Come produrre energia con il calore di scarto dei processi industriali

E se il calore disperso nell’ambiente dai processi industriali energivori potesse essere utilizzato per produrre energia? È l’idea da cui parte POWHER, progetto di ricerca finanziato dal PNRR nell’ambito dei Progetti di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale. Il progetto è coordinato dal professor Andrea Spinelli e dalla professoressa Lisa Branchini.
“Valorizzare il calore di scarto dell’industria è cruciale per un futuro energetico sostenibile”, spiegano i due coordinatori. “POWHER mira a trasformare questo potenziale in realtà con soluzioni innovative”.
Settori energivori come quelli del vetro, dei cemento, dei metalli, della carta e il settore alimentare disperdono nell’ambiente notevoli quantità di calore: una risorsa trascurata che si stima essere pari al 5% del fabbisogno elettrico totale dell’Unione Europea. Ciò equivale al consumo elettrico di 20 milioni di famiglie o alla produzione di 19 centrali di grande potenza.
Il progetto POWHER punta a sfruttare questo potenziale con un approccio basato sui cicli di Rankine a fluido organico: una tecnologia simile ai tradizionali cicli a vapore che viene utilizzata per la produzione di energia da fonti di calore con temperature che vanno da basse a medio-alte. Sfruttando la vaporizzazione di un fluido organico al posto dell’acqua, l’utilizzo dei cicli di Rankine consente la realizzazione di impianti più semplici ed economici e con buoni rendimenti di conversione.
Il gruppo di ricerca si concentrerà in particolare sull’implementazione dei Partial Evaporation Organic Rankine Cycles: una versione innovativa dei cicli di Rankine a fluido organico che, puntando ad una non completa evaporazione del fluido organico, potrebbe portare ad un incremento fino al 30% dell’efficienza degli impianti.
“Gli studi, sia teorici che sperimentali, punteranno a superare gli ostacoli che finora hanno impedito l’adozione di questa tecnologia: lo sviluppo di turbine efficienti per fluidi bifase e l’ottimizzazione delle strategie di controllo degli impianti”, aggiungono Spinelli e Branchini.
Le attività sperimentali avranno luogo presso il Test Rig for Organic VApors del Politecnico di Milano e presso il banco prova micro-ORC installato nel Laboratorio di Tecnologie di Micro-generazione dell’Università di Bologna.