Agevolare la transizione dell’Europa verso un sistema energetico affidabile ed economico
Poiché l’Europa punta a diventare il primo continente al mondo a zero emissioni nette di carbonio e indipendente dal punto di vista energetico, sta investendo fortemente nelle fonti di energia rinnovabile, tra cui quelle eolica e solare. Tuttavia, per essere davvero sostenibile, è necessario che l’energia pulita prodotta da tali fonti sia impiegata in modo efficiente durante periodi di punta e non di punta della domanda. «L’energia rinnovabile primeggia quando è sfruttata subito», afferma Isaac Boxx, ricercatore presso l’Istituto di tecnologia di combustione dell’agenzia spaziale tedesca (DLR). «La difficoltà consiste nel comprendere come utilizzare efficacemente l’energia non immediatamente necessaria generata durante i periodi in cui la domanda è inferiore.» Un’opzione è usare questa energia in eccesso per la produzione di idrogeno. «L’idrogeno può essere miscelato con il gas naturale e distribuito ai fornitori di energia», spiega Boxx. «Eppure, ciò ne richiede la combustione all’interno di centrali con turbine a gas tradizionali, un processo che potrebbe influire sulla dinamica di fiamme turbolenti, sulla stabilità della combustione e sulla formazione di agenti inquinanti.» Grazie al sostegno del progetto HyBurn, finanziato dall’UE, Boxx è alla guida di un lavoro teso ad approfondire le conoscenze sulla struttura e sulle dinamiche delle fiamme turbolenti del gas naturale arricchito di idrogeno in condizioni di alta pressione e alto carico termico di un combustore di turbina a gas. «Così facendo, ci prefiggiamo di agevolare la transizione dell’Europa verso un sistema energetico affidabile ed economico basato sulla produzione di energia rinnovabile priva di emissioni di carbonio», aggiunge.
Una banca dati ricca di misurazioni sperimentali avanzate
Uno dei principali ostacoli all’analisi di fiamme arricchite con idrogeno è la mancanza di accesso a dati sperimentali di qualità. «Le difficoltà tecniche e le infrastrutture specializzate necessarie per eseguire tali misurazioni nelle condizioni di un combustore di turbina a gas pongono tale compito ben oltre le capacità della maggior parte dei laboratori di ricerca mondiali», osserva Boxx. Il ricercatore spiega che l’assenza di dati sperimentali attendibili sulle fiamme in condizioni pertinenti per i motori ha limitato la capacità dei gruppi di simulazione numerica e modellizzazione di sviluppare, collaudare e convalidare gli strumenti di analisi predittiva convenienti richiesti per progettare la tecnologia di combustori di prossima generazione. «HyBurn ha cambiato la situazione, fornendo una banca dati unica ed estremamente ricca di misurazioni sperimentali avanzate, relative a condizioni di alta pressione e alto carico termico rilevabili in combustori di turbine a gas.»
Spianare la strada a un futuro più pulito e più luminoso per l’Europa
La creazione di questa banca dati ha avuto inizio con lo sviluppo di strumenti di immaginografia avanzati basati su laser ad alta velocità. Questi sono stati impiegati dai ricercatori per studiare le fiamme nelle eccezionali strutture di prova dell’agenzia DLR, dedicate alla combustione ad alta pressione e otticamente accessibili. I dati ricavati sono stati condivisi con ricercatori del mondo accademico e industriale. «La condivisione di questi dati fornisce un metodo di prova impegnativo e complesso rispetto al quale vari gruppi possono confrontare i propri risultati di simulazione e modellizzazione», osserva Boxx. «Questo offre alle parti interessate del mondo accademico e industriale la possibilità di dialogare efficacemente, condividere risultati e innescare innovazioni senza il bisogno di condividere proprietà intellettuale preziosa e gelosamente custodita.» Secondo Boxx, questa collaborazione apre la strada a un futuro più pulito e più luminoso per l’Europa. «Gli strumenti sviluppati nel corso del progetto, sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca, favoriranno la transizione dell’Europa verso un approvvigionamento energetico stabile, affidabile e privo di carbonio», conclude. «Sono davvero orgoglioso di aver avuto l’opportunità di contribuire a tale sforzo.»
Parole chiave
HyBurn, energia rinnovabile, tecnologia di combustori, sostenibile, energia pulita, idrogeno, gas naturale, centrali con turbine a gas, combustori di turbine a gas, proprietà intellettuale
