Enea è coordinatore del progetto “SO-FREE”, nato con l’obiettivo di sviluppare un sistema di cogenerazione innovativo con celle a combustibile in grado di operare con idrogeno in miscela, per produrre energia elettrica e calore “carbon free”, favorendo la penetrazione delle energie rinnovabili e riducendo le emissioni di gas serra. Al progetto partecipano anche altri otto partner tra industrie e istituzioni di ricerca che mirano a realizzare una nuova generazione di celle a combustibile ad ossidi solidi in grado di operare con diverse miscele di gas combustibili (biogas e miscele di gas naturale e idrogeno) per la produzione di energia elettrica e calore in modo efficiente, a zero emissioni e flessibile.
“Nei moderni sistemi di celle a combustibile SOFC-microCHP in commercio, il gas naturale è il principale combustibile utilizzato. Tuttavia, per favorire una maggiore produzione e l’uso di energia pulita, sfruttando al tempo stesso le infrastrutture esistenti per la distribuzione del gas naturale, è essenziale poter utilizzare miscele di gas naturale con gas da fonti rinnovabili, come idrogeno verde e biogas – sostiene Viviana Cigolotti, responsabile del Laboratorio Enea di Accumulo di energia, batterie e tecnologie per la produzione e l’uso dell’idrogeno – Con questo progetto intendiamo contribuire allo sviluppo di una delle tecnologie più promettenti per la produzione di elettricità e la cogenerazione di calore, sviluppando due sistemi SOFC-CHP basati su moduli a celle a combustibile di due produttori diversi e rendendoli intercambiabili”.
I test dei nuovi sistemi saranno effettuati in contesti residenziali, all’interno di un’unità abitativa sperimentale presso la sede di un partner del progetto (IEN – Institute of Power Engineering) e avranno lo scopo di valutarne il funzionamento, la produzione di energia elettrica e il calore in funzione delle diverse miscele di gas utilizzate.
Il progetto “SO-FREE” è finanziato nell’ambito del Programma Horizon 2020 della Commissione europea e si articola in diverse fasi:
- studio degli effetti dei diversi combustibili sul funzionamento di sistemi ad ossidi solidi a varie temperature di esercizio;
- ottimizzazione del ricircolo dei gas di scarico;
- sviluppo di due sistemi innovativi da 5 kWe idonei a lavorare con diversi combustibili;
- realizzazione di un sistema di comunicazione tra i due diversi moduli, al fine di renderli intercambiabili, che sarà presentato alla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) per la sua standardizzazione;
- esecuzione di test in condizioni residenziali reali per dimostrare la riduzione del 40% di emissioni di CO₂ con l’utilizzo di miscele di gas rinovabili.
Enea è coinvolta nella caratterizzazione degli short-stack forniti dalle industrie ELC (Elcogen Oy) e IKTS (Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme) per studiarne e validarne le prestazioni, utilizzando le varie composizioni (gas naturale, idrogeno e miscele di blending) nelle condizioni previste dal progetto; sarà, inoltre, impegnata nella gestione del piano di disseminazione, nella valorizzazione del know-how e della tecnologia sviluppata, nonché nell’elaborazione del NWIP (New Work Item Proposal) da presentare alla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) per la standardizzazione dell’interfaccia stack-sistema in ambito normativo internazionale.
Al contempo, i partner coinvolti condurranno un’analisi sulle opportunità di mercato dei sistemi cogenerativi nei diversi Paesi europei, considerando le loro caratteristiche specifiche (climatiche e infrastrutturali), gli aspetti normativi e gli eventuali meccanismi di incentivazione.
