Dai combustibili fossili allo sfruttamento dell’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili.
L’impegno globale verso la decarbonizzazione, guidato dai leader del settore e sostenuto dai legislatori, ha reso ancora più impellente la necessità di abbandonare i combustibili fossili per sfruttare fonti di energia rinnovabili. In quest’ottica, una soluzione alla portata di molte organizzazioni industriali consiste nel modificare l’alimentazione dei riscaldatori di processo, passando dall’uso di combustibili a sistemi elettrici. Tuttavia, la transizione non è semplice come premere un interruttore. In questo articolo Dennis Long, capo progettista impianti dell’unità operativa tecnologie energetiche e ambientali presso Watlow, prestigiosa società che produce apparecchiature per il riscaldamento industriale, spiega cosa possono fare i produttori per realizzare questa “rivoluzione elettrica” e perché è necessario agire il prima possibile.
Il settore del riscaldamento dei processi sta attraversando una fase di cambiamento. A fronte della crescente pressione a elettrificare tutti i processi industriali, i riscaldatori elettrici offrono una soluzione plausibile e decisamente più ecocompatibile. Uno degli sviluppi più importanti del trend di elettrificazione delle apparecchiature di riscaldamento dei processi consiste negli affidabili sistemi di riscaldamento dei processi a media tensione.
Un nuovo approccio
Secondo l’EPA (Environmental Protection Agency), una notevole quota delle emissioni globali di gas serra proviene dalla combustione di gas fossili da parte di fonti industriali. Gran parte di tale combustione avviene presso le strutture, per l’alimentazione e il riscaldamento. L’EIA (Energy Information Administration) stima che il settore industriale utilizzi all’incirca 24 milioni di miliardi di BTU (British Thermal Units) di calore all’anno, ossia all’incirca un terzo della fornitura energetica nazionale. Nel settore manifatturiero le applicazioni di riscaldamento dei processi impiegano da sole il 36% del consumo totale di energia erogata.
Di conseguenza, in tutto il mondo sta aumentando la pressione verso la decarbonizzazione e l’elettrificazione dei processi, ove possibile. Tale approccio è sostenuto non solo dagli enti governativi ma anche, negli ultimi anni, da numerosi organismi no profit e aziende di punta. Ad esempio, nel 2018 la Bank of England giudicò il settore finanziario “troppo lento nel disinvestire dalle fonti fossili” e ricordò che tali asset sarebbero potuti diventare del tutto inutili. Successivamente, nel maggio del 2021, dopo anni di proteste, un tribunale olandese impose a Shell Energy, società globale che opera nei settori petrolchimico e dell’energia, di ridurre le proprie emissioni di carbonio del 45% entro il 2030.
A seguito di tale sentenza, tutte le aziende che operano in questo settore hanno iniziato ad accelerare la decarbonizzazione dei rispettivi processi. Di fatto, oltre il 90% dei partecipanti a un sondaggio condotto da Watlow nel settore dell’industria petrolifera e del gas ha già sviluppato o sta preparando una strategia a lungo termine volta a raggiungere lo status di sito sostenibile a basse emissioni di carbonio.
Elettrificazione degli impianti termici
L’elettrificazione delle apparecchiature di riscaldamento dei processi è una delle principali strategie per contribuire alla lotta al cambiamento climatico nel settore petrolifero e del gas. I riscaldatori elettrici non utilizzano combustibili fossili e possono essere alimentati da fonti energetiche rinnovabili. Gli scambiatori di calore elettrici vengono già utilizzati nel settore petrolifero e del gas, ma da sempre sono riservati ad applicazioni con potenza nominale inferiore a 1 megawatt (MW).
Tuttavia, esiste un crescente potenziale per l’uso di riscaldatori elettrici in applicazioni con consumi compresi tra 1 e 15 MW. Le aree di impiego sono molteplici, tra cui la produzione di petrolio e gas, ma anche la produzione di combustibili rinnovabili o di ammoniaca e i processi di riciclaggio del carbonio.
Oltre a ridurre l’uso di combustibili fossili, i riscaldatori e gli scambiatori di calore elettrici offrono altri vantaggi, tra cui minore sfasamento termico, maggiore sicurezza operativa, distribuzione del calore più uniforme e minore impronta globale.
Il comparto elettrico può davvero fare la differenza?
Il fattore più importante nell’ambito del raggiungimento dei parametri di riscaldamento dei processi non è il metodo di riscaldamento, ma il flusso di calore della superficie riscaldante. Se si considera questo tipo di applicazioni, i riscaldatori elettrici possono raggiungere in piena sicurezza temperature di esercizio paragonabili a quelle dei riscaldatori a gas, garantendo maggiore uniformità e capacità di controllo superiori.
Watlow, azienda che produce riscaldatori elettrici per uso industriale da quasi un secolo, di recente ha presentato la nuova soluzione di controllo e riscaldamento integrata a media tensione POWERSAFE™, un’alternativa sicura, affidabile e “pulita” alle soluzioni che utilizzano combustibili fossili per le attrezzature di processo.
Il sistema POWERSAFE integra uno scambiatore di calore elettrico, un regolatore di processo e un impianto di alimentazione, oltre a un armadietto isolato a bassa tensione che contiene un’interfaccia uomo-macchina (HMI) e un controllore logico programmabile (PLC). Inoltre, incorpora una combinazione flessibile di circuiti per raddrizzatore controllato al silicio (SCR) e contattore fino a 20 MW che garantiscono un’alimentazione ad alta efficacia superiore al 99%, il che consente di ridurre la dimensione e il peso complessivi della soluzione.
Poiché i requisiti di potenza degli impianti termici ad alimentazione elettrica stanno aumentando, le soluzioni a media tensione, che non richiedono grandi quantità di cavi e trasformatori, sono ancora più interessanti in quanto riducono i costi di installazione complessivi. Inoltre, offrono ulteriori vantaggi in termini di sicurezza, quali relè di protezione ad alta velocità, interruttore automatico per l’arresto rapido, che consente di proteggere il personale e l’attrezzatura, e interblocchi di sicurezza per garantire un funzionamento sicuro.
Watlow sta contribuendo alle esigenze di decarbonizzazione di molti settori industriali che, storicamente, incontrano più difficoltà in assoluto nel controllo delle emissioni. Una soluzione a media tensione come POWERSAFE consente di semplificare al massimo la transizione dai combustibili all’alimentazione elettrica.
Per ricevere maggiori informazioni sul nuovo impianto termico POWERSAFE di Watlow, visitate watlow.com.
