Il progetto europeo quadriennale CO2OLHEAT (2 power cycles demonstration in Operational environment Locally valorising industrial waste HEAT), finanziato dal Programma Horizon 2020, è nato con l’obiettivo di realizzare un impianto pilota su scala industriale, il primo nel suo genere in Europa, in grado di recuperare il calore inutilizzato nelle industrie e trasformarlo in energia elettrica attraverso tecnologie innovative basate sulla CO2 supercritica (sCO2).
L’utilizzo della sCO2 come fluido di lavoro consentirà lo sviluppo di centrali elettriche più compatte e meno complesse dal punto di vista impiantistico, con una possibile ampia diffusione della tecnologia a tutto il settore delle industrie energivore (chimica, acciaio, vetro, cemento, ceramica) caratterizzate da ampi margini di recupero del calore di processo.
Per l’Italia c’è l’Enea, che si occuperà dell’elaborazione di analisi tecnico-economiche di scenario volte a definire il modello, le caratteristiche e i requisiti che dovrà possedere l’impianto pilota.
Dopo la fase preliminare, il consorzio svilupperà un impianto pilota da 2MW elettrici che sarà integrato nel cementificio Cemex a Prachovice (Repubblica Ceca); qui le tecnologie innovative basate sulla sCO2 saranno dimostrate in un impianto di generazione elettrica, che dovrà essere flessibile, innovativo, economicamente sostenibile e replicabile in altri contesti industriali.
Il progetto prevede anche sei siti di replicazione virtuale in diversi paesi: industrie per la produzione di vetro (Turchia), alluminio (Grecia), acciaio (Spagna), un inceneritore (Belgio), un impianto di generazione elettrica (Francia) e uno solare (Spagna).
Il funzionamento della CO2 supercritica (sCO2)
Un fluido raggiunge uno stato supercritico quando viene sottoposto a temperature e pressioni superiori a quelle critiche, ovvero quando viene scaldato e compresso fino a raggiungere una condizione termodinamica oltre la quale le due fasi, liquida e gassosa, diventano indistinguibili. Tale fluido ha quindi caratteristiche intermedie tra quelle di un liquido e quelle di un gas.
I cicli a sCO2 sono efficienti e flessibili, sia dal punto di vista dell’erogazione della potenza elettrica che del combustibile.
Nel caso di configurazioni con ossi-combustione (combustione che utilizza ossigeno puro anziché aria) è possibile integrare anche un processo di cattura della CO2 a costi estremamente ridotti.
L’impiego della sCO2 può essere una soluzione efficace anche per l’accumulo dell’eccesso di produzione elettrica delle rinnovabili non programmabili, mediante stoccaggio termico a bassa temperatura (ghiaccio) e successiva riconversione termo-elettrica.
Sostituire gli impianti tradizionali con tecnologie di generazione elettrica basate sulla sCO2 rappresenta una grande opportunità per il raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico 2030/50, in piena sinergia con le strategie di utilizzo dell’idrogeno nei settori hard-to-abate.
La tecnologia alla base di CO2OLHEAT contribuirà a ridurre il fabbisogno di energia primaria e quindi all’abbattimento delle emissioni di CO2, coerentemente con i concetti di economia circolare e di simbiosi industriale e, supportando la rete elettrica, renderà tecnicamente più sostenibile l’incremento della quota di energia da fonti rinnovabili non programmabili.
