Solare e idrogeno: la ricerca sull'energia del futuro a HEnergia

Una struttura unica in Italia
Quali saranno le fonti energetiche del prossimo futuro? Quelle più promettenti per quanto riguarda i rendimenti, la sostenibilità ambientale ed economica? Quelle, insomma, su cui varrà la pena di investire? Nasce per rispondere a queste domande HEnergia, il test site sulle energie rinnovabili del Gruppo Hera, una struttura unica nel panorama delle utilities italiane, concepita e realizzata in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell'Università di Bologna. Il Centro è ubicato a Forlì, in via Balzella 24, nella stessa sede che ospita altre eccellenze tecnologiche di Hera: il Polo Regionale di Telecontrollo Reti a Fluido e il Laboratorio d'analisi specializzato in rifiuti ed emissioni. HEnergia sarà ufficialmente inaugurato domani mattina, alla presenza di Luciana Garbuglia, Assessore provinciale alla Qualificazione Ambientale e alle Politiche Energetiche, e del Vice Presidente della Provincia Guglielmo Russo.

Due ambiti di studio: solare e idrogeno. In futuro anche biomasse
HEnergia nasce per valutare principalmente tecnologie solari di produzione di energia elettrica e termica, e la produzione, stoccaggio e utilizzo dell'idrogeno. I sistemi di produzione di energia dal sole e quelli di accumulo ed utilizzo differito sembrano presentare ampi margini di miglioramento in termini di efficienza e funzionalità. Appare dunque strategico concentrare su di essi la ricerca applicata. Sia per quanto attiene il solare che l'idrogeno, HEnergia ospita componenti e attrezzature non prototipali, sia di produzione italiana che estera, a diverso grado di diffusione di mercato. Prossimamente sarà completata anche una sezione destinata a testare alcuni dispositivi sperimentali, sviluppati in collaborazione con l'Università di Bologna, finalizzati ad incrementare le rese d'utilizzo e diminuire l'impatto ambientale delle caldaie a biomassa. Il Centro nasce con un'impostazione "dinamica". Ciò significa che il suo contenuto tecnologico e le attività che vi si svolgono potranno evolvere nel tempo in funzione dello sviluppo delle tecnologie energetiche e degli interessi del Gruppo riguardo al loro utilizzo in applicazioni industriali.

Perché un investimento sulle energie rinnovabili
La produzione di energia elettrica e termica da fonti rinnovabili fa da sempre parte del più ampio impegno di Hera a favore della sostenibilità. Impegno che nel 2012 ha portato il Gruppo a produrre da fonti rinnovabili o assimilate 1.368 GWh, pari al 71% della produzione totale Hera, con l'obiettivo di raggiungere i 1.649 GWh entro il 2016.
L'investimento per la realizzazione di HEnergia, circa 1,5 milioni di euro, è certamente funzionale al raggiungimento di tale obiettivo, ma è anche dettato dalla necessità di acquisire know-how diretto sulle diverse soluzioni tecnologiche applicabili alla generazione primaria e secondaria di energia da fonte rinnovabile, allo sviluppo di soluzioni cogenerative, alla valutazione di sistemi di stoccaggio e modulazione.
La sperimentazione e l'analisi di tecnologie già disponibili sul mercato consentirà in particolare di raggiungere molteplici obiettivi di conoscenza, i cui principali sono i seguenti.
1)Valutare in maniera diretta e comparata i rendimenti (vale a dire la capacità di trasformare in energia utilizzabile l'energia primaria della fonte) sia di ogni singolo componente (ad esempio un particolare tipo di pannello fotovoltaico) che di intere filiere in diverse condizioni d'esercizio;
2)Verificare come questi rendimenti evolvono nel tempo;
3)Individuare interventi di miglioramento delle condizioni d'esercizio;
4)Approfondire e migliorare le condizioni di cogenerazione (produzione combinata di energia elettrica e calore) e di produzione del freddo (trigenerazione);
5)Testare sistemi per lo stoccaggio energetico.

Grazie all'acquisizione di tali conoscenze, il Gruppo Hera potrà orientare più efficacemente i propri investimenti futuri sulle rinnovabili, privilegiando le soluzioni più efficienti, stabili ed economicamente vantaggiose. Inoltre contribuirà alla ricerca applicata su un tema di grandissima importanza per la qualità della vita di tutti i cittadini, con un approccio pragmatico, volto a testare e comparare tecnologie già sviluppate industrialmente. Le peculiari caratteristiche di HEnergia consentiranno a Hera di partecipare a circuiti di ricerca, sviluppo industriale e didattica, sia locali che internazionali, consentendo quindi da una parte di ampliare l'acquisizione di prezioso know-how al di fuori dello stretto ambito di attività propria, dall'altra di dare un contributo culturale ai territori di riferimento.
La sezione solare
La sezione solare consentirà di valutare e comparare, a parità di condizioni ambientali rilevate da un'apposita centrale meteo, diverse tecnologie fotovoltaiche: pannelli fissi piani di diversa composizione (silicio monocristallino, policristallino, amorfo, tellururo di cadmio), pannelli piani a inseguimento (che seguono cioè i raggi del sole), sistemi a concentrazione (Fresnel, Cassegrain) con inseguitore. I rendimenti attesi variano dall'8% circa dei pannelli fissi al silicio amorfo a quasi il 30% di un sistema a concentrazione a doppia riflessione ad inseguimento. E' presente anche un sistema ibrido in grado di produrre contemporaneamente energia elettrica e termica. Questi sistemi appaiono di particolare interesse sia per ragioni applicative connesse alla loro compattezza costruttiva, sia perché il raffreddamento delle celle consente di mantenere più alti i rendimenti di conversione fotovoltaica. Il mini parco solare è completato da un concentratore solare a paraboloide a doppio inseguimento di diametro 4.5 m per la produzione di acqua calda. L'energia termica recuperata sarà utilizzata nella stagione estiva per la produzione di freddo mediante un frigorifero ad assorbimento. Le potenze complessivamente installate sono pari a 13.4 kWp elettrici e 14.7 kWp termici. L'assorbitore ha una potenza frigorifera di 17.6 kW.

La sezione idrogeno
La produzione fotovoltaica potrà essere utilizzata per produrre idrogeno per via elettrolitica. L'idrogeno è uno dei più promettenti vettori energetici sia per impieghi stazionari che mobili, nonché come sistema d'accumulo energetico per le produzioni non pilotabili. L'elettrolizzatore da 1.000 L/h è collegato ad un apposito compressore che consente lo stoccaggio dell'idrogeno fino a 35 bar. Si ipotizza di testare in futuro altri sistemi di accumulo (ad es. idruri). L'idrogeno alimenta 3 fuel cell a membrana polimerica (PEMFC) da 1 kWe l'una. Anche in questo caso sarà possibile valutare diverse soluzioni di impiego.
Il micro eolico
HEnergia ospita anche un piccolo aerogeneratore ad asse orizzontale con un rotore di 2 m di diametro da 1 kWe di potenza nominale. Questo micro generatore, di elevato contenuto tecnologico per design e materiali, consentirà di valutare la reale producibilità in un contesto poco favorevole quale quello urbano, la sua variabilità, i regimi anemometrici effettivamente utilizzabili. Tali generatori potrebbero essere favorevolmente utilizzati come backup energetico per piccoli impianti off-grid diffusi sul territorio (ad esempio piccoli impianti acquedottistici in aree montane).
La sezione a biomasse
HEnergia è già predisposto per ospitare una caldaia a biomasse multicombustibile integrata con la centrale termica di sede. Consentirà di caratterizzare diverse tipologie di biomassa vergine (rendimento, emissioni, costi di approvvigionamento e gestione) e sviluppare sistemi di recupero energetico. Di particolare interesse sarà la sperimentazione di alcuni dispositivi di protezione ambientale fra cui un filtro a "particolato zero" sviluppato dall'Università di Bologna.

Il percorso visitatori
Per favorire la divulgazione verso l'esterno (ad esempio verso le scuole) dell'attività di HEnergia, è stato allestito un percorso visitatori all'interno del Centro. Grazie a un sistema di pannelli informativi e a un monitor touch-screen, anche i non addetti ai lavori possono comprendere meglio e approfondire le attività svolte nel Centro.
Chiarini: "Un contributo al sistema della ricerca nel Paese"
"L'impegno del Gruppo a favore della sostenibilità ci ha sempre spinto a promuovere la generazione da fonte rinnovabile", spiega Maurizio Chiarini, Amministratore Delegato del Gruppo Hera. "Oggi, anche in ragione di una prospettiva di razionalizzazione del quadro degli incentivi, per proseguire efficacemente sul cammino delle rinnovabili è indispensabile acquisire con certezza gli elementi per orientare le scelte di investimento verso le tecnologie più efficaci ed economicamente sostenibili. HEnergia, che nasce primariamente con questo obiettivo, siamo certi potrà anche contribuire più in generale al sistema della ricerca del nostro Paese su una materia, le rinnovabili, di estrema importanza per il futuro delle nostre comunità".