Riduzione dei costi operativi e delle emissioni di CO₂ con Energify
Preziosa energia viene tipicamente persa nelle stazioni di riduzione della pressione, nelle tubazioni di scarico del vapore e nei sistemi di condensazione. Con Energify, CFT offre una soluzione semplice e robusta per convertire in modo economico anche piccole differenze di pressione in energia, riducendo i costi elettrici e abbassando le emissioni di CO₂. Le prestazioni del sistema sono controllate con precisione tramite valvole a disco scorrevole di Schubert & Salzer.
«All’inizio dobbiamo sempre fare un po’ di convincimento», afferma Selcuk Aslan, Project Manager di Energify presso CFT. «Il nostro sistema è altamente sviluppato, ma l’idea e l’architettura di base sono molto semplici. Per questa ragione, talvolta le persone sono scettiche. Tuttavia, una volta visto e compreso Energify, vengono rapidamente convinte della robustezza e affidabilità della tecnologia — e del fatto che la semplicità sia in realtà un grande vantaggio.»
Energify risponde a due sfide comuni per quasi tutte le aziende industriali:
- ridurre le emissioni di CO₂,
- aumentare l’efficienza energetica ed economica.
Il sistema sfrutta anche piccole differenze di pressione per generare energia elettrica da reinserire nella rete interna degli stabilimenti. Tali differenze di pressione sono presenti praticamente in tutti gli impianti industriali: nelle stazioni di riduzione, nelle tubazioni di scarico vapore, nei sistemi di condensazione e nei sistemi a contropressione. Senza una tecnologia adeguata, l’energia contenuta nei fluidi viene quasi sempre dissipata inutilmente.
Utilizzo ottimale dell’energia già esistente
«Energify ottimizza l’uso dell’energia già presente», spiega Maximilian Igelbüscher, project engineer di CFT. «Per garantire un processo continuo, il nostro sistema opera sempre in bypass. Il principio è semplice: il vapore, o qualsiasi gas, viene espanso a una pressione più bassa attraverso un espansore a pistone rotativo. Ciò genera energia meccanica. Questa energia viene trasferita tramite un albero a un generatore asincrono, che la converte in elettricità immessa nella rete a bassa tensione.»
L’espansione del gas nell’espansore genera energia meccanica, poi convertita in energia elettrica dal generatore asincrono. Una valvola a disco scorrevole controlla la prestazione dell’espansore in modo preciso.
A seconda delle ore di funzionamento, il sistema può generare fino a 175 MWh all’anno in uno spazio molto ridotto. Il tempo di ammortamento è inferiore a tre anni, e includendo i costi di manutenzione si stimano risparmi superiori a 270.000 euro nell’arco di dieci anni.
Miglioramenti ottenuti grazie alla valvola a disco scorrevole
All’inizio non era semplice controllare con precisione le prestazioni dell’espansore: la valvola a globo precedentemente utilizzata era troppo lenta nel reagire ai cambiamenti del processo e non riusciva a garantire la pressione di uscita desiderata.
«Abbiamo cercato a lungo una soluzione per migliorare il sistema. Alla fine abbiamo contattato Marcel Mokosch di Schubert & Salzer, che è venuto subito da noi. Ha proposto una soluzione con valvola a disco scorrevole che non solo ha soddisfatto le nostre aspettative, ma le ha superate», spiega Igelbüscher.
Le prestazioni di regolazione eccellenti derivano dal principio costruttivo della valvola: due dischi di tenuta scorrono uno sull’altro per modulare la sezione di passaggio. La corsa massima tra apertura e chiusura è di soli 6–9 mm, richiedendo forze di attuazione molto ridotte. Questo consente un controllo estremamente preciso e reattivo.
«L’accuratezza di controllo è migliorata sensibilmente. Ora possiamo regolare la pressione di uscita con assoluta precisione», aggiunge Aslan.
Un altro vantaggio importante: la valvola a disco scorrevole ha sostituito due valvole precedenti. Per ragioni di sicurezza, è necessario poter interrompere la fornitura di gas o vapore entro due secondi. Per questo prima era installata una valvola a chiusura rapida a monte della valvola di regolazione. Le valvole a disco scorrevole, invece, chiudono in pochi millisecondi e svolgono entrambe le funzioni.
Inoltre, la valvola DN80 attualmente utilizzata pesa solo 15 kg, mentre le due valvole precedenti pesavano complessivamente circa 170 kg. Un grande vantaggio soprattutto ai fini della manutenzione annuale.
Più economico del fotovoltaico
Il sistema dimostrativo si trova in una latteria nel Münsterland, installato sulla linea del vapore a 8 bar. Con una pressione di ingresso di 8 bar(g), una pressione di uscita di 5 bar(g) e una portata media di 2 t/h, si ottiene una potenza elettrica di 27 kW.
Con 6.500 ore di funzionamento all’anno, il sistema genera 175 MWh, con un’amortizzazione inferiore a tre anni.
Un esempio comparativo fornito da CFT:
Un sistema Energify da 300 kW, funzionante per 8.500 ore/anno, produce circa 2.550 MWh — su una superficie occupata di soli 40 m².
Per ottenere la stessa energia con il fotovoltaico, sarebbero necessari circa 13.500 m² (considerando 1.000 ore annue di utilizzo medio in Germania).
«La tecnologia ha un potenziale enorme. Solo in Germania sono attivi migliaia di generatori di vapore. E il vapore è solo uno dei gas da cui possiamo ricavare energia. In linea di principio, Energify può funzionare con quasi tutti i gas: azoto, gas di cokeria, gas naturale, idrogeno», conclude Aslan.
