•Il presente Rapporto presenta le attività di ricerca svolte nel periodo marzo 2011 è marzo 2012 nel Progetto “Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti”, in particolare:
• problematiche di corrosione nella co-combustione di biomasse in impianti a carbone con l’effettuazione di campagne di monitoraggio della corrosione in grandi impianti di co-combustione, l’ottimizzazione di sonde dedicate e la realizzazione di una cella innovativa per eseguire prove di fatica oligociclica su materiali posti in ambienti aggressivi;
• studio di sistemi di generazione di piccola taglia con focalizzazione su impianti costituiti da turbogas di potenza compresa tra i 200 kWe ed i 5 MWe e muniti di un combustore esterno a biomassa solida per il preriscaldamento dell’aria, concentrando l’attenzione su sistemi basati su microturbine a gas dotate di un combustore esterno;
• studi sull’utilizzo di biogas per l’alimentazione di celle a combustibile ad alta temperatura tramite la sperimentazione di monocelle a carbonati fusi con miscele di gas anodici simulanti il biogas riformato e biogas contaminato da impurezze (H2S);
• sperimentazione in campo di un sistema a celle a combustibile alimentato a biogas, mediante realizzazione di un laboratorio mobile per la sperimentazione di celle a combustibile alimentate con biogas reale, munito di stadio di desolforazione e stadio di riforma e l’invio del gas al comparto anodico di uno stack di celle a combustibile del tipo HT-PEM;
• studio di fattibilità di un impianto a recupero di calore , basato su tecnologia ORC, dai fumi di un impianto costituito da 2 caldaie della potenza nominale di 5MW alimentate a cippato proveniente dalla gestione boschiva del territorio;
• quantificazione della frazione di energia elettrica “rinnovabile” prodotta dalla combustione di biomasse in impianti ibridi, mediante il contributo alla stesura della norma italiana (in ambito UNICTI), ora in inchiesta pubblica, basato sulla misura del 14C alle emissioni e mediante l’implementazione del Codice OBAMA (versione 3.0.) basato sul bilancio di massa ed energia dell’impianto rendendolo utilizzabile direttamente da parte degli operatori;
• sostenibilità ambientale dell’utilizzo di biomasse e rifiuti per la produzione di energia elettrica, con esecuzione di studi mirati di disponibilità della biomassa come risorsa specifica sia nell’area padana sia in quella appenninica attraverso la caratterizzazione della filiera energetica, degli accoppiamenti tra filiere di conversione energetica e tipologia di biomassa, dello stato di diffusione degli impianti sul territorio e delle potenzialità di espansione;
• impatto sulla qualità dell’aria della combustione di biomasse, soprattutto in termini di particolato fine primario e di composti organici da combustione parziale, mediante la definizione di scenari specifici di diffusione territoriale di impianti a biomasse nell’area padana, sui quali sono state prodotte simulazioni modellistiche per quantificare le ricadute ambientali;
• incremento dell’efficienza di conversione dell’energia termica in energia elettrica, mediante il miglioramento della qualità del combustibile attraverso processi di pre-trattamento chimico-fisico e termico (torrefazione e lisciviazione preventiva con acqua), al fine di renderli compatibili all’utilizzo in processi di co-combustione e/o di ridurne il contenuto di ceneri;
• potenziale riutilizzi in ambito infrastrutturale delle ceneri leggere generate dal processo di combustione delle biomasse, alternativa alla posa in discarica, mediante la sperimentazione quale additivo minerale per la produzione di conglomerati cementizi;
• sviluppo ed ottimazione di celle a combustibile microbiche, in termini di resa della conversione diretta in energia elettrica dai processi microbici di digestione della sostanza organica, mediante il miglioramento delle prestazioni degli elettrodi.