SCHEDA PROGETTO

Comune Di Isera
Generazione stazionaria e distribuita di energia elettrica e termica, con l'impiego del vettore idrogeno, prodotto per elettrolisi sfruttando l'energia solare per idrolisi di sodio-boro-idruro (s-b-h)

Informazioni sul candidato:

Ragione sociale Comune Di Isera

Settore PUBBLICO

Sito web http://www.comune.isera.tn.it

Attivita dell'impresa Azienda Servizi comunali che gestisce in economia diretta la distribuzione e vendita di energia elettrica gas e acqua

Certificazioni

Forme di controllo della gestione

Certificazioni del prodotto

Informazioni sull'innovazione:

Titolo Generazione stazionaria e distribuita di energia elettrica e termica, con l'impiego del vettore idrogeno, prodotto per elettrolisi sfruttando l'energia solare per idrolisi di sodio-boro-idruro (s-b-h)

Presentazione dell'innovazione Impianto dimostrativo costituito da un sistema fotovoltaico da collegare in rete e/o per alimentare un elettrolizzatore per la produzione di idrogeno che, accumulato a bassa pressione, sarà utilizzato per la generazione di energia elettrica attraverso celle a combustibile collegate con una rete secondaria L’idrogeno può essere anche prodotto attraverso l’idrolisi di un sale, il sodio-boro-idruro e alimentare le celle.

Progettista ING. MASSIMO LUMINARI

Innovazione di processo

Tema Servizi e innovazi.di sistema

Descrizione dell'innovazione Obiettivi principali dell’impianto: - impiego di fonti rinnovabili per la generazione stazionaria e distribuita di energia elettrica e termica - massima affidabilità sulla disponibilità di energia elettrica - immissioni nulle in atmosfera di elementi inquinanti - gestione locale e remotata dei parametri di funzionamento per la massimizzazione del rendimento dell’impianto e della qualità dell’energia saranno perseguiti attraverso: - produzione di idrogeno con l’impiego di fonti energetiche rinnovabili o alternative (S-B-H) senza immissioni in atmosfera di elementi inquinanti - impiego di sistemi fotovoltaici per l’alimentazione del sistema di dissociazione elettrolitica dell’acqua - sistemi fotovoltaici trasportabili su carrelli attuati con elementi realizzati con diverse tecnologie - stoccaggio dell’idrogeno a bassa pressione in serbatoi di grande capacità - impiego dell’idrogeno in celle a combustibile per la produzione in cogenerazione di energia elettrica e termica - utilizzo di celle a combustibile realizzate con tecnologie AFC con elettrolita alcalino e PEMFC con elettrolita a membrana polimerica - alimentazione di una sottorete di back-up sconnessa da quella generale - controllo locale collegato con controllo remoto e monitoraggio di tutti i parametri di funzionamento dell’impianto - gestione integrata del funzionamento dell’impianto Un sistema di pannelli fotovoltaici, montati su carrelli mobili, con una potenza di picco di circa 8 KWp e di moduli sperimentali costituiti da concentratori parabolici, lineari e a disco, per una potenza di picco di circa 7 KWp, provvedono, se richiesto, all’alimentazione dell’elettrolizzatore per la produzione di idrogeno. Il gas depurato viene accumulato alla pressione max di 35 bar in serbatoi con capacità di 1 m3 . L’impianto sarà gestito in modo da mantenere il sistema di stoccaggio sempre completamente carico. L’elettrolizzatore potrà avere la doppia alimentazione, sia dal sistema fotovoltaico sia dalla rete generale. L’idrogeno prelevato dai serbatoi verrà utilizzato per alimentare due generatori con celle con una potenza elettrica complessiva di 10 KWel che saranno sia di tipo alcalino con elettrolita liquido sia di tipo a membrana polimerica con elettrolita solido; essi verranno sperimentati con un funzionamento di tipo cogenerativo per utilizzare il calore estratto dal raffreddamento delle celle a combustibile per la produzione dell’acqua sanitaria (con temperature di circa 60°C). Le celle a combustibile dei generatori elettrici potranno essere alimentate anche con idrogeno prodotto tramite idrolisi di un idruro (S-B-H) diluito in acqua. Il reattore permette di generare idrogeno puro, solo dove e quando serve, in tutta sicurezza, alla pressione atmosferica ed alla temperatura ambiente con residuo costituito da un sale, tipo borace, che può essere usato industrialmente oppure riciclato per la ricarica di idrogeno. Il S-B-H, reagendo con l’acqua alla presenza di un opportuno catalizzatore, senza necessità di energia elettrica, rilascia velocemente tutta la quantità di idrogeno in esso contenuto che viene raddoppiata dal contributo in idrogeno fornito dall’acqua stessa in cui il sale è disciolto. L’affidabilità nella continuità di alimentazione dell’energia elettrica, in caso di black-out, e quindi una elevata disponibilità che definisce la qualità dell’energia, è garantita dai generatori con le celle a combustibile dei quali uno con AFC e l’altro con PEMFC. Le due tecnologie messe a confronto servono a sperimentare le ipotesi formulate nell’impostazione della presente proposta ed in particolare: - le AFC funzionano con rendimento e affidabilità più elevati e sono quindi molto adatte all’impiego per la generazione stazionaria di energia - le PEM sono più compatte, hanno minore rendimento rispetto alle AFC, minore durata e si prestano meglio all’impiego nel settore trasporti. Il sistema di controllo locale gestisce tutti i dispositivi di allarme e di sicurezza in caso di guasti delle apparecchiature e di eventuali fughe di idrogeno. Dal sistema di controllo vengono gestiti: - il collegamento dei gruppo fotovoltaici alla rete - l’alimentazione dell’elettrolizzatore dal sistema fotovoltaico e dalla rete - lo stoccaggio dell’idrogeno - l’intervento del sistema di produzione di idrogeno da S-B-H con l’alimentazione delle celle - l’intervento dei generatori con celle a combustibile per l’alimentazione della rete di back-up in caso di black-out generale Il sistema di controllo e gestione locale sarà anche remotato per la misura e verifica dei parametri di funzionamento dell’impianto .

Data della prima realizzazione da realizzarsi

Benefici ambientali Tutte le tecnologie che verranno sperimentate nell’impianto dimostrativo oggetto della presente innovazione sono trasportabili e possono essere diffuse con la garanzia dell’impiego di soluzioni tecniche ad impatto ambientale nullo. Infatti tecnologie d’avanguardia vanno comunque integrate in un’area appositamente costruita e che si armonizza con l’ambiente circostante. Un impianto dimostrativo di generazione di idrogeno e di energia elettrica non può prescindere da una pianificazione integrata con la disponibilità di fonti rinnovabili ed utilizzabili nella zona geografica interessata,rappresentate nel presente progetto dall’energia solare, unica disponibile. Le ricadute ambientali della sua diffusione derivano dall’utilizzo anche di altre fonti rinnovabili disponibili come per esempio quella idroelettrica sul territorio trentino, oppure eolica, biomasse, ecc. su altri territori. Una novità interessante che la presente proposta introduce è quella che, mancando anche la fonte rinnovabile di energia, in caso di black-out totale, con il sistema che impiega il S-B-H per la produzione HOD di idrogeno possono essere alimentate le celle a combustibile. Il sistema HOD+ celle offre una disponibilità elevatissima, e quindi una qualità molto elevata dell’energia, come back-up in caso di black-out con emissioni nulle in atmosfera, senza lo stoccaggio in bombole di gas compresso prodotto solo su necessità. Il residuo della reazione può essere riciclato per il ricarico di idrogeno. La sicurezza è garantita in modo intrinseco dai sistemi di generazione dell’idrogeno a pressione e temperatura ambiente come avviene, soprattutto nel generatore di sodio-boro-idruro, dal suo stoccaggio a bassa pressione ( 35 bar). I componenti modulari dell’innovazione proposta possono essere distribuiti con funzionamento stand-alone e collegati in rete tra più siti per un funzionamento integrato di più tecnologie. Per es. una rete elettrica può essere alimentata da più generatori con celle a combustibile (microdistribuzione) alimentate con idrogeno prodotto in posti diversi con differenti tecnologie.

Altri benefici ambientali

Minor consumo energie non rinnovabili

Diminuzione scarichi inquinanti

Riduzione rifiuti prodotti

Ricorso energie rinnovabili

Minor consumo materie prime

Ricorso a risorse locali

Miglior uso infrastrutture esistenti

Minor ricorso a trasporto e logistica

Valutazione dell'impatto dell'innovazione sul sistema

Altri attori sociali coinvolti per la promozione e lo sviluppo dell'innovazione L'amministrazione comunale di Isera ha coinvolto l'Università di Trento nella ricerca di innovazioni tecnologiche riguardanti le fonti energetiche alternative.

Politiche di comunicazione ambientale e sociale adottate