Recupero e risparmio energetico

Nuovi sistemi di stoccaggio con anidride carbonica solida

2011

Attualmente sono disponibili diversi sistemi per lo stoccaggio dell’energia termica per la catena del freddo (bagni di ghiaccio, soluzioni saline e materiali a cambiamento di fase). Tuttavia, tali sistemi non sono applicabili in tutti gli intervalli di temperatura richiesti dalle utenze industriali. Al contrario, nel caso in cui siano necessarie temperature inferiori a -50°C l’utilizzo della CO2 è una tecnologia adatta. Il calore latente della transizione tra la fase solida e quella gassosa di questo fluido può, infatti, essere sfruttato per stoccare energia termica a temperature molto basse. In uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori norvegesi [Hafner et al., 2011], viene proposto un sistema di stoccaggio indiretto di tale energia basato sull’utilizzo di un semplice scambiatore di calore a fascio tubiero e mantello. In particolare, in tale scambiatore la CO2 liquida, in pressione, viene sotto-raffreddata da un refrigerante all’interno dei tubi, solidificando nel lato mantello. Dopo aver illustrato i principali aspetti teorici, gli autori discutono alcune potenziali applicazioni del sistema. In particolare, come specifico caso di studio, viene preso in considerazione un tunnel di congelamento in grado di congelare 30 tonnellate di pesce al giorno. Le simulazioni dimostrano che utilizzando il sistema di stoccaggio proposto è possibile risparmiare il 30% dell’elettricità, mantenendo costante la capacità di congelamento del tunnel. Tuttavia, la progettazione e la costruzione di un impianto in grado di gestire i cambiamenti di fase della CO2 sono ancora complicate. La miscela bifasica può, infatti, provocare fenomeni di sporcamento, mentre la quantità di ghiaccio che si forma all’interno dei tubi è difficile da prevedere. Concludendo, gli autori evidenziano la necessità di ulteriori studi per approfondire il comportamento della CO2 vicino al suo punto triplo utilizzano un impianto pilota prima di implementare questa tecnologia a livello industriale.