- Ente Finanziatore
DOE Hydrogen program - Valore del progetto
5.699.861,00 $ - Durata del progetto
1 Aprile 2021 – 31 Marzo 2024 - Responsabile scientifico
– - Referente Leap low carbon technologies
Maurizio Spinelli | maurizio.spinelli@polimi.it - Sito web del progetto: link
DESCRIZIONE DEL PROGETTO
Obiettivi
Il tema del progetto riguarda la produzione di acciaio a partire da idrogeno prodotto sia per elettrolisi da fonti rinnovabili (green H2) che da reforming di gas naturale con cattura, utilizzo e/o stoccaggio della CO2 (blue H2).
Lo scopo principale del progetto è lo studio e la dimostrazione (a TRL4) del funzionamento integrato di celle elettrolitiche ad ossidi solidi (SOEC) per la produzione e l’utilizzo di idrogeno in impianti per la riduzione diretta del ferro (direct reduced iron, DRI). Il progetto coprirà le fasi di configurazione del processo (bilanci di massa ed energia e confronto con altre tecnologie), sperimentazione di laboratorio, dimensionamento di un sistema su piena scala e valutazione dell’integrazione del processo nel mercato elettrico e in quello dell’idrogeno. In particolare:
- nel primo anno, verranno proposte, simulate e caratterizzate diverse configurazioni impiantistiche, nell’ottica di identificare il sistema ottimale capace di minimizzare il consumo energetico e le emissioni di CO2 (dirette e indirette) preservando la qualità del prodotto finale. A questo scopo, verranno definite sia le condizioni operative ottimali sia dei moduli SOEC (anche in co-elettrolisi) che del reattore DRI alimentato a idrogeno.
- il secondo anno sarà impegnato per il design e la costruzione dell’impianto pilota: i partner collaboreranno dimensioneranno un sistema sperimentale “hardware in the loop” capace di replicare il funzionamento di un impianto in piena scala dell’impianto, attraverso moduli SOEC collegati ad un generatore di syngas azionato da una logica di controllo che rispecchi il funzionamento di reattori DRI industriali.
- nel terzo anno, le risultanze delle campagne sperimentali verranno utilizzate per la validazione dei modelli numerici e per il dimensionamento di un impianto in piena scala(con una capacità produttiva di 2-2.5 Mton/anno). Verranno anche valutate sia possibili integrazioni con altoforni e acciaierie ad arco elettrico.
L’output finale del progetto sarà quindi il design di alto livello di un processo per la produzione di acciaio innovativo, ibrido e sostenibile, capace di interfacciarsi in modo ottimale con il mercato elettrico e dell’idrogeno.
Risultati raggiunti
Il progetto è ancora nelle sue fasi iniziali.
