I ricercatori dell'Università del South Australia hanno sviluppato una nuova tecnica che potrebbe ridurre notevolmente la dipendenza dell'industria dal gas naturale, combinando energia rinnovabile e accumulo termico a basso costo per fornire calore per processi industriali ad alta temperatura.

La ricerca indica che circa il 20% delle emissioni globali di combustibili fossili è attualmente prodotto dall'industria, principalmente attraverso la combustione di gas naturale per creare calore per vari processi nella fabbricazione di prodotti come carta, prodotti chimici e minerali.

Il settore industriale è il terzo maggior contribuente alle emissioni di gas serra nel mondo, e come tale, affronta una pressione crescente per ridurre la sua impronta di carbonio.

Ricercatore Rhys Jacob, dall'Istituto Barbara Hardy dell'UniSA, spiega che il sistema sviluppato dal suo team può fornire calore industriale a temperature comprese tra 150 e 700°C utilizzando l'energia rinnovabile solare o eolica combinata con un nuovo approccio allo stoccaggio dell'energia.

"Piuttosto che cercare di immagazzinare elettricità rinnovabile in una batteria, il nostro sistema utilizza l'elettricità per generare calore e quindi immagazzina quel calore in un letto di rocce e materiali a cambiamento di fase, quindi può essere disponibile su richiesta per applicazioni ad alta temperatura, "dice Giacobbe.

"Attualmente siamo in grado di fornire temperature fino a circa 700°C, che è adeguato per molti processi in industrie come la cartiera, agricoltura, operazioni minerarie e produzione alimentare."

Oltre ai vantaggi ambientali di un funzionamento senza emissioni, il sistema è anche competitivo dal punto di vista economico, offrendo potenziali risparmi contro prezzi del gas sempre più instabili e uno stoccaggio più conveniente rispetto alla tecnologia delle batterie.

"I prezzi del gas sono andati alle stelle ultimamente, che è un incentivo fondamentale per l'industria a trovare alternative, e l'immagazzinamento del calore è anche una grandezza o due in meno rispetto all'immagazzinamento dell'energia nelle batterie, "dice Giacobbe.

Nonostante il suo potenziale di cambiamento del settore, la tecnologia è composta da componenti relativamente basilari, il che significa che i costi di installazione iniziale sono bassi, e la manutenzione continua non richiede competenze specialistiche o pezzi di ricambio costosi.

"Un vantaggio chiave di questo sistema è che il personale attuale nella maggior parte delle operazioni potrebbe mantenerlo senza alcuna formazione, che assicura che sia estremamente facile da integrare in un business esistente, "dice Giacobbe.

Questa facile integrazione garantisce inoltre che il sistema possa funzionare in combinazione con unità di riscaldamento a gas esistenti, fornendo ai produttori una maggiore flessibilità e affidabilità nel ciclo produttivo.

"La capacità di accumulo di calore nel sistema dovrebbe essere sufficiente a coprire la maggior parte delle fluttuazioni nell'input di energia rinnovabile, ma se a volte c'è un deficit, il gas potrebbe ancora essere portato in linea secondo necessità.

"Allo stesso modo, potresti utilizzare il nostro sistema come preriscaldatore in applicazioni come la produzione di cemento, che richiede temperature dell'aria fino a 1400°C.

"In entrambi questi scenari, la combinazione del nostro sistema con la tecnologia esistente potrebbe portare a una significativa riduzione dei costi operativi e delle emissioni di gas serra, "dice Giacobbe.

Il team di ricerca ha attualmente un prototipo funzionante situato presso il Barbara Hardy Institute di Mawson Lakes, e sta sviluppando un secondo, versione leggermente perfezionata del sistema che dovrebbe essere adatta a un funzionamento commerciale completo.

Altre ricerche sul progetto stanno portando a progressi potenzialmente rivoluzionari nella capacità di accumulo termico dei materiali a cambiamento di fase e nell'efficienza delle conversioni da calore a energia, indicando crescenti opportunità di innovazione nelle aree correlate.