L’attuale sistema energetico mondiale, fortemente dipendente dalle fonti energetiche fossili (petrolio, gas naturale, carbone), sta ponendo due gravi problemi: • la costante crescita della concentrazione di anidride carbonica (CO 2 ) nell’atmosfera terrestre, che sta provocando un innalzamento della temperatura media del pianeta (aumento dell’effetto serra); • l’esaurimento, previsto entro l’attuale secolo, delle due più importanti fonti fossili, petrolio e gas naturale. Per affrontare e risolvere entro l’attuale secolo i due gravi problemi citati, tutti i Paesi più industrializzati del mondo sono oramai concordi sulla strategia da adottare: • nel breve medio termine la riduzione delle emissioni di CO 2 in atmosfera verrà realizzata mediante la conversione dei combustibili fossili in idrogeno, ottenuta separando e trattenendo il carbonio (sotto forma di CO 2 ) presente in tali combustibili; sarà quindi avviato un sistema energetico basato sulla conversione delle fonti energetiche fossili in idrogeno. Verso questa scelta spingono anche problemi di inquinamento locale, ad es. nelle grandi aree urbane, che il ricorso all’idrogeno risolverebbe definitivamente. • nel lungo termine l’idrogeno verrà prodotto da fonti rinnovabili (idroelettrica, eolica, solare, biomasse) e ove possibile anche da nucleare; in questo modo la CO 2 non sarà più prodotta e il problema dell’esaurimento dei combustibili fossili sarà pure superato. Nel breve medio termine quindi è prevedibile una rapida crescita della produzione di idrogeno da combustibili fossili. Inizialmente il combustibile fossile più impiegato per produrre idrogeno sarà il metano, ma per motivi legati alle riserve accertate di energia non è da escludere che sarà il carbone a diventare la fonte fossile più importante con cui produrre idrogeno, soprattutto se il periodo di transizione verso la produzione di idrogeno da fonti rinnovabili dovesse prolungarsi oltre ogni previsione. Nella fase iniziale del periodo di transizione verso un’economia ad idrogeno è quasi certo che l’idrogeno troverà impiego nella generazione elettrica di potenza, tramite la sua combustione in turbine a gas. Ciò avverrà ad esempio negli impianti petrolchimici, in cui siano disponibili stream di idrogeno o di miscele gassose ricche in idrogeno. All’interno del progetto GEN21, nell’ambito delle attività riguardanti la combustione dell’idrogeno in bruciatori per turbine a gas, si è deciso di prendere in considerazione la combustione “flameless”. Si tratta in sostanza di un regime di combustione che utilizza aria comburente fortemente preriscaldata in una camera ad elevato ricircolo di gas, in modo da realizzare una combustione molto omogenea, priva dei punti caldi tipici delle normali fiamme diffusive e/o premiscelate. Questo tipo di combustione consente di ridurre fortemente, rispetto ai regimi di combustione “classici”, la formazione di ossidi di azoto, pur mantenendo buone efficienze di combustione, con costi ridotti rispetto alle tecnologie concorrenziali, quali la combustione catalitica. Il presente Rapporto illustra i risultati dell’attività sperimentazione effettuata allo scopo di verificare i modelli termici e fluidodinamici, sviluppati da ENEL Ricerca e applicabili anche alla combustione flameless, e di fornire una “baseline”

per le attività sperimentali e modellistiche previste nel 2004, che saranno basate sull’utilizzo di miscele di gas naturale e idrogeno. Per lo svolgimento della attività sperimentale è stato utilizzato il combustore flameless installato presso l’Area Sperimentale di Livorno.