Energia dalla depurazione delle acque: primo impianto a Torino

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fonti energetiche alternative – Sarà il primo impianto di taglia industriale in Europa che consentirà di ottenere energia ad alta efficienza sfruttando la tecnologia delle celle a combustibile ad ossidi solidi (SOFC), il primo al mondo alimentato dal biogas ottenuto dalla depurazione delle acque, quello che verrà realizzato grazie al progetto europeo DEMOSOFC.

Il progetto è coordinato dal professor Massimo Santarelli del Dipartimento Energia del Politecnico di Torino e prevede un partenariato di 5 istituti di ricerca e aziende europei: Politecnico di Torino e Gruppo SMAT per l’Italia, l’azienda finlandese Convion Oy, produttrice di sistemi SOFC, il centro di ricerca finlandese VTT ed infine l’Imperial College of Science, Technology and Medicine (Londra).

Il progetto ha un budget complessivo di circa 5.9 milioni di euro, ed è finanziato dall’Unione Europea con 4.2 milioni di euro nell’ambito del programma Horizon 2020, piattaforma FCH-J (Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking).

L’impianto DEMOSOFC vedrà impiegati tre moduli fuel cell in grado di produrre in cogenerazione 175 kW elettrici e 90 kW termici, con un’efficienza elettrica del 53%.

Il sistema verrà installato nell’impianto di trattamento acque reflue di SMAT Collegno (Torino), dove attualmente il biogas è prodotto dalla digestione anaerobica dei fanghi di depurazione delle acque reflue urbane. L’impianto afuel cell garantirà la fornitura di circa il 30% del fabbisogno elettrico del sito (attualmente coperto interamente dallprodurre energia dall'acqua2a rete) e del 100% del fabbisogno termico.

L’impianto impiegherà la tecnologia SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), ovvero le celle a combustibile ad ossidi solidi che funzionano a circa 800°C e che possono essere alimentate anche direttamente a gas metano o a biogas. Le SOFC rappresentano la tecnologia più efficiente tra le varie tipologie di fuel cell disponibili.

DEMOSOFC prende avvio dai risultati del progetto SOFCOM, recentemente concluso e sempre coordinato dal Politecnico di Torino, che nasceva dalla necessità di rendere produttivo dal punto di vista energetico un processo necessario, cioè la depurazione delle acque di scarico. Un processo che, applicando il procedimento messo a punto dal progetto (che ha visto la realizzazione di un primo prototipo funzionante a scala ridotta), permette non solo di ottenere energia elettrica e calore (caratteristica di un sistema cogenerativo), ma anche altri due “prodotti”: acqua pulita e il ri-fissaggio del contenuto di Carbonio del combustibile primario (biogas) in forma di biomassa (alghe) che può essere reimpiegata.

Da un punto di vista di strategia energetica, il prototipo dimostra come i sistemi SFC (Smart Fuel Cell) possano rappresentare una importante chiave di volta per i sistemi energetici del futuro, basati su combustibili rinnovabili, altissima efficienza di conversione elettrica e recupero totale delle sostanze utilizzate (carbonio, idrogeno, ossigeno), potenzialmente tendenti a realizzare un concetto dipoli-generazione(heat&power + chemicals).

DEMOSOFC si propone di portare la tecnologia sviluppata da SOFCOM alla scala industriale, fornendo un prodotto/processo pronto per la commercializzazione.

Al momento i componenti utilizzati nel processo vengono prodotti principalmente da aziende tedesche, inglesi, italiane, americane e giapponesi, quindi appare evidente il forte interesse industriale su questo nuovo mercato che, grazie anche alle sinergie messe in atto dallaAgenzia europea FCH JU, pone in prima linea la collaborazione tra l’Accademia e l’Industria. A livello di utilizzo finale, questa specifica applicazione tecnologica trova la sua collocazione principale negli impianti per il trattamento delle acque reflue. Attualmente sono già in funzione degli impianti similari soprattutto in  California. Tali impianti però utilizzano gas naturale (principalmente metano) e non biogas (gas che deriva dal trattamento delle acque la cui composizione è varabile) considerato fino ad oggi come scarto di questi impianti. Proprio questo elemento innovativo, unitamente all’aspetto ecologico, rende il progetto DEMOSOFC strategico per l’Europa i cui risultati attesi potranno essere replicabili e facilitare così lo sviluppo ed il consolidamento del settore industriale e scientifico afferente.

25 settembre 2015

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