La generazione elettrica

editoriale
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giugno 2009
LA TERMOTECNICA
Pierluigi Villa
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La generazione elettrica:
alti rendimenti e basso impatto ambientale
LA TERMOTECNICA SI RINNOVA
Cari Lettori,
come avrete notato abbiamo rinnovato la veste grafica della nostra rivista.
L’esigenza in questo periodo per tutte le imprese, e quindi anche per noi, è innovare senza tradire lo spirito e l’eccellenza dei contenuti che ci hanno contraddistinto in tutti questi anni. Proprio per questo con il prof. Andreini, nostro Direttore Responsabile, il prof. Bressan, Presidente dell’ATI e la dott.ssa Mezzalira, coordinatrice della testata, stiamo studiando nuovi servizi e rubriche per rendere La
Termotecnica sempre più utile per i lettori.
Il rinnovo grafico è il primo segno tangibile del lavoro intrapreso e va proprio in
questa direzione: ammodernare la grafica non tradendo lo spirito della rivista.
Naturalmente abbiamo voluto conservare il “nostro” storico colore nero della
copertina, vero e proprio biglietto da visita de La Termotecnica. Abbiamo bisogno però del prezioso contributo di tutti. Proprio per questo chiedo di inviare suggerimenti, indicazioni e richieste per migliorare sempre più i servizi e i contenuti, direttamente al mio indirizzo: [email protected]
Perché il segreto del successo de La Termotecnica dal 1947 risiede soprattutto
nei suoi affezionati, competenti ed unici lettori.
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L’energia elettrica è il vettore energetico più pulito e pregiato:
tutte le previsioni, anche quelle meno favorevoli che tengono
conto della recessione in atto, sono per una continua crescita
della domanda, almeno per il medio periodo. Per quanto
riguarda il passato recente, in Italia, la crescita di domanda
elettrica nel trentennio 1977-2007 è cresciuta del 113% a
fronte di una crescita del PIL dell’81%. A livello mondiale sono
previste per i prossimi decenni nuove centrali, a ritmi di oltre
100 GW/a, destinate in parte soddisfare la domanda crescente, in parte a sostituire quelle obsolete. La domanda mondiale di energia elettrica viene soddisfatta per oltre il 60% dai
combustibili fossili (di cui il 29% dal gas, il 60% da carbone
ed il 10% da petrolio). Alla generazione contribuiscono anche
in modo significativo il nucleare e gli impianti idroelettrici,
questi ultimi soprattutto in America Latina. Le altre rinnovabili, quali l’eolico, il solare ed il geotermico pur essendo destinate a crescere con ritmi sostenuti, hanno attualmente un ruolo marginale. Pertanto la generazione per via termoelettrica
rimarrà a lungo la più importante. La produzione di energia
elettrica in Italia è caratterizzata da una minore incidenza del
carbone (32,7%), dalla nota assenza del nucleare, e dalla forte dipendenza dal gas naturale, per il 9,7% in cicli a vapore
e per 39,6% in cicli combinati. Da notare che solo quattro anni
prima, nel 2003, pesavano per il 12%. Ciò ha permesso di
ottenere un guadagno del rendimento elettrico complessivo
del 2,7% attestandosi, nel 2007 al 40,75%.
I “cicli combinati” sono a buon diritto la tecnologia di riferimento per la generazione di energia elettrica per via termica. Essi sono caratterizzati oltre dagli elevati rendimenti dal
fatto di essere “puliti” ambientalmente: usando gas naturale
producono a pari potenza meno CO2, in quanto il metano è
l’idrocarburo con rapporto idrogeno/carbonio più elevato,
ma soprattutto hanno emissioni di CO, idrocarburi incombusti e polveri del tutto trascurabili, e di NOx inferiori a circa 25
ppm, grazie all’uso delle combustioni premiscelate (Dry Low
NOx, DLN). Gli NOx sono inquinanti primari, ma anche precursori di ozono e particolato: per questo motivo le normative più severe stanno attualmente richiedendo livelli di emissione ancora più bassi: la South California ha attualmente
posto come limite 3,5 ppm di NOx (@ 15%O2) mentre in Giappone si richiede per le nuove istallazioni un limite di 5 ppm
(@ 16%O2). Questi limiti ( ultra low emissions) non sono raggiungibili con la combustione premiscelata o con l’iniezione
Alessio Rampini, Editore
di vapore. La combustione catalitica è la tecnologia più promettente in termini di affidabilità e costi per soddisfare questi limiti particolarmente stringenti. Il punto debole della combustione catalitica attuale è l’assenza di sistemi catalitici stabili alle temperature di ingresso dei gas in turbina (TIT). A
l’Università di L’Aquila sono stati sintetizzati sistemi derivati
da un ossido, lo BaZrO3, che è stabile fino a temperature di
circa 2.600 °C e che potrebbero risolvere questo problema.
Lo scrivente ha avuto l’opportunità di partecipare ad un Progetto Europeo coordinato dal Royal Institute (KTH) di Stoccolma, Suspower Project, dopo un’attenta valutazione e selezione delle proposte presentate. Ciò ha permesso di effettuare prove di combustione catalitica in impianto pilota dai risultati promettenti. Interessante notare come tale impianto ha
caratteristiche uniche nel panorama dei laboratori accessibili al mondo accademico: consente infatti di provare i catalizzatori innovativi ed i loro supporti a livelli di pressione insolitamente elevati (35 bar), tipici degli impianti industriali: si
riportano nell’articolo di questo numero della rivista i risultati ottenuti in una serie di prove.
Prof. Pierluigi Villa, Dipartimento di Chimica, Ingegneria Chimica e Materiali, Università de L’Aquila