Syngas solare: se il sole aiuta le centrali a gas

syngas solare italiaUn sistema solare applicabile alle centrali a gas esistenti che fa risparmiare il 20% del gas “iniettando” l'energia nel combustibile. Obiettivo è far produrre le centrali a gas cui viene aggiunto il syngas solare a 0,06 $/kWh. Il combustibile ottenuto da gas e sole potrebbe essere usato anche per ottenere benzina e gasolio più puliti?

Un sistema solare che fa risparmiare soldi ed emissioni alle centrali a gas “iniettando” l'energia dell'astro nel combustibile. Un nuovo dispositivo uscito dal Pacific Northwest National Laboratory del DoE Usa potrebbe portare benefici a una categoria di impianti, quelli a gas, che finora hanno avuto dovuto subire l'impatto della diffusione delle rinnovabili. Quando il sole è alto, infatti, questa nuova tecnologia permetterebbe alla centrale di risparmiare circa il 20% del gas, a parità di energia prodotta.

Si tratta di un sistema a concentrazione solare che trasforma l'energia del sole e il gas naturale in un combustibile molto più ricco di energia, detto syngas, che può essere usato dalla centrale per produrre elettricità. “In questo modo si permette alla centrale di usare meno gas per produrre la stessa quantità di elettricità - spiega l'ingegner Bob Wegend che coordina il progetto – e allo stesso tempo il sistema permette di ridurre le emissioni della centrale a un costo competitivo con le fonti fossili tradizionali”. Negli Usa, che stanno puntando sempre di più sul gas, questa innovazione, adatta soprattutto alle centrali negli Stati assolati del Sud-ovest inizia a destare un certo interesse: secondo il DoE  al 2020 il gas contribuirà per il 27% della generazione elettrica, mentre in Italia la quota del gas nel mix è oggi del 40% circa.

Il sistema ideato al PNNL, relativamente poco ingombrante (vedi foto, clicca per ingrandire), può essere installato su centrali già esistenti, rendendole, di fatto, delle centrali ibride. E' modulare e si adatta a qualsiasi taglia di impianto esistente; ad esempio per una centrale da 500 MW servirebbero circa 3mila concentratori solari.

Come detto, il sistema usa il calore del sole – raccolto e concentrato tramite un sistema di specchi e lenti -  per trasformare il gas in syngas, combustibile che contiene idrogeno e monossido di carbonio e che grazie all'alto contenuto energetico permette alla centrale di risparmiare il 20% del gas a parità di produzione.

Cuore della macchina un reattore chimico che ha diversi scambiatori di calore ed è percorso da stretti canali. La luce del sole concentrata scalda il gas, facendolo salire per i canali del reattore, che contiene un catalizzatore capace di far trasformare il gas in syngas.  Nello scambiatore di calore ci sono altri canali, molto più stretti, larghi circa il doppio di un capello che servono per poter riusare il calore “avanzato” dalla reazione chimica, aumentando così l'efficienza del processo. I test condotti hanno mostrato che in questo modo si riesce a convertire in energia chimica immagazzinata nel syngas più del 60% dell'energia solare raccolta dalla parabola (qui maggiori dettagli sul progetto).

Ora al PNNL stanno lavorando per aumentare ulteriormente l'efficienza, ma soprattutto progettare un design che permetta la commercializzazione a prezzi ragionevoli.  L'obiettivo (che si stima di raggiungere al 2020) è far sì che l'energia prodotta da una centrale a gas equipaggiata con il sistema solare costi meno di 0,06$/kWh. Raggiungere questo costo vorrebbe dire rendere le centrali ibridate competitive con i più economici impianti tradizionali a fonti fossili, e avere emissioni nettamente ridotte.

In un futuro per ora non ancora vicino il syngas prodotto con il solare a concentrazione potrebbe anche essere usato nei trasporti: si può infatti trasformare in greggio sintetico, da cui raffinare gasolio e benzina, ma per ora il progetto del PNNL si limita all'integrazione con le centrali a gas.

FONTE | Qualenergia

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