Progetto europeo DEMOSOFC per produrre energia dalla depurazione delle acque

E’ stato presentato nei giorni scorsi il progetto europeo DEMOSOFC che, coordinato dal professor Massimo Santarelli del Dipartimento Energia del Politecnico di Torino, 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).

In particolare DEMOSOFC sarà il primo impianto di taglia industriale in Europa alimentato dal biogas ottenuto dalla depurazione delle acque che consentirà di ottenere energia ad alta efficienza sfruttando la tecnologia delle celle a combustibile ad ossidi solidi (SOFC), che funzionano a circa 800°C e che possono essere alimentate anche direttamente a gas metano o a biogas. Saranno 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 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.  

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.

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

Commenta il coordinatore Massimo Santarelli: “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: 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%. Sul piano del recupero di calore, i numeri collocano il sistema SOFC in una posizione analoga a quella dei motori di pari taglia. Quindi, l’interesse energetico è molto rilevante. Nel contempo, queste tecnologie sono molto più competitive anche in termini di emissioni contaminanti (aspetto ecologico). Resta aperta la questione del costo di investimento di queste nuove tecnologie: trattandosi di una tecnologia non ancora matura e poco presente, in forma per lo prototipale, la convenienza economica rispetto alle installazioni CHP concorrenti è ancora non assicurata poiché legata al costo elevato di avvio impianto. Quindi, come è accaduto per altre applicazioni (si pensi, per esempio, al fotovoltaico) occorre l’ingresso incisivo nei mercati perché si passi dalla fase dimostrativa all’impianto consolidato nella pratica industriale, mediante l’aumento della produttività e, di conseguenza, la progressiva riduzione dei costi (sia di fabbricazione dei singoli moduli che della gestione dell’intero apparato). Proprio per accelerare questa fase risulta quindi strategico l’intervento della Agenzia FCH JU che eroga contributi a progetti di particolare interesse per la Società, l’Industria e l’Accademia europea. Infatti progetti come DEMOSOFC nascono con l’intento sia di approfondire le conoscenze sull’utilizzo industriale di questi dispositivi innovativi ad alto rendimento (le SOFC), sia di dimostrarne i considerevoli vantaggi energetici ed ambientali, promuovendo, al contempo, la diffusione della produzione industriale in scala  con la conseguente riduzione dei costi di avvio impianto rispetto ad oggi, quando questi componenti vengono prodotti solo su commessa”.

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