Celle a combustibile flessibili per la cogenerazione da ENEA
La cogenerazione ad alta efficienza compie un nuovo passo avanti grazie alla ricerca italiana. ENEA ha presentato un prototipo innovativo da 5 kW di potenza elettrica sviluppato nell’ambito del progetto europeo SO-FREE, in grado di produrre simultaneamente elettricità e calore attraverso celle a combustibile a ossido solido (SOFC). La dimostrazione è avvenuta durante il workshop conclusivo del progetto a Varsavia, confermando il potenziale di questa tecnologia per accompagnare la decarbonizzazione del sistema energetico.
Il sistema, realizzato da ICI Powering Evolution con il contributo dei partner del progetto e coordinato da ENEA, si distingue per una caratteristica particolarmente strategica: la capacità di funzionare con differenti tipologie di combustibile, tra cui gas naturale, idrogeno e miscele di gas naturale e idrogeno. Questa flessibilità consente di adattare progressivamente gli impianti all’evoluzione delle reti energetiche, favorendo l’introduzione dell’idrogeno senza richiedere la sostituzione immediata delle infrastrutture esistenti.
Le prove sperimentali hanno evidenziato un’efficienza elettrica netta compresa tra il 50% e il 56%, valori significativamente superiori rispetto a quelli delle tradizionali centrali termoelettriche di piccola taglia. Il recupero del calore prodotto durante il funzionamento permette inoltre di aumentare ulteriormente il rendimento complessivo dell’impianto, riducendo consumi di combustibile ed emissioni climalteranti.
Alla base del sistema vi sono gli stack SOFC, moduli costituiti da più celle a combustibile impilate che convertono direttamente l’energia chimica del combustibile in elettricità e calore attraverso reazioni elettrochimiche ad alta temperatura. L’architettura modulare sviluppata nel progetto rende la tecnologia facilmente adattabile a differenti applicazioni, dalla generazione distribuita ai sistemi energetici industriali e residenziali.
Operare con combustibili diversi per una transizione verso reti energetiche decarbonizzate
Secondo ENEA, uno degli aspetti più rilevanti del progetto riguarda proprio la modularità e la flessibilità dell’intero sistema. La possibilità di integrare differenti configurazioni di stack e di operare con combustibili diversi rappresenta un elemento fondamentale per accompagnare la transizione verso reti energetiche sempre più decarbonizzate e caratterizzate da una crescente presenza dell’idrogeno.
Il progetto ha dedicato particolare attenzione anche agli aspetti di sicurezza e conformità normativa. Le attività svolte dal partner Kiwa hanno consentito di definire gli standard di sicurezza, le procedure di pre-certificazione e le condizioni operative necessarie per garantire un funzionamento stabile, affidabile e ripetibile del prototipo.
ENEA ha svolto un ruolo centrale non solo nel coordinamento scientifico del progetto, ma anche nella validazione della tecnologia, nella caratterizzazione degli stack SOFC, nella standardizzazione dell’interfaccia tra stack e sistema e nel trasferimento dei risultati verso il mondo industriale e regolatorio. L’iniziativa rientra nelle attività della Clean Hydrogen Partnership, il programma europeo dedicato allo sviluppo delle tecnologie dell’idrogeno e delle celle a combustibile.
La cogenerazione basata su celle a combustibile rappresenta oggi una delle soluzioni più promettenti per produrre energia in modo efficiente e a basse emissioni. Grazie alla possibilità di utilizzare combustibili sempre più sostenibili, recuperare il calore di processo e integrarsi con le future reti dell’idrogeno, tecnologie come quella sviluppata nel progetto SO-FREE potrebbero contribuire in modo significativo alla decarbonizzazione dell’industria, degli edifici e dei sistemi energetici distribuiti, rendendo la transizione energetica più flessibile, efficiente e resiliente.
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