Trigenerazione in ospedale: l’esempio di Borgo Trento

Decidere di installare un impianto di trigenerazione in un ospedale può essere una scelta utile per fare efficienza energetica in sanità, ambito che ha costi di gestione sempre più elevati. Un documento della Camera annota che nel 2020 la spesa sanitaria ha raggiunto una cifra superiore ai 123 miliardi (+6,7% rispetto al 2019). Secondo alcune stime, le spese per l’energia incidono per circa il 5% sul fatturato del mondo sanitario.

Perché un impianto di trigenerazione può venire incontro ai bisogni di una struttura ospedaliera per fare efficienza?  «La produzione integrata di energia elettrica e termica tipica dei processi trigenerativi (CHCP) si sposa perfettamente con le esigenze energetiche di un ospedale. Nei sistemi trigenerativi si utilizza il calore prodotto dal motore endotermico (il generatore di energia elettrica), altrimenti perso nel periodo estivo, producendo energia frigorifera sfruttata per le necessità di raffrescamento, aumentando l’efficienza globale del sistema», risponde Andrea Toselli, Responsabile Sviluppo Progetti Partenariato Pubblico Privato presso Carbotermo. La stessa società ha realizzato a Verona un impianto di questo tipo presso l’Ospedale civico maggiore di Borgo Trento. Tale complesso è parte integrante della Azienda ospedaliera universitaria integrata della città scaligera che è uno dei più grandi plessi ospedalieri d’Italia dotata di circa 1.500 posti letto suddivisi nelle due sedi di Borgo Trento e Borgo Roma, entrambe situate a pochi chilometri dal centro cittadino. Carbotermo, tra l’altro, si è anche occupata della riqualificazione energetica del plesso di Borgo Roma.

In entrambi i casi i miglioramenti sono stati sostanziali, anche a livello ambientale. Basti pensare che, solo in termini di emissioni di CO₂ evitate, a Borgo Trento si sono raggiunte le 9.813 ton/anno mentre nell’altro plesso sono 2.636 ton/anno.

Trigenerazione in ospedale: perché è una scelta vincente

L’impianto di trigenerazione in ospedale produce energia elettrica, frigorifera e termica (sotto forma di vapore ed acqua calda), aumentando l’efficienza energetica della centrale e l’autonomia generativa della struttura ospedaliera. Come diventa vantaggiosa la trigenerazione? Bisogna pensare innanzitutto che l’energia elettrica è generata, prevalentemente, mediante apparecchiature ad azionamento termico. Solo una parte dell’energia termica fornita è convertita in energia elettrica, il resto di solito è dissipato in atmosfera sotto forma di calore. Circa il 70% dell’energia primaria impiegata viene dispersa. Nel caso dei sistemi di cogenerazione, essi sono pensati per generare energia elettrica e calore a temperature ideali per il riscaldamento ambientale di edifici o a essere impiegati in processi industriali. Ma se in quest’ultimo caso il cogeneratore impiega in loco tutta l’energia elettrica prodotta e anche il calore di recupero, nel settore terziario il calore disponibile andrebbe quasi del tutto perso, se non fosse possibile un suo proficuo impiego in un gruppo frigorigeno ad assorbimento, ossia mediante assorbitori. Ed è qui che entra in gioco la trigenerazione che conta proprio su questi dispositivi che, a fronte di energia termica immessa sotto forma di acqua calda a temperature anche sino a 95°C, rendono energia frigorifera sotto forma di acqua refrigerata con temperature minime sino a 5,5°C. Il vantaggio offerto dagli assorbitori, in termini di effetto ambientale, va ritrovato nel fatto che per il loro azionamento viene utilizzato calore altrimenti perso, ossia calore che ha già scontato la generazione di CO2.

La trigenerazione sfrutta il calore per il raffrescamento oltre che per il riscaldamento ambientale e la produzione di acqua calda sanitaria, migliorando sostanzialmente l’economicità del sistema. «Si tratta di una soluzione ideale specie per un ospedale, che è la struttura tra le più energivore esistenti, in quanto necessita di mantenere determinate temperature d’estate e d’inverno, per garantire le migliori condizioni per i pazienti presenti, garantendo ottimali condizioni di comfort e di clima indoor 24 ore su 24 tutto l’anno».

Il caso pratico di Borgo Trento

A proposito di trigenerazione in ospedale e all’impianto di Carbotermo a Borgo Trento, specifica la stessa azienda, i lavori iniziati nel 2018 e completati nel 2020 hanno visto la realizzazione di una nuova centrale termica/cogenerativa in cui sono stati installati il nuovo cogeneratore da 2.000 kWe, una nuova caldaia a condensazione da 10 MW e la nuova cabina elettrica di trasformazione a servizio del cogeneratore.

Il nuovo cogeneratore è del tipo a motore a combustione interna, alimentato a gas metano, e produce sia energia elettrica che energia termica, sotto forma di vapore ed acqua. Il cascame energetico a bassa temperatura viene utilizzato per produrre acqua calda, mentre i fumi in uscita dal motore vengono inviati alla caldaia di recupero e transitano attraverso una serie di filtri catalizzatori per limitare la produzione di sostanze inquinanti controllate da un sistema di analisi dei fumi in continuo. Durante il periodo estivo, il vapore prodotto con l’utilizzo nel nuovo cogeneratore viene convogliato, grazie a un sistema di valvole motorizzate, verso il nuovo gruppo frigorifero ad assorbimento, oppure verso il nuovo collettore vapore che raccoglie il vapore prodotto dai cogeneratori e lo riporta al collettore vapore presente nel locale centrale termica.

Nella vecchia centrale termica sono stati sostituiti i vecchi generatori a vapore con caldaie a vapore più efficienti e sono stati eseguiti lavori di efficientamento al motore cogenerativo esistente da 800 kWe oltre alla caldaia collegata al recupero calore dei fumi di scarico. Questi interventi hanno permesso di ovviare all’impiego di vapore come fluido termovettore primario principale effettuando lo scambio termico in centrale per alimentare gli impianti di riscaldamento ad acqua calda.

Freddo efficiente in ospedale

All’interno dell’esistente locale centrale frigorifera, un gruppo frigorifero è stato sostituito con un frigorifero ad assorbimento alimentato dal vapore prodotto del nuovo cogeneratore. Questo nuovo gruppo frigo ad assorbimento è dotato di una nuova torre evaporativa e sono stati realizzati i collegamenti acqua refrigerata ai collettori di distribuzione che servono l’intero ospedale.

«La scelta di Carbotermo è stata centralizzare la produzione del freddo col fluido prodotto dal sistema di trigenerazione e di sostituire i gruppi frigo condensati ad aria con gruppi condensati ad acqua», specifica ancora Toselli. Il motivo del passaggio all’acqua è dettato dal fatto che «utilizzare come fluido di scambio acqua anziché aria permette di aumentare notevolmente il coefficiente di prestazione della parte delegata alla refrigerazione. Ciò è possibile perché l’acqua utilizzata per lo scambio termico ha una temperatura sempre costante e non risente della temperatura esterna, come invece accade con un impianto aria-aria. L’efficienza assai più elevata richiede meno energia elettrica per il gruppo frigorifero», conclude Toselli.