La ricerca sulle tecnologie innovative di generazione ha l’obiettivo di produrre elementi concreti per orientare in modo sostenibile le scelte tecnologiche con le quali attuare il rinnovo del parco termoelettrico nazionale per la generazione di energia elettrica. Mirando a tecnologie di generazione più efficienti e pulite, essa è di fatto strettamente collegata alle indicazioni contenute nella delibera CIPE del 19.09.1998 “Linee guida e misure nazionali di riduzione dei gas serra”. In particolare il campo di applicazione del sottoprogetto GENIN è quello della conversione dei combustibili fossili con sistemi già provati: cicli a vapore (a condensazione) e turbine a gas. Il sottoprogetto GENIN si articola fondamentalmente in due filoni di attività: il primo riguardante le problematiche relative all’impiego di nuovi materiali, considerati le reali barriere tecnologiche per lo sviluppo dei nuovi sistemi di generazione, comprese le tecnologie ad essi correlate quali riparazioni e rivestimenti. Il secondo indirizzato allo studio od implementazione di strumenti di monitoraggio e diagnostica utilizzabili per l’ottimizzazione di progetto e per limitare i tempi di inserimento dei nuovi sistemi nel parco di generazione. Le attività, essendo finalizzate all’innovazione tecnica e tecnologica in una prospettiva di medio-lungo termine, sono indirizzate alle più avanzate tecnologie di generazione attualmente allo studio in ambito internazionale, con lo scopo di esaminarne la fattibilità tecnica ed individuarne con certezza i tempi in cui saranno disponibili sul mercato. Il nuovo parco termoelettrico nazionale dovrà essere orientato oltre ad avere elevata efficienza anche ad avere bassi costi di investimento coniugati con una elevata affidabilità e disponibilità, in modo da potere ridurre i costi di generazione e conseguentemente il prezzo dell’energia elettrica venduta. Il progetto è volto in particolare a due tipologie di sistemi di generazione tra loro complementari: i cicli combinati a gas naturale ed i cicli alimentati con combustibili a basso costo (carbone, Orimulsion, CDR, ecc.). Il ciclo a vapore rappresenta una delle vie per produrre energia utilizzando i combustibili meno pregiati: il carbone in particolare può essere considerato il combustibile più diffuso ed economico ed il suo utilizzo deve perciò essere considerato sostenibile. In effetti, il carbone risulta essere una delle principali fonti per la generazione di energia: nel 2000 ha inciso per il 39% nel mondo e per il 27% in Europa, mentre per quanto riguarda l’Italia il suo utilizzo si riduce al 9%. In generale il carbone è più economico del petrolio e del gas naturale ed è anche più sicuro, per quanto riguarda la disponibilità di approvvigionamento, data l’entità e la distribuzione geografica delle riserve di questa materia prima.

D’altro canto però i sistemi di generazione di energia basati sul carbone risultano più inquinanti che quelli alimentati a gas. L’incremento dell’utilizzo del carbone nella generazione di energia elettrica è dunque strettamente connesso al reale sviluppo di tecnologie pulite, che rappresentano l’unica via per ridurne l’impatto ambientale. Le attività di ricerca e sviluppo devono dunque essere rivolte allo studio di nuove tecnologie per lo sviluppo di cicli più efficienti, caratterizzati da temperature più alte, e più puliti. I target in termini di parametri del vapore sono ormai per la temperatura dell’ordine di 700°C e oltre, mentre per la pressione si arriva a 400 bar. Grazie a parametri così spinti è possibile il raggiungimento di efficienza di oltre il 50%. In tal modo si ottiene oltre ad un risparmio in termini di costo dell’energia anche una notevole riduzione di emissioni di CO 2 . Obiettivi dell’attività sono stati quindi la messa a punto di strumenti e metodi per facilitare l’introduzione di cicli a vapore USC nel sistema elettrico italiano, individuandone i punti critici per lo sviluppo. Sono state a tale proposito condotte azioni sperimentali mirate allo studio delle prestazioni dei nuovi materiali ed agli aspetti di controllo e diagnostica dei componenti critici. Sono stati analizzati gli aspetti correlati alla valutazione di materiali innovativi candidati all’impiego in componenti di impianti USC (caratteristiche meccaniche, resistenza a corrosione, resistenza ad erosione, interazione con la chimica del ciclo acqua/vapore ed aspetti normativi) ed ai loro processi di riparazione. Inoltre parte dell’attività è stata dedicata alla messa a punto e alla qualifica di un sistema di prova di erosione da particolato solido per materiali e rivestimenti di pale/ugelli di turbine a vapore di impianti operanti a più elevata temperatura.. Per quanto riguarda le tecniche di controllo e diagnostica, l’obiettivo è stato quello di qualificare tecniche di monitoraggio termico sui nuovi materiali e mettere a punto una nuova tecnica ultrasonora per il controllo dei rotori di turbine a vapore. In termini più generali è stata valutata l’applicabilità di sistemi di controllo attualmente esistenti ai cicli USC.