DESTINY
Il progetto DESTINY mira a realizzare una soluzione funzionale, ecologica ed economica, scalabile e replicabile utilizzando energia a microonde per la lavorazione continua dei materiali in industrie ad alta intensità energetica. L’obiettivo è sviluppare e dimostrare un nuovo concept di cottura per materie prime granulari per la trasformazione di materiali, utilizzando il riscaldamento a microonde come fonte di energia alternativa e complementare alla produzione convenzionale già esistente. Il sistema DESTINY è concepito come un forno cellulare in un impianto modulare mobile che porterà significativi vantaggi in termini di risorse ed efficienza energetica, flessibilità, replicabilità, scalabilità e riduzione dell’impatto ambientale.
L’effetto delle soluzioni proposte dal progetto DESTINY in termini di stabilità, efficienza del processo e caratteristiche delle materie prime, prodotti intermedi/sub/finali sarà studiato al fine di migliorare le prestazioni dei processi industriali all’interno di tre settori industriali (cemento, ceramica e acciaio). Nuove tecnologie di riscaldamento, sistemi di monitoraggio e strumenti di simulazione numerica saranno utilizzati per guidare il progetto ed eccellere nel risultato.
L’industrializzazione e la sostenibilità della tecnologia a microonde ad alta temperatura proposte da DESTINY saranno stimate attraverso la valutazione di importanti indicatori di prestazione (key performance indicators – KPI), utilizzando metodologie del ciclo di vita. Saranno elaborati modelli di business basati su soluzioni tecnologiche, fattibilità economica ed analisi di replicabilità per garantire un ampio sfruttamento e penetrazione del mercato. Per supportare la replicabilità industriale di DESTINY, specifiche attività di exploitation e dissemination sono state definite e saranno svolte per l’intera durata del progetto.
Gli Obiettivi
Il progetto DESTINY mira ad introdurre un sistema di lavorazione a microonde ad alta temperatura a livello industriale primo nel suo genere, offrendo ai settori ad alta intensità energetica i seguenti benefici: riduzione del consumo energetico, minori costi di esercizio di attività e il miglioramento del profilo di sostenibilità.
Il sistema DESTINY è concepito come un forno cellulare in un impianto modulare mobile, progettato per coprire il processo di stoccaggio del materiale di alimentazione-prodotto di combustione in un sistema pulito unico, caratterizzato da una maggiore flessibilità di produzione. Al fine di evitare significative perdite delle prestazioni complessive del processo, sarà necessario abilitare operazioni con throughput compresi tra il 10% e il 100%.
Gli obiettivi si concentrano sul miglioramento dei coefficienti di efficienza nelle seguenti aree:
- ± 30% della flessibilità per l’input di energia entro i tempi di fluttuazione delle fonti rinnovabili (escluse perdite significative nella specifica efficienza energetica);
- Miglioramento dell’efficienza energetica pari al 40% (a seconda delle diverse applicazioni industriali e di prodotto);
- Miglioramento in termini di efficienza delle risorse (carburante) superiore al 40%;
- Riduzione del 45% delle emissioni di CO2 (senza considerare la generazione di elettricità allo stato stazionario);
- Diminuzione di OPEX e CAPEX del 15%.
Impatto Previsto
Il settore manifatturiero è una forza trainante dell’economia europea, il quale offre oltre 6.553 miliardi di euro del PIL, pari al 21% circa del prodotto interno lordo dell’UE e di oltre 30 milioni di posti di lavoro in 25 diversi settori.
In un contesto legislativo che pone l’attenzione su cambiamenti climatici, volatilità dei prezzi dell’energia e su una maggiore consapevolezza ambientale, la produzione moderna dovrebbe concentrarsi sull’introduzione di soluzioni che sfruttano fonti rinnovabili, nonché su un’economia sostenibile ed eco-efficiente.
L’industria europea delle materie prime di largo consumo ha già implementato tecnologie, sistemi e misure di controllo che favoriscono un consumo minore di energia primaria e una diminuzione delle emissioni degli impianti. Tuttavia, al fine di ottenere ulteriori significative riduzioni energetiche è necessario concentrarsi sulle parti più energivore della catena di produzione come i processi di cottura. In questo senso, il nuovo sistema proposto da DESTINY costituirà un’opportunità di miglioramento degli attuali processi di riscaldamento industriale.
Il concept DESTINY rappresenta infatti un cambiamento di paradigma: offre nuove soluzioni a basso costo per nuovi processi o per il retrofit di impianti esistenti. Il sistema è progettato come un’unità modulare per creare in loco qualsiasi capacità produttiva richiesta dai clienti. Considerate le dimensioni ridotte, consente una produzione su richiesta, delocalizzata e con un’elevata flessibilità e portabilità di produzione, offrendo la possibilità di sviluppare nuove strategie di business e garantendo una maggiore flessibilità di input di energia. DESTINY, dunque, si adatta perfettamente alle politiche di efficienza energetica per le prestazioni delle reti elettriche di prossima generazione basate su fonti rinnovabili.
Considerate le novità dei risultati di DESTINY, ci si aspetta che abbia un elevato potenziale di applicazione sul mercato, soddisfacendo un’esigenza reale e una domanda proveniente dalle industrie coinvolte in settori ad alto consumo energetico che processano materie prime.
I Risultati
DESTINY offrirà una nuova soluzione eco-efficiente basata sulla tecnologia a microonde, progettata per sviluppare nuovi processi radicali e versatili adatti a diversi settori industriali.
L’obiettivo del progetto è avvicinare la tecnologia ad un tasso di produzione industriale che garantisca scalabilità, replicabilità ed efficacia. Inoltre, il modulo completamente elettrico proposto da DESTINY ha l’obiettivo finale di ridurre la dipendenza diretta delle industrie ad alta intensità energetica dai combustibili fossili, favorendo in questo modo il raggiungimento degli obiettivi dell’accordo di Parigi.
DESTINY offrirà ai settori energivori la possibilità di sostituire le tecnologie di riscaldamento standard tagliando mediamente del 30% l’energia necessaria per la produzione [kWh/kg], riducendo le emissioni di CO2 più del 40%, con riduzione proporzionale aggiuntiva di SOx e NOx.
I risultati specifici attesi dal progetto sono:
- Un impianto pilota portatile per microonde pronto all’uso (prototipo), con una capacità di produzione superiore a 20 kg/h da un forno a cella singola, in grado di raggiungere temperature di lavoro superiori a 1000 ° C;C
- Un design che consente l’utilizzo di matrici di celle nel forno a microonde, considerando 130 kg / h per cella, in grado di ottenere tassi di produzione operativi commerciali;
- Un risparmio energetico minimo del 30% sul processo (grazie all’utilizzo della tecnologia a microonde e all’uso di strategie di controllo avanzate);
- La riduzione dei costi operativi compresi tra il 15-30%;
- L’implementazione di un concept di elaborazione “switch-and-go”;
- Un riscaldamento 10 volte più veloce del processo di produzione;
- Una riduzione del 40% delle emissioni di SOx, NOx, CO2 e CO;
- Evitare la combustione (anche attraverso nuove strategie specifiche per il monitoraggio e il controllo delle emissioni, con un’elevata riduzione delle particelle);
- Garantire un funzionamento sicuro per gli operatori e l’ambiente circostante in tutte le applicazioni della tecnologia MW, nel rispetto delle relative direttive e raccomandazioni UE;
- Manuali per l’utente, best practices, documentazione sulla salute e sulla sicurezza;
- Valutazione degli indicatori di successo KPI
Il concept DESTINY verrà testato in due impianti dimostrativi situati in Spagna e Germania per includere i settori energivori e strategici dell’industria ceramica (pigmenti), del cemento (argilla calcinata) e dell’acciaio (sinterizzato, pellet di minerale di ferro / ferro spugnoso – DRI – ZnO), con lo scopo di convalidare i parametri critici della tecnologia sviluppata nell’ambiente più pertinente. Verranno utilizzati due diversi moduli di alimentazione ed un unico modulo mobile a microonde per il trattamento dei prodotti nei due diversi siti.
Considerati i miglioramenti proposti da DESTINY nel processo MW, verrà sviluppata una strategia di exploitation che consentirà di massimizzare il potenziale dei risultati del progetto, attraverso l’analisi e la valutazione dei possibili percorsi di sfruttamento, degli utenti e dei mercati di riferimento, riconsiderando tutti gli aspetti interni e/o esterni dal punto di vista aziendale.
