Da un finanziamento Horizon 2020 un impianto di co-generazione superperformante e alimentato dal biogas da acque reflue di un depuratore

L'ente

Da oltre 150 anni, il Politecnico di Torino è una delle istituzioni pubbliche più prestigiose a livello italiano ed internazionale nella formazione, ricerca, trasferimento tecnologico e servizi in tutti i settori dell'Ingegneria e dell'Architettura.
Nato nel 1859 come Scuola di Applicazione per gli Ingegneri, è diventato Regio Politecnico di Torino nel 1906. Oggi è un punto di riferimento per la formazione e la ricerca in Italia e in Europa, una Research University in grado di attrarre studenti da oltre 100 Paesi e che attiva circa 800 collaborazioni ogni anno con industrie, istituzioni pubbliche e private, organizzazioni locali.                                          

L’idea in breve

DEMOSOFC è un progetto europeo finanziato nell'ambito di Horizon 2020 che prevede la realizzazione di un impianto di co-generazione basato su celle a combustibile (un generatore elettrochimico) che utilizza il biogas derivante dai fanghi di risulta di un depuratore delle acque reflue di Torino (Comune di Collegno). Sono partner del progetto il Politecnico di Torino (Coordinatore) e l'Imperial College di Londra, le finlandesi Convion e VTT, e soprattutto la SMAT Società Metropolitana Acque Torino, l'utility destinata a utilizzare il prototipo.

La tecnologia elettrochimica delle celle combustibili ad alta temperatura prevede la produzione con elevata efficienza di energia elettrica e di calore (un cascame indiretto, ma recuperato come ulteriore fonte di energia).

I vantaggi di questo sistema sono molteplici: si utilizza una materia prima che andrebbe comunque smaltita. I fanghi derivanti dal trattamento di purificazione delle acque reflue, processo effettuato dalla SMAT, producono un flusso di biogas come by-product. Tale biogas  è filtrato in modo da rimuovere i contaminanti che possono danneggiare le celle a combustibile.

Il processo oltre a essere in pratica a emissioni zero è molto performante; in termini di energia produce dal 15 al 20% in più rispetto a motori termici o turbine a gas della medesima “taglia” (settore del sub-MW) con equivalenti risparmi in bolletta.

Dal punto di vista economico-regolamentario, è da considerare che, nella situazione normativa attuale, il sistema degli incentivi per combustibili di origine biologica (quale il biogas) non incentivi l'immissione in rete dell'energia prodotta da biogas proveniente da impianti di trattamento acque, ma piuttosto incentivi il l’autoconsumo diretto da parte, in questo caso, della SMAT stessa che così abbatte la sua bolletta energetica del 15-20% coprendo quasi il 30% del proprio fabbisogno.

Inoltre, questa tipologia di impianto è comunque flessibile in termini di combustibile: è cioè in grado di lavorare con gas non convenzionali, ma anche con quelli più comuni.

Il progetto iniziato a settembre del 2015 potrebbe entrare in funzione già da novembre-dicembre 2016 (a valle della fase del progetto esecutivo, della messa a gara degli impianti ausiliari e dell’ottenimento delle autorizzazioni), mentre il programma europeo prevede un intervento complessivo di 5 anni. Nel corso dei prossimi 4 anni il team sarà impegnato nel costante monitoraggio dell'impianto per certificarne la produttività, la qualità delle emissioni, che dovrebbero essere praticamente azzerate, e il conto economico comprensivo delle eventuali manutenzioni oggi difficilmente quantificabili. Il prototipo, per quanto performante, è stato costruito grazie al finanziamento europeo, ma considerando il costo delle fonti di energia fossile e delle loro esternalità negative, in un prossimo futuro potrebbe risultare un investimento favorevole anche per operatori privi di finanziamenti.

I benefici

La tecnologia elettrochimica delle celle a combustibile non prevede combustione ed è quindi significativamente più pulita (impatto zero o quasi) e molto efficiente (dal 15 al 20% in più delle tecnologie convenzionali basate su motori termici, a pari taglia nel settore sub-MW).

Il processo è flessibile e può essere alimentato con gas non convenzionali (in questo caso con bio gas prodotto dai fanghi di risulta del trattamento di acque reflue che sarebbero state in ogni caso da depurare) o convenzionali.