l progetto Pump Heat, coordinato dall’università di Genova e sviluppato da Iren con i 14 partner (provenienti da 8 diversi Paesi europei), ha ricevuto 5,9 milioni di euro di finanziamento dal programma dell’Unione Europea di ricerca e innovazione Horizon 2020. L’obiettivo è studiare l’abbinamento di soluzioni innovative, quali pompe di calore ad alta temperatura e sistemi di stoccaggio di calore a cambiamento di fase, a impianti a ciclo combinato, di tipo cogenerativo e convenzionali.
Le centrali elettriche a ciclo combinato (Gas CombinedCycle) a gas sono attualmente la spina dorsale della rete elettrica dell’Ue, fornendo la maggior parte dei servizi di regolazione necessari per aumentare la quota di fonti rinnovabili non programmabili nella rete elettrica. Di conseguenza, i produttori di apparecchiature originali (OEMs) e utility stanno studiando nuove strategie e tecnologie per la flessibilità di potenza. D’altra parte, i cicli combinati cogenerativi esistenti sono solitamente vincolati dalla domanda di utilizzatori termici. Allo stesso tempo, gli impianti di cogenerazione sono fortemente promossi per il loro alto tasso di efficienza energetica (> 90%) e combinati con la rete di teleriscaldamento rappresentano un pilastro della strategia energetica ‘Ue.
PUMP HEAT: L’EVOLUZIONE PER GLI IMPIANTI A CICLO COMBINATO
Per eliminare tale riserva di flessibilità inesplorata e migliorare ulteriormente il rapporto di turn-down e le rampe di potenza dei cicli combinati orientati all’alimentazione, questo progetto propone la dimostrazione di un concetto innovativo basato sull’accoppiamento di una pompa di calore altamente efficiente (HP) con accelerazione rapida con cicli combinati. Il sistema integrato dispone di storage termico e di un controllo avanzato per la pianificazione intelligente. L’HP includerà un espansore innovativo per aumentare l’efficienza complessiva dell’HP.
In un concetto così integrato, si ottengono i seguenti vantaggi: l’HP è controllato per modulare l’energia per far fronte ai vincoli di mercato delle riserva primaria del ciclo combinato; il calore ad alta temperatura può essere sfruttato nella rete di teleriscaldamento, se disponibile; il potere di raffreddamento a bassa temperatura può essere utilizzato per il raffreddamento dell’entrata della turbina a gas o per il raffreddamento del condensatore a vapore, riducendo così il consumo di acqua; in entrambe le opzioni, la busta operativa originale del ciclo combinato è significativamente allargata e si ottiene una flessibilità di potenza aggiuntiva. In generale, l’integrazione ciclo combinato con HP e uno stoccaggio termico freddo/caldo comportano una riduzione del carico ambientale minimo (MEL) e un aumento dei tassi di rampa di potenza, consentendo l’aumento del potere a pieno carico e aumentando la resilienza della rete elettrica e flessibilità.
Nello specifico, presso la Centrale di Moncalieri (TO) di Iren, verrà realizzato un impianto pilota nel quale verranno testate le tecnologie studiate e sviluppate nel corso del progetto, allo scopo di aumentare l’efficienza di produzione (di calore e di energia elettrica) e il grado di flessibilità dell’impianto stesso.
Il progetto Pump Heat ha ricevuto finanziamenti dal programma dell’Unione Europea di ricerca e innovazione Horizon 2020 nell’ambito del grant agreement n. 764706