High performance flexible small scale biomass gasifier 2.0

 

HBF2.0 è un progetto di ricerca finanziato da Ricerca di Sistema della CSEA di tipo b

La Ricerca di Sistema (RdS) è l’attività di ricerca e sviluppo finalizzata all’innovazione tecnica e tecnologica di interesse generale per il settore elettrico che ha come obiettivo il miglioramento dell’economicità, della sicurezza e della compatibilità ambientale, al fine di assicurare al Paese le condizioni per uno sviluppo sostenibile

I progetti di tipo b sono quei progetti a beneficio degli utenti del sistema elettrico nazionale e contestualmente di interesse specifico di soggetti operanti nel settore dell’energia elettrica nazionale o internazionale; in tal caso i risultati saranno oggetto di diritti di privativa e possono essere usati per lo sviluppo di servizi o di prodotti industriali, con connessi vincoli di segreto e riservatezza. 

La compagine del progetto è eterogenea in quanto composta da un’azienda internazionale e leader in ambito di impianti chimici come la Walter Tosto Spa, due organismi di ricerca come l’Università dell’Aquila, leader a livello europeo nell’ambito della ricerca sui processi termochimici con particolare riferimento alla gassificazione, e l’Università della Tuscia di Viterbo università di primo piano in ambito agrario e con grande esperienza maturata in ambito di utilizzo delle risorse agroforestali e di analisi del loro impatto ambientale e della sostenibilità. A questa solida base, si aggiungono due società operative come Nuova Matec esperta in ambito di installazione e O&M di sistemi cogenerativi ed Enertecna società con esperienza di ormai 15 anni in ambito di installazione, progettazione e analisi di sistemi energetici alimentati da fonti rinnovabili.

Obiettivo primario del progetto è realizzare un sistema innovativo da biomasse compatto in grado di generare un gas combustibile pulito contenente idrogeno da utilizzare in diverse applicazioni tra cui principalmente:

1.Cogenerazione (opzione attuale)

2.Fuel cell (opzione futuribile)

In particolare l’obiettivo prefissato dal progetto è stato quello di realizzare e testare un impianto innovativo di cogenerazione ad alto rendimento da biomassa di piccola taglia (da un minimo di 25 kW elettrici e 55 kW termici) che diminuisca costi ed emissioni aumentando efficienze ed affidabilità, permettendo finalmente lo sfruttamento dell’enorme quantitativo di biomasse residuali (gusci, noccioli, cippato, pellet, ecc).

L’impianto sarà costituito dalle seguenti macro-unità:

1. Un gassificatore a doppio letto fluidizzato con vapore in grado di produrre un gas ad alto potere calorifico (PCI): prototipo già sviluppato nei progetti UNIQUE, UNIFHY e HBF Filas. In questo progetto il gassificatore avrà una nuova forma più compatta, sarà in grado di portarsi a regime in tempi rapidi, garantendo l’utilizzo anche stand-alone.

2. Un sistema di condizionamento primario e secondario (tramite catalizzatori naturali e filtri antiparticolato ad alta temperatura) che permetterà di ottenere un syngas privo di catrami e particolato evitando problemi ai dispositivi a valle del gassificatore e problemi ambientali ed economici legati all’emissione di tali composti in atmosfera e all’eventuale smaltimento di sottoprodotti generati dal processo (acque sporche ottenute dai sistemi di lavaggio ad esempio):

a. Il sistema di condizione primario è ottenuto utilizzando sabbia di olivina come materiale del letto.

b. Il condizionamento secondario sarà realizzato in primis tramite filtri antiparticolato ad alta temperatura in grado di rimuovere completamente il particolato carbonioso solido trascinato.

c. Un letto di dolomite (catalizzatore naturale ad alta reperibilità e a basso costo) che riduca i catrami a livelli tollerabili.

d. Infine uno scrubber a olii vegetali esausti che abbatta completamente i catrami residui. Tale dispositivo ridondante e di dimensioni ridotte servirà come ulteriore trappola di sicurezza per le eventuali tracce non rimosse dai dispositivi precedenti.

3. Un sistema di controllo automatico che permette di evitare la necessità dell’operatore in loco 24h/24h

4. Un’unità di cogenerazione (Motore a Combustione Interna), ottimizzato per il funzionamento con il syngas in questione.

Il sistema HBF 2.0 rappresenta un’innovazione nel campo della gassificazione perché attualmente gli impianti di gassificazione di piccola taglia presenti sul mercato sfruttano una tecnologia ad aria con condizionamento a freddo, che ha limiti di affidabilità, di efficienza e di impatto ambientale. HBF 2.0, invece, utilizza una tecnologia a letto fluidizzato a vapore, generalmente applicata ad impianti industriali di grande taglia, e prevede una completa automazione del sistema rendendolo quindi idoneo anche per piccole utenze.

Tale impianto permetterà di risolvere le problematiche connesse con tali sistemi (elevate emissioni e costi, bassa efficienza ed affidabilità) che potranno essere applicati efficacemente all’enorme mercato delle caldaie termiche/cogeneratori di aziende e piccoli gruppi abitativi.