado fósil o en su estado natural en depósitos exclusivamente gaseosos;
Los gases especiales son gases recuperados durante los procesos de extracción de petróleo y procesamiento de carbón (gas de petróleo asociado o APG);
El biogás es un combustible natural que se obtiene por digestión anaeróbica de residuos orgánicos de origen vegetal o animal;
El biometano es un gas derivado del biogás, que ha sido sometido a un proceso de refinado y purificación, denominado upgrading;
El hidrógeno, y en particular el hidrógeno verde, es un gas producido a través de la electrólisis del agua alimentado por energía procedente de fuentes renovables.
¿Cómo funciona un cogenerador?
Un proyecto de cogeneración puede variar de configuración dependiendo del gas utilizado como combustible:
En el caso del biogás, la planta consta de dos partes: la parte de la digestión anaeróbica, donde tiene lugar la propia producción de biogás (constituida por uno o varios digestores), y la parte de transformación del biogás en energía, es decir, la propia planta de cogeneración.
En el caso del gas natural, en cambio, no se necesitan tecnologías aguas abajo de la planta de cogeneración, ya que el gas se toma directamente de la red nacional.
Independientemente del tipo de gas utilizado, las plantas de cogeneración generalmente consisten en un motor de ocho tiempos, que produce energía mecánica y la transmite a un alternador para generar electricidad en baja tensión, que luego se transforma en media tensión. La recuperación de calor se produce en dos frentes: del agua de refrigeración del motor, a través de un intercambiador de placas que permite obtener agua a alta temperatura, y de los gases de escape que, al estar cerca de los 400 °C, pueden aprovecharse para producir agua caliente, agua sobrecalentada, vapor o aceite diatérmico a través de una caldera en lugar de utilizarse tal como están en el proceso de producción.
El grupo de cogeneración es el corazón del proyecto y la eficiencia de la planta depende de su calidad y fiabilidad, tanto en términos de rendimiento energético como económico global.
Technologies and operating process of a cogenerator
Technologies and operating process of a biogas CHP plant
Cogeneración: ventajas y beneficios
La cogeneración representa una opción idónea para todos aquellos sectores industriales, terciarios y de servicios en los que existen realidades intensivas en energía, caracterizadas por un alto consumo de electricidad y calor, o realidades que producen materiales residuales que pueden aprovecharse. Las ventajas son numerosas:
La eficiencia de uso del combustible de partida aumenta hasta en un 85 %;
Se producen menos emisiones de CO2 y de gases de efecto invernadero. Además, si la producción de energía es a través de biogás o biometano, el CO2 emitido es de origen agrícola, por lo que las emisiones de CO2 fósil son nulas y el impacto climático es nulo;
Los sistemas de cogeneración son resilientes e independientes, es decir, pueden operar de forma aislada, desconectados de la red, por lo que son ideales en zonas frecuentemente afectadas por apagones o donde existen redes con bajo rendimiento;
Cuando se integra en una planta de biogás, la cogeneración mejora los materiales de desecho y permite la producción de energía renovable;
La cogeneración garantiza un importante ahorro en la factura, ligado a la racionalización del uso del combustible de partida y la autoproducción de la energía restante;
En algunos países se añaden incentivosal ya considerable ahorro económico: en Italia, por ejemplo, existen tanto certificados blancos de eficiencia energética como incentivos emitidos por la GSE para la producción de energía renovable.
Una garantía de eficiencia energética y sostenibilidad
Una planta de cogeneración es una opción más eficiente desde el punto de vista energético que la producción separada de electricidad y calor. Una empresa, para satisfacer las necesidades eléctricas y térmicas de sus procesos productivos, utiliza tradicionalmente centrales termoeléctricas y calderas, con consecuencias tanto en el consumo como en los costes energéticos. De hecho, en las centrales eléctricas convencionales una parte de la energía térmica no se convierte realmente sino que se dispersa en el medio ambiente. Sin embargo, con la cogeneración, el calor residual se aprovecha y se utiliza para calefacción u otros usos.
La eficiencia del proceso se traduce también en la reducción de los costes de facturación y la reducción de las emisiones de CO2: esta última es una de las razones por las que la cogeneración es también una apuesta de sostenibilidad. Cuando los combustibles utilizados son biogás, biometano o hidrógeno verde, producidos a partir de matrices residuales como efluentes zootécnicos, lodos de depuración de aguas residuales, la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (RSU), residuos agroindustriales u otros residuos de cultivos, la cogeneración permite valorizar residuos materiales, que a partir de los residuos se convierten en un recurso apto para la producción de energía renovable.
Un análisis en profundidad
