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Industrial Thermal Energy Recovery Conversion and Management

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Che si tratti del calore di una giornata estiva o del calore rovente della lava, il calore residuo industriale non sarà più sprecato

Il calore residuo industriale ha origine da tante diverse fonti e ciò si traduce in enormi intervalli di temperature di esercizio a cui si devono adattare la tecnologia di recupero e di riutilizzo del calore residuo. L’innovazione finanziata dall’UE offre soluzioni per tutti e l’elevato potenziale di mercato di questa soluzione sta facendo notizia.

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Le normative in materia di energia stanno diventando sempre più rigorose con l’obiettivo di ridurre le emissioni e potenziare la sostenibilità e la sicurezza energetica. I sistemi di recupero del calore residuo sono in grado di compensare l’energia necessaria alle industrie per svolgere i loro processi e, se non richiesta, la possono anche convogliare a reti elettriche o di distribuzione del calore. Il progetto I-ThERM, finanziato dall’UE, si è prefissato di sviluppare soluzioni innovative di tipo plug-and-play per il recupero e la conversione del calore residuo, caratterizzate da potenziali di recupero energetico che coprono uno spettro di temperature da 70 a 1 000 °C. Queste tecnologie aiuteranno l’Europa a ridurre il suo consumo energetico di matrice industriale e le emissioni, migliorandone allo stesso tempo la posizione concorrenziale in diversi settori e sul vasto mercato globale del recupero del calore residuo.

Un ventaglio di prodotti plug-and-play

Savvas Tassou, coordinatore del progetto e direttore dell’Istituto delle energie del futuro presso l’Università Brunel di Londra, spiega: «Il progetto I-ThERM ha concepito due tecnologie di recupero del calore per temperature di esercizio comprese tra i 200 e i 1 350 °C e ha sviluppato due tecnologie per la trasformazione del calore in elettricità con temperature di esercizio comprese tra i 70 e i 1 000 °C. Tutte e quattro le tecnologie sono coadiuvate dal monitoraggio continuo dei parametri chiave di prestazione e dalla regolazione automatica in tempo reale». Il progetto ha inoltre aggiornato la serie di strumenti EINSTEIN, che permette l’analisi rapida della fattibilità e degli aspetti economici del recupero e dell’utilizzo del calore residuo per l’inclusione delle tecnologie di I-ThERM. L’economizzatore a condensazione con tubi di calore (200-500 °C) di I-ThERM è progettato per aumentare l’efficienza del recupero del calore proveniente da caldaie o altri fumi di combustione. Il dispositivo è in grado di recuperare il 10-25 % in più di energia rispetto agli economizzatori senza condensazione ed è particolarmente adatto a scarichi «sporchi» o acidi presenti nell’industria petrolchimica, cementiera, vetraria, siderurgica e alimentare. L’industria siderurgica potrebbe trarre enormi vantaggi dal sistema a tubi di calore piatti (FHPS, Flat Heat Pipe System) concepito per recuperare il calore radiante dal raffreddamento di prodotti su un nastro trasportatore a partire da una temperatura di 1 350 °C fino ad arrivare a 300 °C. Il sistema a ciclo flash trilaterale (TFC, Trilateral Flash Cycle) è adatto alla conversione calore-elettricità da flussi di calore residuo a bassa temperatura (70-200 °C), presenti soprattutto nell’industria di alimenti e bevande, della carta e della pasta di carta, petrolchimica e metallurgica. Il sistema TFC favorisce un maggiore potenziale di recupero del calore e una produzione energetica superiore per unità di calore immessa rispetto ai sistemi tradizionali a ciclo Rankine a fluido organico. Infine, Tassou afferma, «il ciclo di trasformazione calore residuo-elettricità a CO2 supercritica (sCO2) è una tecnologia unica nonché il primo sistema completo a essere funzionante in Europa. Questa tecnologia interviene sul calore residuo ad alte temperature (400-1 000 °C) nell’industria siderurgica, cementifera, vetraria e petrolchimica. La produzione di energia elettrica delle tecnologie a TFC e a CO2 supercritica ammonta rispettivamente a 100 kilowatt elettrici (kWe) e 50 kWe.

L’innovazione che si fa notare

Tre delle quattro tecnologie sono state selezionate dal Radar dell’innovazione della Commissione europea, che individua le soluzioni innovative più promettenti e le menti innovatrici che le hanno create, fornendo loro la consulenza di esperti affinché approdino sul mercato. Il suo obiettivo è quello di «creare un flusso constante di aziende tecnologiche promettenti capaci di trasformarsi nei futuri campioni industriali» e il consorzio di I-ThERM è tra questi. Savvas conclude affermando: «Le tecnologie a condotti termici piatti, a ciclo flash trilaterale e a CO2 supercritica sono una novità assoluta, attualmente non hanno concorrenti diretti e sono state riconosciute dal Radar dell’innovazione per il loro elevato potenziale di mercato. Il progetto ha già attirato un grande interesse nelle tecnologie a ciclo flash trilaterale e a CO2 supercritica a livello europeo». Per numerose industrie in Europa e non solo, il termine «residuo» potrebbe presto suonare fuorviante.

Parole chiave

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