Grazie alla CO2 supercritica è possibile sviluppare centrali elettriche più compatte e meno complesse
(Rinnovabili.it) – Oltre 18 milioni di euro di budget. 21 partner coinvolti, tra università, imprese e enti di ricerca, provenienti da 11 Paesi europei. Quattro anni di tempo per raggiungere l’obiettivo. Questi i numeri che inquadrano CO2OLHEAT, progetto di ricerca finalizzato a dimostrare i vantaggi della CO2 supercritica (sCO2) nella valorizzazione del calore di scarto industriale. L’iniziativa, che vede coinvolte diverse realtà italiane tra cui l’ENEA e il Politecnico di Milano, nasce sotto l’ala di Horizon 2020. E mira a mettere a frutto le conoscenze del consorzio provenienti da precedenti progetti sulla sCO2.
Grazie alla sua stabilità chimica, il basso costo, l’ampia disponibilità ed affidabilità, la CO2 supercritica rappresenta un fluido di lavoro ideale, in grado di apportare miglioramenti sostanziali in diversi processi di generazione elettrica. Il nuovo progetto impiegherà questa tecnologia per ottimizzare lo sfruttamento dell’energia termica dispersa. Nel dettaglio i partner dimostreranno la fattibilità del primo impianto di sCO2 in Europa su scala MW per la trasformazione del calore di scarto in elettricità, in alternativa alle più tradizionali soluzioni con vapore o Ciclo Rankine Organico.
“Gli impianti a sCO2 – sottolinea Giuseppe Messina, ricercatore ENEA e responsabile del progetto CO2OLHEAT per l’Agenzia. – possono superare i limiti della tecnologia attuale”. Ciò si traduce in una minore complessità e quindi in costi inferiori rispetto agli impianti a vapore. Ma anche in una “maggior efficienza per lo sfruttamento di calore industriale a temperatura più alta e minori vincoli legati alla sicurezza per il rischio di infiammabilità rispetto agli impianti a fluido organico”.
Come funziona la CO2 supercritica
La sCO2 rappresenta lo stato in cui l’anidre carbonica adotta proprietà a metà strada tra un gas e un liquido. Ciò si verifica quando temperatura e pressione sono portate sopra il suo punto critico (31,0 °C e 72,8 atm). Le sue speciali caratteristiche permettono di aumentare potenza ed efficienze nella generazione di energia a circuito chiuso. E di conseguenza è possibile sviluppare centrali elettriche più compatte e meno complesse dal punto di vista impiantistico con una ampia gamma di applicazioni finali (chimica, acciaio, vetro, cemento, ceramica).
“I cicli a sCO2 sono efficienti e flessibili, sia dal punto di vista dell’erogazione della potenza elettrica che del combustibile”, spiega Eugenio Giacomazzi, responsabile Laboratorio ENEA di Ingegneria dei processi e dei sistemi per la decarbonizzazione energetica. “Sostituire gli impianti tradizionali con tecnologie di generazione elettrica basate sulla sCO2 rappresenta una grande opportunità per il raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico 2030/50, in piena sinergia con le strategie di utilizzo dell’idrogeno nei settori hard-to-abate”, aggiunge Messina.
L’impianto pilota in Repubblica Ceca
Nel contesto di CO2OLHEAT, l’agenzia nazionale partecipa trasversalmente a quasi tutte le attività del progetto, occupandosi dell’elaborazione di analisi tecnico-economiche di scenario. Lo scopo è definire il modello, le caratteristiche e i requisiti che dovrà possedere l’impianto pilota. Inoltre, è leader del task per l’identificazione dei potenziali mercati per l’applicazione della tecnologia.
Dopo la fase preliminare dedicata allo studio e all’analisi, il consorzio svilupperà un sistema sperimentale da 2MW elettrici integrato nel cementificio CEMEX a Prachovice, nella Repubblica Ceca. Qui la CO2 supercritica sarà impiegata in un ciclo di valorizzazione del calore di scarto con temperature di circa 400°C. l progetto prevede anche sei siti di replicazione virtuale in diversi paesi: industrie per la produzione di vetro (Turchia), alluminio (Grecia), acciaio (Spagna), un inceneritore (Belgio), un impianto di generazione elettrica (Francia) e uno solare (Spagna).