Taglio del nastro in Texas per l'impianto dimostrativo Supercritical Transformational Electric Power da 10 MW. Hamilton (SwRI): "Cambierà il modo in cui pensiamo alla produzione di energia"
Le dimensioni delle turbine a sCO2 sono 1/10 di quelle a vapore
(Rinnovabili.it) – Ha le dimensioni di un congelatore a pozzetto ed è in grado di alimentare 10mila case con il suo lavoro. È la turbina a CO2 supercritica da 10 MW realizzata per l’impianto pilota Supercritical Transformational Electric Power (STEP). Il Southwest Research Institute (SwRI), GTI Energy, GE e il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti hanno celebrato in questi giorni il taglio del nastro, inaugurando la centrale dimostrativa a San Antonio, in Texas. Il progetto, del valore di 155 milioni di dollari, ha un obiettivo preciso: dimostrare un nuovo metodo per la generazione di energia elettrica a maggiore efficienza e a basso costo.
“STEP cambierà senza dubbio il modo in cui pensiamo alla produzione di energia“, ha affermato Adam Hamilton, Presidente e CEO dell’Istituto. “È entusiasmante lanciare ufficialmente questo impianto pilota, che ospita una tecnologia potenzialmente rivoluzionaria sviluppata proprio qui a SwRI.“
Ad essere onesti, l’impiego di CO2 supercritica (sCO2) in ambito energetico non rappresenta una novità. Basti pensare ad alcune pompe di calore per acqua sanitaria ad alta efficienza già in commercio. E ormai da anni diversi progetti di ricerca e realtà industriali stanno cercando di utilizzare questo fluido nella generazione elettrica. Il motivo è presto detto: i cicli a sCO2 sono efficienti e flessibili, sia dal punto di vista dell’erogazione della potenza elettrica che del combustibile, permettendo di realizzare sistemi più compatti e meno complessi dal punto di vista impiantistico.
Turbina a CO2 supercritica, come funziona
Per capire come funzioni una turbina ad anidride carbonica supercritica è opportuno spiegare prima l’attenzione crescente su questo fluido. La sCO2 rappresenta lo stato in cui l’anidride carbonica vanta proprietà a metà strada tra un gas e un liquido. Ciò si verifica quando temperatura e pressione sono portate dalle condizioni standard (in cui la CO2 si comporta come un gas) fin sopra il punto critico. Ossia a 31,0 °C e 72,8 atm. A queste condizioni l’anidride carbonica si espande fino a riempire il suo contenitore come un gas ma mantenendo una densità simile a quella di un liquido. Il risultato è un fluido stabile, affidabile, economico, non infiammabile e facilmente disponibile.
Le sue speciali caratteristiche permettono di aumentare potenza ed efficienza nella generazione di energia a circuito chiuso. La tecnologia è compatibile con il solare termodinamico e il recupero del calore di scarto industriale. Sul fronte delle turbomacchine l’elevata densità della sCO2 consente di realizzare dispositivi estremamente compatti ed efficienti. Con le turbine a CO2 supercritica è possibile impiegare design più semplici con corpo a involucro singolo, rispetto alle turbine a vapore (che richiedono invece più stadi e involucri associati). In altre parole: stessa potenza, dimensioni ridotte.
La turbina ad anidride carbonica supercritica del progetto STEP, ad esempio, è grande solo un decimo delle turbine a vapore convenzionali delle centrali elettriche. E vanta un’efficienza del 10% superiore.
L’impianto Supercritical Transformational Electric Power
SwRI, GTI Energy e GE hanno avviato i lavori sul sito dimostrativo STEP il 15 ottobre 2018 e la costruzione dell’edificio è stata completata nel 2020. All’inizio di quest’anno l’impianto pilota ha messo in funzione per la prima volta il suo compressore con CO2 in condizioni di fluido supercritico. I lavori di messa in servizio proseguiranno fino all’inizio del prossimo anno.
L’impianto – spiega l’istituto in una nota stampa – rappresenta uno dei più grandi a livello mondiale mondo per la tecnologia delle turbine a CO2 supercitica. L’obiettivo principale? Migliorare l’efficienza, l’economia, la flessibilità operativa, i requisiti di spazio e le prestazioni ambientali di questa nuova tecnologia. I partner hanno collaborato alla progettazione dell’impianto, rendendolo adatto ad evolversi nel tempo per tenere il passo con i progressi del settore.
“Siamo entusiasti di collaborare con i nostri partner attraverso il progetto pilota STEP Demo per mostrare i vantaggi della tecnologia del biossido di carbonio supercritico per la produzione di energia”, ha affermato la Dott.ssa Paula A. Gant, Presidente e CEO di GTI Energy. “Questa innovazione è destinata a fornire vantaggi convenienti, altamente efficienti e trasformativi”.
