Trovare nuovi attori in un vecchio mercato: il potenziale energetico di un caso di studio svedese

21 April 2021 da Corinna Barnstedt
Trovare nuovi attori in un vecchio mercato: il potenziale energetico di un caso di studio svedese

La piattaforma EMB3Rs aiuterà una società di teleriscaldamento in Svezia a identificare il modo più efficiente per collegare fornitori di calore in eccesso non tradizionali di medie dimensioni a una rete matura. Gran parte di questo risultato è dovuto a una vasta rete di sistemi locali di teleriscaldamento che lavorano con combustibili non fossili e calore in eccesso da industrie ad alta intensità energetica. Il team dell'Università di Lund studierà quattro potenziali fornitori di calore identificati da Landskrona Energi: un impianto metallurgico, un parco industriale, un impianto di produzione di bevande all'avena e una fabbrica di scambiatori di calore. I risultati ottenuti permetteranno anche di determinare su quale tecnologia

su cui il fornitore dovrebbe investire per recuperare meglio il calore in eccesso e trasferirlo alla rete. Se abbiamo temperature più fredde, tra i 40°C e i 70°C, anche questo può essere recuperato, ma ci vorrebbe una pompa di calore. Andersson ritiene che la piattaforma possa aiutare a mostrare il percorso per raggiungere un flusso di lavoro efficiente per il futuro delle reti di teleriscaldamento che può ancora essere ampliato.


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La piattaforma EMB3Rs aiuterà un'azienda di teleriscaldamento nel sud della Svezia a identificare il modo più efficiente per collegare fornitori di calore in eccesso di medie dimensioni e non tradizionali a una rete matura.

La Svezia è diventata un esempio di come ridurre le emissioni di gas serra mantenendo la crescita economica. Gran parte di questo risultato è dovuto a una vasta rete di sistemi locali di teleriscaldamento che lavorano con combustibili non fossili e calore in eccesso dalle industrie ad alta intensità energetica. Essi detengono una quota di mercato di circa il 60% e possono ora essere trovati in ogni grande città del paese, rendendolo uno dei migliori scenari per testare la piattaforma EMB3Rs e la sua capacità di identificare nuove fonti di calore in eccesso tra i fornitori non tradizionali di medie dimensioni.

 

Il progetto EMB3Rs, finanziato dall'Unione Europea, sta sviluppando uno strumento che abbina potenziali fornitori di calore e freddo in eccesso con gli utenti finali, valutando le possibilità che hanno di raggiungere scambi economicamente sostenibili. "Il progetto EMB3Rs nel suo complesso mira a mappare dove il calore è disponibile e dove c'è bisogno di calore", spiega Martin Andersson, docente senior presso il Dipartimento di Scienze dell'Energia dell'Università di Lund. "Il teleriscaldamento in Svezia è un mercato maturo e la fonte di calore dominante, quindi useremo i dati delle reti già esistenti per convalidare lo strumento EMB3Rs e studieremo le possibilità di espansione".

Andersson è responsabile di uno dei sette casi studio che forniscono dati per la creazione e la convalida della piattaforma. Guida un team di tre ricercatori dell'Università di Lund che lavorerà in collaborazione con Landskrona Energi, il fornitore locale di energia e teleriscaldamento nella città meridionale di Landskrona. Insieme, esploreranno nuove opportunità di business nella zona per il recupero e il riutilizzo del calore in eccesso derivante da aziende che, a causa delle loro dimensioni o attività più piccole, non sono solitamente percepite come ovvi fornitori di calore in eccesso.

 

ALLA RICERCA DI UN ACCORDO WIN-WIN

Il team dell'Università di Lund studierà quattro potenziali fornitori di calore identificati da Landskrona Energi: un impianto metallurgico, un parco industriale, un impianto di produzione di bevande all'avena e una fabbrica di scambiatori di calore. "Modelleremo e simuleremo quale sarebbe il loro impatto sulla rete di dissipazione se fossero collegati", spiega Andersson. "Affinché una connessione avvenga, deve esserci un accordo win-win per il fornitore e la società di teleriscaldamento. Entrambi devono ricavarne un profitto e, dato che la maggior parte delle reti di teleriscaldamento sono di proprietà del comune, possono considerare più benefici del semplice denaro". Il ricercatore ritiene che la piattaforma EMB3Rs possa servire come strumento che le società di teleriscaldamento possono usare per motivare le industrie a fornire il calore in eccesso, così come una fonte di dati per le aziende per prendere decisioni informate quando si considera se diventare un fornitore o meno.

 

I modelli e le simulazioni della piattaforma risponderanno a domande come quanto lontano le aziende di teleriscaldamento possono estendere la loro ricerca di fornitori. O quale temperatura minima deve registrare il calore di scarto di un'industria perché un accordo sia vantaggioso per entrambe le parti, in base alla distanza tra il fornitore e la rete del fornitore. "Normalmente, per quella che chiamiamo una rete dissipativa di terza generazione, sono necessari almeno 80°C per collegare una nuova fonte alla rete. Ma anche questo è qualcosa per cui potremmo usare lo strumento: se abbiamo un calore di 70°C, potremmo ancora usarlo? Quale sarebbe l'impatto sulla rete di dissipazione?", spiega Andersson. I risultati ottenuti permetteranno anche di determinare su quale tecnologia il fornitore dovrebbe investire per recuperare meglio il calore in eccesso e trasferirlo alla rete. "Se abbiamo temperature più fresche, tra i 40°C e i 70°C, anche questo può essere recuperato, ma ci vorrebbe una pompa di calore. Si dovrebbe fornire elettricità e poi spostare il calore dalla fonte più fredda a una più calda. Questo significherebbe un investimento maggiore e un costo di gestione più alto".

 

Kerstin Sernhed, docente senior di Efficient Energy Systems all'Università di Lund, spiega che le industrie ad alto consumo di energia in Svezia, come le fabbriche di carta o le acciaierie, conoscono molto bene i vantaggi di fornire il calore di scarto a un sistema di teleriscaldamento e che stanno già contribuendo alla loro rete locale. "Ma quando si tratta di fonti di calore di qualità inferiore, non credo che ci sia stata ancora molta discussione tra le società di teleriscaldamento e i potenziali fornitori perché non conoscono le possibilità", dice. Come esperto di teleriscaldamento non coinvolto nel progetto EMB3Rs, Sernhed ritiene che la piattaforma possa aiutare a mostrare il percorso per raggiungere un flusso di lavoro efficiente non solo per i paesi che devono ancora costruire questo tipo di infrastrutture, ma anche per quelli come la Svezia, con una tradizione decennale di reti di teleriscaldamento che possono ancora essere ampliate.

 

UNA FONTE DI CALORE PIÙ VERDE

Le politiche svedesi di gestione dei rifiuti richiedono che la spazzatura venga riciclata quando possibile. Quando non è possibile, di solito viene utilizzata come combustibile per i sistemi di teleriscaldamento, che forniscono calore a 1,25 milioni di appartamenti ed elettricità a 680.000 persone nel paese ogni anno. I biocarburanti sono un'altra fonte di calore per l'industria, che ricorre ai combustibili fossili solo quando è impossibile soddisfare i picchi della domanda con materiali più puliti.

 

Anche il recupero del calore in eccesso è una pratica comune. In città come Luleå, circa il 90% del calore proviene da un'acciaieria vicina, dice Sernhed. "I fornitori hanno diversi forni e usano prima il combustibile più economico, cioè i rifiuti. Puoi effettivamente essere pagato per occuparti dei rifiuti. Il successivo migliore è il biocombustibile, che può essere anch'esso rifiuti ma dalla foresta, radici e rami che non usi, per esempio. E poi, quando si ha un picco di carico, si brucia il petrolio". Di tutti questi, recuperare il calore in eccesso è l'alternativa più verde, secondo l'esperto: "Si usa qualcosa che altrimenti sarebbe sprecato". Crede che, quando disponibile, il calore in eccesso dovrebbe diventare la fonte principale per il teleriscaldamento, e che l'industria dovrebbe lavorare per costruire una rete in grado di recuperare il calore a temperature più basse. Questo aumenterebbe il numero di aziende il cui calore in eccesso viene recuperato, riducendo le emissioni di gas serra.

 

Nel caso studio di Landskrona, Andersson stima che, per ogni nuovo fornitore, la società di teleriscaldamento sarà in grado di recuperare un megawatt di nuovo calore extra: "Così fino a 1.000 case possono avere il loro calore fornito per ogni connessione extra". Landskrona Energi ottiene la maggior parte del suo calore da un impianto di cogenerazione dove vengono bruciati biomassa e rifiuti. L'azienda importa anche il calore dalle reti di teleriscaldamento circostanti. "Fondamentalmente, ciò che sostituiremo è la necessità di bruciare tanta biomassa quanta ne viene bruciata oggi", dice Andersson, che pensa che un caso di studio che coinvolga fonti di calore in eccesso più piccole, come quello che conduce in Svezia, sarà molto utile per testare le prestazioni della piattaforma su scale diverse. "Fornire energia a 1.000 case vale la pena di farlo".

 

Scritto da Stephania Gozzer per ESCI.