Come la nuova tecnologia può consentire fabbriche senza ciminiere

Come la nuova tecnologia può consentire fabbriche senza ciminiere

L'intervista al professor Hussam Jouhara, direttore tecnico scientifico del progetto iWAYS, analizza lo sviluppo dell'economizzatore a condensazione a tubi di calore (HPCE). Jouhara illustra le sfide e i successi ottenuti nella creazione di questa tecnologia, che riduce significativamente il consumo di energia e le emissioni industriali recuperando il calore e l'acqua di scarto. Sostenuto dal programma Horizon 2020 dell'UE, l'HPCE ha il potenziale per trasformare le pratiche industriali, rendendo le fabbriche più efficienti e rispettose dell'ambiente.

Cosa vi ha ispirato a sviluppare l'economizzatore a condensazione a tubi di calore?

"Nell'industria, qualsiasi miglioramento dell'efficienza è ben accetto, soprattutto con i costi energetici di oggi. Il progetto iWAYS è nato come seguito di un progetto precedente chiamato ETEKINA, in cui abbiamo dimostrato il valore della tecnologia heat pipe per recuperare il calore di scarto e renderlo utilizzabile in fabbrica, con conseguente risparmio diretto sul consumo di carburante. iWAYS è più che altro un'evoluzione di quel successo e un'aggiunta significativa. Questa è la motivazione principale che mi ha spinto a pensare all'idea dell'Heat Pipe Condensing Economiser (HPCE)".

"Con il progetto iWAYS ho il sostegno di molti partner. Ogni partner ha un ruolo da svolgere. Un progetto così complesso non può essere realizzato senza il sostegno del programma Horizon 2020 dell'UE".

Quali sfide avete dovuto affrontare durante la progettazione dell'HPCE?

"Le sfide derivano dall'affidabilità dei dati provenienti dagli impianti. In ogni impianto non c'è mai la stessa composizione dei flussi di scarico".

"I nostri partner di progetto ci hanno aiutato a superare questa sfida con misurazioni molto accurate delle composizioni chimiche di questi scarichi. Questo mi ha permesso di progettare correttamente l'economizzatore di condensazione a tubi di calore. È anche importante trovare un uso efficiente del calore recuperato nello stabilimento. Abbiamo quindi collaborato con gli operatori dell'impianto per trovare utilizzi del calore che ci permettano di risparmiare carburante perché il calore è già disponibile".

"Nell'economizzatore di condensazione a tubi di calore, stiamo condensando l'acqua impura dal flusso di scarico. Inoltre, contiene condensati acidi corrosivi e altri contaminanti che di solito salgono nel camino. Ora li catturiamo in forma liquida. La sfida era come neutralizzare il flusso e rendere l'acqua nuovamente utilizzabile. Anche in questo caso, i partner del consorzio hanno sviluppato sistemi in grado di trattare l'acqua e renderla nuovamente utilizzabile".

In che modo l'HPCE può ridurre le risorse necessarie in un impianto industriale?

"L'HPCE recupera il calore di scarto fino all'80% in più rispetto a un impianto che ne è privo. Il risultato più importante è la riduzione dell'impronta di carbonio grazie al recupero del calore altrimenti generato dalla combustione di combustibili fossili. Il secondo grande risultato dell'economizzatore a condensazione è il recupero dell'acqua che sarebbe stata presente nel vapore che sale dal camino".

"Quando condensiamo il vapore, abbiamo una soluzione composta principalmente da acqua, ma anche dalle sostanze che si sono condensate durante il processo. È possibile trattarli in modo molto più efficiente e cercare di riciclare questi materiali dalla soluzione liquida piuttosto che da quella gassosa".

L'HPCE è installato nel sito di dimostrazione di Alufluor, un produttore di fluoruro di alluminio a Helsingborg, in Svezia. Cosa succede lì?

"È il miglior caso dimostrativo che possiamo sognare per l'economizzatore a condensazione, a causa dell'ambiente molto impegnativo in cui l'economizzatore a condensazione lavorerà. Abbiamo a che fare con sostanze chimiche molto aggressive nel flusso di scarico che richiedono una selezione molto accurata dei materiali. Il nostro obiettivo è recuperare almeno il 40% dell'energia totale consumata".

"Abbiamo studiato un progetto efficace dal punto di vista dei costi e abbiamo dimostrato che, per un ambiente così difficile, è possibile realizzare un progetto modulare e flessibile per l'economizzatore a condensazione".

"Dal primo agosto 2024, l'HPCE è stato convalidato. Da allora è in funzione e fornisce tutto il calore necessario per il sistema di acqua calda di cui lo stabilimento ha bisogno per la produzione".

Quali sono, a suo avviso, i principali vantaggi degli HCPE per la produzione industriale ad alta intensità energetica?

"Finora non erano disponibili economizzatori a condensazione praticabili da flussi di scarico. Oggi abbiamo dimostrato che è possibile farlo utilizzando i materiali e le conoscenze esistenti. I tubi di calore consentono inoltre un funzionamento più sicuro, un'eventualità multipla, un design modulare e una geometria flessibile. Ora possiamo dimostrare all'industria che esiste una risposta. Ciò che le aziende vedono salire dai loro camini nell'atmosfera può essere fermato e noi possiamo invece condensarlo e trattarlo. È una situazione vantaggiosa per tutti".

"L'industria ha un maggiore controllo sulle emissioni. Credo che l'industria chimica in particolare troverà un ottimo uso dell'economizzatore di condensazione, perché sarà un'aggiunta all'efficienza energetica, al riciclo dell'acqua e al recupero dei materiali. Si può applicare la stessa cosa a qualsiasi altro settore, ma credo che sarà soprattutto l'industria chimica, fortemente regolamentata, a trarne i maggiori benefici".

Che differenza farà se sempre più industrie implementeranno questa tecnologia?

"L'economizzatore a condensazione Heat Pipe è stato sviluppato pensando alle fabbriche senza camini. Un concetto su cui lavoro dal 2013. Il mio sogno per il futuro è una fabbrica in cui si possa effettivamente respirare lo scarico che esce da essa. Non ci saranno fumi, ma solo gas sicuri. Con il successo della nostra prima installazione in Alufluor, credo che siamo quasi arrivati a realizzare questo sogno".