Termoeconomia e sistemi energetici innovativi

La termoeconomia è un approccio complesso per valutare le prestazioni di un sistema energetico in termini di aspetti sia termodinamici sia economici. La termoeconomia è stata proposta e sviluppata da svariati autori negli anni precedenti.
Il DIME-TPG è coinvolto in questo tema dai primi anni 90. Gli interessi e l'esperienza maturata riguarda i seguenti aspetti:
·         Analisi e ottimizzazione termoeconomica di sistemi energetici avanzati (cicli misti aria-vapore, sistemi ibridi con cella a combustibile, cicli combinati con gassificatore integrato, ecc.).
·         Ottimizzazione dello schema di impianto e della sua gestione per impianti cogenerativi e trigenerativi (ottimizzazione operazionale oraria, scenario relativo al prezzo di vendita dell'energia e alle efficienze di impianto).
·         Impatto ambientale dei sistemi energetici.
Uno degli ultimi esempi riguarda l'applicazione dell'analisi termoeconomica ad un impianto innovativo basato sulla decarbonizzazione del combustibile e la separazione dell'anidride carbonica. In questo caso, la sezione di pre-trattamento del combustibile è responsabile di un notevole aumento della complessità dell'impianto che riguarda l'efficienza globale e i costi capitale ed energetici.
L'ottimizzazione operazionale e di schema di impianto richiede un approccio dettagliato anche per i vincoli economici dei sistemi, come l'andamento del costo del combustibile e dei prezzi dell'energia elettrica e termica. La termoeconomia ambientale riguarda l'impatto ambientale dei sistemi energetici dal punto di vista termoeconomico.
La Carbon Exergy Tax (CET) dovrebbe spingere il mercato liberalizzato dell'energia verso le tecnologie di conversione più avanzate ed efficienti e verso le fonti rinnovabili (esse non dovrebbero essere tassate poiché non emettono anidride carbonica); inoltre la CET è una soluzione efficace per rendere economicamente fattibile il sequestro della CO2.

Pubblicazioni

  1. Traverso A., Santarelli M., Massardo A.F., Cali' M., 2003, A New Generalised Carbon Exergy Tax: an effective rule to control global warming, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 125, pp. 972-978.
  2. Ghigliazza F., Traverso A., Massardo A.F., 2009, Thermoeconomic impact on combined cycle performance of advanced blade cooling systems, Applied Energy, Volume 86, Issue 10, October 2009, Pages 2130-2140.
  3. Santin M., Traverso A., Magistri L., Massardo A.F., 2010, Thermoeconomic analysis of SOFC-GT hybrid systems fed by liquid fuels, Energy, Volume 35(2), pp. 1077 1083.
  4. Rivarolo M., Greco A., Massardo A.F., 2013, Thermo-economic optimization of the impact of renewable generators on poly-generation smart-grids including hot thermal storage, Energy Conversion and Management 65 (2013) pp. 75–83.
  5. Barberis S., Traverso A., 2015, Thermoeconomic Analysis Of Csp Air-Steam Mixed Cycles with Low Water Consumption, 7th International Conference on Applied Energy – ICAE2015.