PRODUZIONE ED OTTIMIZZAZIONE DELL'USO DELL'ENERGIA

(EEPU - Enhancement of Energy Production and Use)

L’ENEA svolge attività di ricerca nel campo del trasferimento di calore e di massa nei sistemi mono e bifase, per applicazioni relative all’industria elettronica, aerospaziale, del freddo alimentare, della climatizzazione e di processo.

ENEA è impegnata da anni nello sviluppo su scala significativa di un processo di cattura multi-ciclica della CO2, a emissioni zero, basato sulla decarbonizzazione dell’uso di combustibili convenzionali (solido o gas), con cattura della CO2, produzione di idrogeno e sua successiva combustione in una turbina a gas per la produzione di energia elettrica.

Lo stato di sviluppo dei sistemi di accumulo elettrico continua ad evidenziare un sempre maggiore impegno di ricerca e sviluppo ed applicazioni in varie parti del mondo.
L’accumulo elettrochimico (in batterie e supercondensatori) è visto in prospettiva come una tecnologia particolarmente adatta a favorire una crescente introduzione delle fonti rinnovabili non programmabili e per agevolare l’evoluzione delle reti elettriche verso una configurazione più distribuita in una logica “smart”, cioè di relazione biunivoca tra produttori e consumatori, intermediata dai gestori della rete.

La ricerca ENEA è concentrata sul miglioramento dell’efficienza energetica nel settore dei trasporti, anche attraverso lo sviluppo di sistemi e componenti, caratterizzati al banco e su strada in prototipi a basso impatto ambientale. E’ dedicata una particolare attenzione ai veicoli elettrici ed ibridi e ai relativi sistemi di accumulo di energia e ricarica, all’uso dell’idrogeno e delle sue miscele.

ENEA possiede competenze ed esperienza sia sulle celle a combustibile a bassa temperatura che su quelle ad alta temperatura. Con riferimento ai sistemi operanti a temperature più basse come le celle polimeriche (PEMFC) e quelle a metanolo diretto (DMFC), utilizzate principalmente nell’elettronica di consumo e nei sistemi di potenza portatili, le attività di ricerca e sviluppo sono concentrate sul perfezionamento dei materiali elettrodici e sulla riduzione dei costi di componenti di cella, sul loro processo di fabbricazione e sul testing di monocelle e stack.

L’ENEA conduce attività di ricerca, sperimentazione e caratterizzazione di dispositivi e componenti avanzati per applicazioni solari fotovoltaiche di diversa tipologia (solare piano, a concentrazione, ibrido fotovoltaico-termico) e per l’integrazione in edilizia (BIPV). Le attività di ricerca includono anche l’analisi degli aspetti di LCA, con un focus sul design dei moduli fotovoltaici orientato al riciclaggio. Per i nuovi approcci del “digital PV” sviluppa sistemi, componenti e processi per la massimizzazione della producibilità, il controllo ed il condizionamento della potenza, l’integrazione dei sistemi nelle reti, l’automazione delle azioni di O&M.

ENEA sviluppa soluzioni, viste come un insieme coordinato di interventi tecnologici, economici e sociali, che mirano a rendere le città più sostenibili, concentrandosi sui temi specifici dei distretti sostenibili, sia dal punto di vista energetico-ambientale (edifici ed abitazioni, strade ed illuminazione pubblica, piattaforme ICT urbane), che da quello legato agli aspetti della coesione, inclusione sociale e consapevolezza energetica (smart communities)  al fine di migliorare la qualità della vita dei cittadini. 

ENEA ha sviluppato un concetto innovativo di impianto solare a concentrazione che utilizza sali fusi ad alta temperatura (550°C) sia come fluido termovettore che come mezzo per l’accumulo termico in sistemi parabolici lineari. L’impiego di sali fusi costituisce un’innovazione sostanziale rispetto agli impianti attualmente più diffusi, che utilizzano oli sintetici come fluido termovettore in concentratori parabolici lineari, potendo raggiungere temperature massime di 390°C, ed usano sali fusi solo come mezzo di accumulo termico, con la necessità di introdurre scambiatori di calore tra olio e sali.

Le attività dell’ENEA nel settore rispondono all’esigenza di supportare l’industria nazionale nel fornire risposte adeguate alla necessità di innovazione tecnologica e di sistema nel campo della produzione di elettricità e calore in impianti di piccola-media taglia (filiere agroenergetiche locali) e, in prospettiva, dei biocarburanti avanzati. Queste attività sono condotte presso i Centri di Ricerca ENEA di Trisaia e Casaccia