Waste n. 29 marzo 2024

e tecnologie
per l’ambiente
Economia Circolare
30 ENERGIA Soluzioni
RECUPERO E VALORIZZAZIONE
RECUPERO E VALORIZZAZIONE
ENERGIA
31
Marco Comelli
Particolare
dell’impianto Alfa
Heat Recovery.
Cascami termici,
teniamoceli stretti
Esistono scarti dall’energia che si disperdono
nell’ambiente ma che possono essere recuperati
e messi a frutto. Nulla si crea e nulla si distrugge
forma di rifiuto immateriale è
diffusissima ma la sua esistenza sfugge
ai più. I cascami termici rappre-
L’unica
sentano infatti una parte rilevante di ogni utilizzo
di energia, sia in ambito industriale che
domestico e dei servizi. Basti considerare che
l’effettiva traduzione in lavoro meccanico di un
motore a combustione interna, solo in casi
particolari arriva al 50% dell’equivalente di
energia grezza introdotta. Il resto è calore, che
senza interventi si disperde in ambiente. Come
tutti i cascami, però, è possibile metterli a frutto.
L’energia costa e, anche senza considerazioni
di impatto ambientale, buttare via i soldi
non è mai stata una strategia vincente.
Caldi rifiuti
Il recupero dei cascami termici e la loro valorizzazione
sono possibili in moltissimi settori,
anche quelli meno sospettabili. Per esempio,
un compressore azionato da un motore elettrico
a prima vista non produce rifiuti, ma in
realtà una percentuale ragguardevole dell’energia
immessa nel motore si disperde in
calore, che può essere intercettato e utilizzato.
Altri casi sono più evidenti. Le cartiere sono
impianti energivori, con grande consumo di
elettricità e calore.
In quelle medie e piccole si utilizzano cogeneratori
con motori a combustione interna a gas,
che già di per sè mettono a disposizione - tramite
uno scambiatore - acqua calda e vapore
utilizzando l’energia racchiusa nei gas di scarico
e nel circuito di raffreddamento. In quelle
più grandi si usano invece le turbine a gas a
ciclo combinato, che sono molto potenti ma
anche poco efficienti per produrre energia
elettrica: di solito solo il 34% dell’energia immessa
in una turbina a gas viene convertita
in lavoro meccanico, per far funzionare un generatore
nel caso specifico. Il resto se va in
calore. Inoltre, se la temperatura dell’aria in
ingresso cresce, l’efficienza cala verso il 30%.
Più avanti sarà chiaro perché facciamo questa
osservazione.
È possibile mettere a frutto gran parte del 66-
70% di energia diventata cascame. Prendiamo
il caso di una cartiera che utilizzi una turbina
a gas a ciclo combinato che produce 14 MW
col ciclo a gas e 3 MW con quello a vapore. In
uscita da questo, i gas di scarico hanno una
temperatura di oltre 170 gradi, per cui contengono
ancora energia utile, di cui riescono
a recuperare tramite uno scambiatore di calore
circa 5,5 MW.
Con questi, l’impianto che stiamo descrivendo
produce 237.000 litri di acqua l’ora a 90-95
centigradi, mentre la temperatura dei gas di
scarico che va in camino e poi in atmosfera è
di 78 gradi.
W l’efficienza
Con l’acqua calda si fanno tre cose. Si alimenta
l’impianto di riscaldamento della cartiera.
SI preriscalda l’acqua in entrata nel circuito
del secondo stadio, a vapore, del ciclo combinato.
E si fa freddo. L’acqua calda infatti alimenta
un chiller ad assorbimento che produce
acqua molto fredda. L’uso primario di
quest’ultima è raffreddare l’aria ambiente in
entrata nella turbina, come avviene negli intercooler
dei motori turbo, abbattendo la temperatura
di molto, da 38 a 19 gradi centigradi.
L’efficienza termodinamica della turbina così
aumenta ed in estate è possibile evitare la
perdita di potenza. Con un secondo assorbitore
e un circuito separato è possibile alimentare
anche le unità di raffrescamento
dei locali di controllo (dove la temperatura è
molto elevata e richiede condizionamento),
e di tutto lo stabilimento.
Per dare un’idea della temperatura “naturale”
dei locali di controllo, il loro condizionamento
consuma 1,5 GW/h l’anno, mentre
quello dell’intero stabilimento in estate ne
consuma un settimo.
Calore d’acciaio
I cascami termici sono utilizzabili anche fuori
dal ciclo produttivo. Un caso interessante è
quello della collaborazione tra le acciaierie
Alfa Acciai di San Polo (Brescia) e A2A. Un
sistema di recupero dei cascami termici dei
due forni dell’acciaieria, Alfa Heat Recovery,
che comprende tre scambiatori di calore e
tre pompe di circolazione, produce 50 GWh
con cui viene riscaldata acqua a 95 gradi, poi
ceduta tramite un circuito doppio di 1,2 chilometri
al sistema di teleriscaldamento gestito
da A2A.
La zona della città servita dal sistema di recupero
del calore così generato comprende
i quartieri di San Polo e Sanpolino, con 2.700
utenze del teleriscaldamento per un totale
di 5000 famiglie. Il calore fornito da Alfa
Acciai soddisfa il 73% del fabbisogno medio
di quest’area urbana.
La connessione evita l’emissione in atmosfera
di oltre 10mila tonnellate di CO 2 l’anno.
L’utilizzo dei cascami termici in modo diretto
fuori dall’impianto che li produce è più complicato
di quello interno poiché il calore trasportato
su lunghi tratti va incontro a dispersione.
Un metodo alternativo è trasformarlo
in elettricità. Ma di questo parleremo in un
prossimo articolo.
l
Nelle cartiere
è possibile mettere
a frutto parte del 70%
di energia diventata
cascame.
Processi
di produzione di Alfa
acciai.
Marzo 2024
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