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Impianti avanzati ultrasupercritici: presente o futuro?

heleisogoCoalPlantJapanGli impianti di produzione di energia elettrica mediante cicli a vapore avanzati ultrasupercritici (A-Usc) stanno attraversando oggi una fase di rapido sviluppo tecnologico che porterà, si prevede entro il 2030, a un incremento molto significativo delle efficienze di generazione. Di tale sviluppo si è discusso il 14 e 15 ottobre scorso a Roma nella due giorni (2nd IEA-CCC Workshop on Advanced Ultrasupercritical Coal Fired Power Plant) organizzata dall’International Energy Agency-Clean Coal Centre (IEA-CCC), in collaborazione con il Centro Sviluppo Materiali (che ha ospitato l’evento) e con Sotacarbo.

Oggi gli impianti Usc più moderni operano tipicamente con vapore ad alta pressione (fino a circa 300-320 bar) e a una temperatura di 600-620 °C, con rendimenti che oscillano tra il 43 e il 46%. Lo sviluppo di materiali innovativi e leghe speciali consentirà nei prossimi anni di operare con vapore a circa 350 bar e a temperature superiori ai 700 °C (fino a circa 760 °C). Ciò consentirà di ottenere efficienze nette di generazione elettrica comprese tra il 47 e il 52% (valori impensabili fino a una decina di anni fa).

Nel corso del Workshop è stata posta notevole attenzione sui nuovi materiali (principalmente leghe di nichel prodotte con nuove tecniche di fabbricazione), sulle integrazioni di processo e sui numerosi programmi di ricerca condotti da molti Paesi a livello nazionale o internazionale. In tale ambito, i soggetti maggiormente coinvolti sono alcune affermate realtà industriali di Paesi quali Stati Uniti d’America, Cina, Giappone e Germania. Tuttavia, mentre i programmi statunitensi, cinesi e giapponesi sono ambizioni e coordinati, l’Europa brilla per frammentarietà e scarso coordinamento.

Nel corso del Workshop, infine, Sotacarbo ha presentato uno studio tecnico-economico sull’applicazione della tecnologia di generazione elettrica Usc in impianti dotati di sistemi di separazione e confinamento geologico dell’anidride carbonica (Ccs, Carbon capture and storage). Dallo studio emerge che, al giorno d’oggi, gli impianti Usc dotati di sistemi Ccs non possono sostenersi economicamente e che, per potersi sostenere in tempi brevi, è necessaria e urgente una forte incentivazione allo sviluppo tecnologico che consenta un incremento delle efficienze e una riduzione dei costi. AP