Alimentare la transizione energetica con microturbine a gas
Le turbine a gas sono utilizzate in numerose applicazioni, dai motori degli aerei ai generatori di elettricità su larga scala. Il loro funzionamento è relativamente semplice: il gas ad alta pressione e temperatura che si espande attraverso la turbina fa girare una ruota a pale, generando così energia per azionare un compressore interno e un generatore elettrico esterno. «Di recente è cresciuto l’interesse per il potenziale delle microturbine a gas (MGT)», afferma il membro del progetto NextMGT(si apre in una nuova finestra) Jafar Al-Zaili, docente senior di Potenza e propulsione presso la City University di Londra(si apre in una nuova finestra) nel Regno Unito. «Stiamo parlando di qualsiasi cosa al di sotto dei 500 kW». Uno dei motivi è il potenziale delle MGT nel facilitare i sistemi energetici distribuiti. L’idea è che, invece di avere una centrale elettrica centralizzata, unità di potenza più piccole potrebbero fornire in modo più efficiente l’energia, e anche il calore, più vicino agli utenti finali. Questa vicinanza ridurrebbe le perdite di trasmissione e consentirebbe la produzione simultanea di elettricità e di energia termica, chiamata cogenerazione. Inoltre, le loro dimensioni compatte e la loro flessibilità operativa consentono cicli di avvio e spegnimento rapidi, riducendo così al minimo il tempo di risposta tra le fluttuazioni della domanda e la produzione di energia.
Far progredire la tecnologia MGT e identificare le opportunità
NextMGT, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), si è proposto di far progredire la tecnologia delle MGT e di identificare opportunità di mercato. Una sfida è rappresentata dal fatto che le MGT sono costose a causa delle economie di scala. Il progetto si è quindi concentrato tanto sui limiti economici quanto sui punti di forza tecnologici. A tal fine, il progetto ha riunito 15 ricercatori nella fase iniziale della loro carriera (ESR) per studiare le MGT da diversi punti di vista. Alcuni ricercatori hanno esaminato il potenziale di integrazione delle MGT con l’accumulo di energia, mentre altri hanno studiato la combustione, le emissioni e le considerazioni ambientali. Le attività degli ESR hanno riguardato anche le potenziali soluzioni per le apparecchiature di piccole dimensioni e l’integrazione con componenti innovativi. Sono state esaminate anche la gestione della proprietà intellettuale e la commercializzazione. «La ricerca sulla modellazione economica, la politica e la regolamentazione sono state al centro di questo progetto», osserva. «Volevamo davvero capire come migliorare la penetrazione di questa tecnologia nel mercato».
Forte rete di formazione accademica e industriale
Una conclusione generale fondamentale tratta da questo lavoro è che c’è spazio sul mercato per le MGT. La domanda di questa tecnologia dipenderà tuttavia dalla politica e da come avverrà la transizione verso la decarbonizzazione della nostra economia. «Abbiamo fatto progressi anche dal punto di vista tecnico, ad esempio con la combustione di carburanti alternativi», aggiunge l’autore. «Le turbine a gas sono adatte a questo genere di cose, perché sono molto flessibili». Un altro importante successo è stato l’elemento formativo del progetto. I 15 ESR hanno beneficiato della forte rete di formazione che li circonda, trascorrendo del tempo in diverse istituzioni e aziende. Hanno conseguito il dottorato di ricerca e sono andati a lavorare nel mondo accademico e industriale.
Il potenziale dell’idrogeno e dell’IA
NextMGT ha aperto nuove strade di indagine e ha ispirato il team del progetto a candidarsi per un progetto di formazione successivo. In caso di successo, i temi chiave della ricerca saranno probabilmente influenzati dall’evoluzione delle priorità politiche. L’idrogeno, ad esempio, sta diventando un tema molto importante. Le MGT sono naturalmente adatte a bruciare idrogeno, che può essere utilizzato come vettore energetico per articolare la futura catena di approvvigionamento energetico. Un’altra area di interesse sarà probabilmente l’IA, che ha un enorme potenziale in termini di miglioramento dell’efficienza dei sistemi. «Probabilmente queste saranno due aree di interesse per il futuro», afferma il ricercatore.
