PUMP-HEAT
Una pompa di calore ad alta efficienza accoppiata a un accumulo termico con un ciclo combinato cogenerativo
| Business | Periodo | Coordinatore di progetto | Schema di finanziamento |
|---|---|---|---|
| Energy | Data inizio: settembre 2017 Data fine: agosto 2020 |
Università degli Studi di Genova | H2020-LCE-2017-RES-CCS-RIA |
La sfida
I cicli combinati hanno rappresentato per anni la “spina dorsale” del sistema energetico di molti paesi europei: questo genere d’impianti infatti è ad oggi l’impianto di produzione di energia a fonte fossile più efficiente (efficienza anche superiore al 60%), flessibile e a minori emissioni rispetto agli impianti a carbone.
Nell’attuale mercato dell’energia europeo dominato dalle riinovabili gli OEM (Original Equipment Manufacturer) di turbine e le energy utilities europee sono alla ricerca di una maggiore flessibilità soprattutto per i cicli combinati che da sempre sono i migliori impianti di produzione di energia in grado di gestire transitori di funzionamento sempre più frequenti. Tuttavia, il basso prezzo dell’energia elettrica sull’attuale mercato dominato dalle rinnovabili pone spesso i cicli combinati fuori mercato se non in presenza di impianti di cogenerazione. In questo caso però gli impianti sono vincolati dalla domanda termica, riescono a fornire servizi di rete limitati.
PUMP-HEAT propone un concetto innovativo basato sull’integrazione di una pompa di calore ad alta efficienza accoppiata a un accumulo termico con un ciclo combinato cogenerativo. La pompa di calore in grado in fatti di poter allargare il margine di flessibilità del ciclo combinato, utilizzando parte dell’energia elettrica generata dall’impianto per produrre energia termica da stoccare nell’accumulo. In questo modo La pompa di calore modula la potenza per far fronte ai vincoli del mercato e il calore può essere sfruttato dall’utenza termica (ad esempio una rete di teleriscaldamento locale). In alternativa la pompa di calore può essere utilizzata per raffrescare l’aria in ingresso al ciclo a gas.
PUMP-HEAT è stato finanziato dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione Europea con Grant Agreement n. 764706 e la sua tecnologia innovativa sarà dimostrata nell’impianto di cogenerazione/teleriscaldamento IREN a Moncalieri.
Il nostro approccio
Nell'ambito di questo progetto, RINA si occupa della progettazione e della replicabilità su larga scala delle soluzioni PUMP-HEAT, ovvero:
• definirà i requisiti tecnico-economici per la replicabilità del concetto PHCC (Pump-Heat Combined Cycle) in tutta Europa
• farà una progettazione preliminare del PHCC su scala reale
• definirà la strategia del consorzio per l'ulteriore sviluppo del concetto PHCC e delle relative tecnologie innovative (pompa di calore a ciclo veloce, scambiatori di calore resistenti alla fatica termica, dispositivo di dilatazione del fluido a due fasi, accumulatori termici innovativi e sistema di controllo predittivo) dopo la fine del progetto
• preparerà un piano per l'uso e la diffusione delle conoscenze acquisite (PUDF)
Conclusioni
In conclusione, PUMP-HEAT:
• implicherà un più efficiente utilizzo dei combustibili fossili per la produzione di energia elettrica
• migliorerà la capacità delle centrali termoelettriche nuove e / o esistenti di far fronte a rapidi variazioni del carico, evitando il pensionamento di alcune di queste
• fornirà tramite il PHCC servizi di rete al sistema elettrico europeo
