Come trarre energia dalla depurazione delle acque: il progetto DEMOSOFC

depurazione delle acque

Si tratta del primo sistema in Europa di taglia industriale per trasformare il processo di depurazione in risorsa, grazie al contributo di una cella a combustibile ad alta efficienza.

L’energia nasce dal processo di depurazione delle acque: questo il significato ultimo del progetto europeo DEMOSOFC, coordinato dal Politecnico di Torino, che consentirà la realizzazione del sistema all’interno dell’impianto SMAT di Collegno (TO). L’impianto permetterà di ottenere energia ad alta efficienza sfruttando la tecnologia delle celle a combustibile ad ossidi solidi (SOFC) e sarà il primo al mondo alimentato dal biogas ottenuto dalla depurazione delle acque.

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.

Il concetto (virtuoso) alla base del sistema

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, ovverosia la depurazione delle acque di scarico. Un processo che, applicando il procedimento messo a punto dal progetto 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.

Come funziona

Partendo dal biogas – un combustibile rinnovabile – si procede alla separazione dello zolfo e di altri contaminanti, per poi avviare la reazione negli elettrodi di cella che permette di produrre energia elettrica ad alta efficienza (fino al 50% quando di solito a pari condizioni di taglia una macchina termica si attesta intorno al 30-35%). Il sistema è cogenerativo, in quanto consente inoltre il parziale recupero del calore prodotto dalla cella.

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 sarà installato nell’impianto di trattamento acque reflue di SMAT Collegno, dove attualmente il biogas è prodotto dalla digestione anaerobica dei fanghi di depurazione delle acque reflue urbane. L’impianto a “fuel cell” garantirà la fornitura di circa il 30% del fabbisogno elettrico del sito (attualmente coperto interamente dalla rete) e del 100% del fabbisogno termico.

“Questo progetto vuole rappresentare un caso emblematico, su taglia industriale, che renda evidente agli operatori del settore ed alla società nel suo complesso i vantaggi energetici delle celle a combustibile – afferma il coordinatore Massimo Santarelli  -, infatti, dal confronto di un impianto SOFC con i principali competitori, utilizzati nella quasi totalità dei contesti industriali, ovvero ICE (Internal Combustion Engine, motore a combustione interna) e GT (Gas Turbine, turbina a gas), nell’ambito di taglie inferiori al MW, si profilano efficienze elettriche dell’ordine del 53% rispetto a valori che oscillano tra il 35 – 38% e il 30 – 35%”.


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