Questo articolo è pubblicato in complementi per l'impiantistica sportiva, energie rinnovabili e impianti sportivi,

Inaugurato a fine febbraio, il primo impianto di microcogenerazione ibrido (alimentato con miscela metano-idrogeno) a servizio della piscina interna degli impianti sportivi universitari de La Sapienza di Tor di Quinto a Roma. Un impianto sperimentale, il primo esempio in Italia del suo genere, nato all’insegna della tutela ambientale e del risparmio energetico.

Previsto all’interno del programma Joint Lab di Sapienza Innovazione e finanziato dalla Regione Lazio, l’impianto permetterà un risparmio energetico del 25% rispetto a quelli tradizionali e una riduzione delle emissioni in atmosfera tra il 15 e il 20%, in funzione della quota di idrogeno introdotta nella miscela combustibile. Oggetto della sperimentazione è proprio la verifica delle prestazioni elettriche e termiche del cogeneratore al variare di detta quota. Per approfondire l’argomento, di massima attualità, abbiamo rivolto alcune domande all’ideatore di questo innovativo impianto: l’ing. Livio de Santoli, delegato per l’energia della Sapienza.

Da quali premesse è partita questa sperimentazione?

“Sono due i temi alla base di sperimentazioni come queste. La consapevolezza che una domanda crescente di energia, accompagnata dalla necessità della sicurezza della fornitura elettrica e dalla necessaria riduzione delle emissioni di gas climalteranti, porta necessariamente a dover studiare nuovi modelli energetici, tra i quali quello della “micro-generazione distribuita”.
Occorre definire se tali modelli possono rappresentare una strategia di produzione e generazione più affidabile ed efficiente rispetto a quella tradizionale. Altro elemento significativo è quello di voler dare un impulso concreto alla realizzazione di sistemi che sfruttino, in un futuro prossimo, il vettore idrogeno, al fine di diffondere e divulgare, anche al cittadino che tradizionalmente è distante da ciò che compete al mondo della ricerca e dell’Università, la cultura dell’efficienza energetica nelle sue molteplici forme.”

Può riassumere in quale modo funziona l’impianto installato?

“Le caratteristiche energetiche del Centro Sportivo Universitario della Sapienza ubicato nell’area di Tor di Quinto hanno suggerito lo sviluppo di un progetto specifico per l’utilizzo di sistemi micro-cogenerativi asserviti alla gestione termica della piscina e alla produzione di energia elettrica. Sulla base dei risultati ottenuti da uno studio di fattibilità, condotto sul sistema attualmente esistente, è stata studiata l’opportunità di installare un motore a combustione interna della taglia di 60 kW elettrici che, grazie al recupero termico, è in grado di trasferire all’impianto di riscaldamento una potenza di circa 120 kW termici sotto forma di produzione di acqua calda, operando, pertanto, con prestazioni superiori a quelle di sistemi di produzione di energia termica ed elettrica separati. La centrale termica esistente è costituita da una coppia di caldaie di potenza nominale pari a 350 kW ciascuna collegate in parallelo tra loro con la funzione di back–up e integrazione.
Tale potenza termica è asservita alla produzione di acqua calda per la termoventilazione e per il mantenimento della temperatura dell’acqua della piscina coperta. Il cogeneratore è stato inserito in serie alle due caldaie, assolvendo alla funzione di preriscaldo dell’acqua di alimento dell’impianto nelle condizioni di massimo carico, mentre in corrispondenza di carico minimo le caldaie risultano spente e tutta la potenza termica cogenerata (120 kW) viene ceduta alla piscina.
Per quanto riguarda il combustibile di alimentazione del motore è stata prevista la possibilità di operare con gas metano al 100 %, oppure con una miscela arricchita di idrogeno (idrometano) di composizione modulabile mediante apposita apparecchiatura miscelatrice. Va inoltre sottolineato che l’idrogeno, da additivare al gas metano, viene prodotto da un elettrolizzatore di potenzialità di 1 Nm3/h, che ha il compito di separare la molecola di acqua in idrogeno e ossigeno. Tale apparecchiatura assorbe 5,5 kW elettrici dalla rete ACEA cui però è collegato un impianto fotovoltaico a pannelli semi trasparenti, totalmente integrati nella facciata di una palazzina adiacente allo stabile sede del laboratorio; in sostanza produciamo idrogeno con energia pulita.”

Quali sono i vantaggi che questa tecnologia può offrire agli impianti sportivi?

“La sola applicazione di un sistema cogenerativo di per sé già fa risparmiare circa il 20-30% sul costo complessivo delle bollette della luce e del gas su base annuale. Tale valore di risparmio, però, è fortemente influenzato dalle caratteristiche del sistema in cui viene inserito, dalla taglia della macchina scelta, dalle ore di funzionamento annuali previste. Le migliori rese economiche si ottengono potendo mantenere il più possibile le macchine accese. Con l’impiego dell’idrogeno come combustibile ausiliario si possono ottenere risparmi energetici un po’ più consistenti, derivanti dal fatto che migliorano i rendimenti di conversione dei motori, soprattutto ai carichi parziali, e si ottengono degli ovvi benefici ambientali perché, è giusto ricordarlo, stiamo di fatto sostituendo atomi di carbonio che, come ben noto, sono responsabili delle emissioni di CO2 e di CO.”

Quali sono i risparmi previsti dagli impianti installati? Avete già qualche dato?

“Lo scopo del progetto di ricerca non è solamente quello di effettuare delle indagini di fattibilità tecnica, ma anche quello di individuare quali siano i parametri significativi che influenzano il break-even point dal punto di vista dell’investitore, che mette disposizione il capitale per efficientare la sua attività produttiva. Considerando che l’impianto è appena stato inaugurato non abbiamo ancora dati sufficienti per poter azzardare un business plan. Allo stato attuale delle cose, ossia data la poca penetrazione nel mercato dei sistemi elettrolitici per la produzione di idrogeno, è lecito stimare un tempo di ritorno pari al doppio di quello di un tradizionale impianto di cogenerazione. Ricordiamo che l’impianto di Tor di Quinto è un impianto sperimentale e scopo della sperimentazione è quello di fornire dati sulle prestazioni della macchina al variare delle condizioni di funzionamento e di percentuale della miscela di alimentazione, attualmente inediti.”

L’impianto installato rientra nel Piano per l’Energia Sostenibile? Di che cosa si tratta? Quali sono gli altri interventi previsti?

“Il Piano di Azione dell’Energia Sostenibile per la città di Roma è stato presentato il 29 aprile, attraverso un fenomeno complesso di partecipazione sociale, organizzativa e associazionistica. Nel Piano di Azione sono individuati attività a breve (tre anni) e medio (dieci anni) termine. Una parte strategicamente importante riguarda la transizione verso l’idrogeno, sia nel settore della generazione dell’energia, sia – soprattutto – in quello della mobilità.”

Quali sono le prospettive future aperte dall’applicazione di tale tecnologia in ambito sportivo e non?

“Come sempre in questi casi, tutto dipende dall’evoluzione del mercato dei singoli componenti. Molto dipende anche dagli sviluppi del quadro normativo di riferimento e dalle eventuali politiche di incentivazione o agevolazione da parte dello Stato. Dal punto di vista squisitamente tecnico le prospettive sono infinite; ogni utenza che abbia necessità contemporanea di calore ed elettricità può installare un sistema analogo, se poi a questo si aggiunge la possibilità di realizzare quella che viene chiamata mobilità sostenibile, attraverso la realizzazione di stazioni di ricarica per il rifornimento di autovetture innovative che siano mosse da celle a combustibile piuttosto che a motori alimentati a idrometano, si comprende come sia possibile finalmente spingersi in direzione di un modello economico di transizione non più esclusivamente basato sui combustibili fossili”.

Quale formula di finanziamento è stata utilizzata per la progettazione e installazione degli impianti?

“Finanziamento regionale per la costituzione di laboratori di ricerca; il programma della Sapienza è chiamato Joint Lab e prevede lo sviluppo del trasferimento tecnologico università-imprese sui temi di ricerca più significativi, come quello dell’energia sostenibile.”

Gli impianti installati usufruiscono degli incentivi offerti dalla Finanziaria e dal Conto Energia? Se si, in quale modo?

“Come è noto i pannelli fotovoltaici producono corrente continua, mentre le celle elettrolitiche per funzionare necessitano di corrente continua. La mancata connessione diretta tra pannelli fotovoltaici ed elettrolizzatore (configurazione stand - alone) è stata dettata dall’opportunità di sfruttare la normativa vigente in termini di incentivi alla produzione da fonti rinnovabili, garantendo, da un lato la remuneratività dell’impianto ai fini del ritorno dell’investimento, dall’altro, un vantaggioso saldo per l’utenza finale tra le partite fisiche di energia in prelievo ed immissione, transitanti sulla rete per il funzionamento dell’elettrolizzatore.
L’impianto fotovoltaico gode dunque delle due convenzioni con il GSE, che sono appunto il Conto Energia e lo Scambio sul Posto. Per quanto concerne il cogeneratore anch’esso è connesso alla rete mediante lo Scambio sul Posto unitamente alla dichiarazione di officina elettrica all’UTF che consente la defiscalizzazione del combustibile. Per quanto riguarda altre forme di incentivo attuabili per remunerare il costo di investimento facente capo al solo elettrolizzatore, quali ad esempio certificati Verdi o Bianchi, è in corso di valutazione la possibilità di istituire un tavolo tecnico con lo stesso GSE, al fine di valutare tutti i particolari del caso, visto che comunque stiamo parlando di impianti Ibridi”.