Il calore prodotto dalle attività industriali non deve necessariamente andare disperso. Può essere recuperato, immagazzinato e utilizzato nuovamente quando serve, contribuendo a ridurre i consumi energetici e le emissioni. È questo il principio alla base di PETRONAS Iona ThermaBatt, la nuova gamma di batterie termiche sviluppata da PETRONAS Lubricants International (PLI) e i-TES, azienda torinese specializzata nella progettazione di sistemi di accumulo energetico. La nuova tecnologia è stata presentata oggi a Santena e rappresenta il risultato di una collaborazione industriale e scientifica avviata nel 2020. L’obiettivo è valorizzare una risorsa energetica spesso inutilizzata, il calore in eccesso, attraverso sistemi capaci di conservarlo e renderlo disponibile in un momento successivo. Una soluzione pensata per trovare applicazione nei processi industriali, negli edifici, nei sistemi di riscaldamento e nelle infrastrutture digitali, dove la gestione dell’energia termica assume un’importanza crescente.
Come funzionano le nuove batterie termiche PETRONAS Iona ThermaBatt
Il cuore della tecnologia è rappresentato dai materiali a cambiamento di fase, conosciuti con la sigla PCM (Phase Change Materials). Si tratta, nel caso della nuova gamma, di materiali interamente di origine biologica che possiedono la capacità di assorbire, conservare e rilasciare energia termica attraverso un processo fisico basato sul calore latente. Il funzionamento si basa sul passaggio del materiale da uno stato fisico all’altro. Durante la fase di carica, quando il sistema riceve energia termica, il materiale passa dallo stato solido a quello liquido, assorbendo calore. L’energia viene così accumulata all’interno della batteria termica, anziché essere immediatamente dispersa nell’ambiente. Quando diventa necessario recuperare l’energia immagazzinata, il processo avviene in senso inverso. Il materiale passa dallo stato liquido a quello solido, rilasciando il calore precedentemente assorbito. In questo modo, l’energia termica può essere resa nuovamente disponibile in funzione delle esigenze dell’impianto o dell’applicazione in cui il sistema viene utilizzato. Il principio consente di separare il momento in cui il calore viene prodotto da quello in cui viene effettivamente impiegato. È proprio questa possibilità a rendere l’accumulo termico una soluzione interessante per migliorare la gestione dei flussi energetici e recuperare parte dell’energia che altrimenti non verrebbe sfruttata.
Accumulo di calore, più energia in meno spazio rispetto ai sistemi tradizionali
Uno degli aspetti centrali dell’innovazione riguarda la capacità di immagazzinamento. Secondo quanto spiegato dalle aziende, l’utilizzo dei materiali PCM permette di conservare quantità maggiori di energia termica in spazi più contenuti rispetto ai sistemi di accumulo tradizionali che impiegano mezzi come l’acqua. La differenza è legata alle proprietà fisiche dei materiali a cambiamento di fase, che sfruttano il passaggio tra stato solido e liquido per accumulare e restituire calore. Questo meccanismo consente inoltre di operare in intervalli di temperatura controllati, una caratteristica importante per le applicazioni che richiedono una gestione termica adattata alle specifiche condizioni di esercizio. La possibilità di concentrare una maggiore capacità di accumulo in volumi ridotti amplia le opportunità di impiego della tecnologia, soprattutto negli ambienti in cui lo spazio disponibile e il controllo delle temperature rappresentano elementi determinanti nella progettazione degli impianti.
Dalle industrie ai data center: dove può essere utilizzata la tecnologia
Le applicazioni previste per Iona ThermaBatt riguardano diversi comparti nei quali la produzione, il recupero e l’utilizzo del calore incidono sulla gestione complessiva dell’energia. Tra questi figurano gli impianti industriali, dove i processi produttivi possono generare energia termica in eccesso che, attraverso opportuni sistemi di recupero, può essere immagazzinata e successivamente riutilizzata. Un altro ambito di interesse è rappresentato dai data center e dalle infrastrutture digitali, settori nei quali la gestione del calore costituisce una sfida tecnologica sempre più rilevante. La nuova gamma di batterie termiche è stata sviluppata anche per rispondere alle esigenze di queste applicazioni, contribuendo a una gestione più efficiente delle risorse energetiche. La tecnologia può inoltre trovare impiego negli edifici, nei sistemi di riscaldamento e nelle reti di teleriscaldamento, attraverso l’accumulo dell’energia termica e il suo successivo rilascio. Un elemento che contribuisce alla versatilità della soluzione è la disponibilità di materiali caratterizzati da differenti temperature di fusione. Questa proprietà permette di adattare le batterie termiche alle condizioni richieste dalle diverse applicazioni e di abbinarle a molteplici fonti energetiche, tra cui pompe di calore, caldaie a gas, caldaie a biomassa e impianti industriali.
La collaborazione tra PETRONAS e i-TES: dalla ricerca sui materiali alle applicazioni industriali
La realizzazione di Iona ThermaBatt nasce dall’integrazione di competenze scientifiche e industriali sviluppate dalle due aziende. Da una parte, PETRONAS Lubricants International mette a disposizione l’esperienza nella ricerca sui materiali avanzati, maturata presso il Global Research & Technology Centre di Santena. Dall’altra, i-TES contribuisce con le competenze specialistiche nella progettazione e nello sviluppo di batterie termiche. Il percorso condiviso, iniziato nel 2020, ha consentito di trasformare gli studi sui materiali a cambiamento di fase in una gamma di soluzioni per la gestione e l’accumulo dell’energia termica. A spiegare il valore tecnologico del progetto è Andrea Dolfi, Head of R&D Fluid Technology Solutions di PETRONAS Lubricants International: “l’impiego dei materiali a cambiamento di fase rappresenta una frontiera tecnologica decisiva per la gestione termica”. Dolfi evidenzia anche il ruolo della collaborazione nello sviluppo delle nuove applicazioni: “il lavoro congiunto con i-TES ci ha permesso di trasformare studi complessi sui materiali avanzati in applicazioni concrete”. La possibilità di recuperare il calore in eccesso e renderlo nuovamente utilizzabile rappresenta, secondo Dolfi, un passo significativo per aiutare le industrie a migliorare l’efficienza energetica e ridurre le emissioni associate alle proprie attività.
Il contributo della torinese i-TES allo sviluppo dei sistemi di accumulo energetico
Per i-TES, il lancio della nuova gamma rappresenta un ulteriore sviluppo del percorso di innovazione avviato a Torino nel 2016. L’azienda, specializzata nei sistemi di accumulo energetico, ha contribuito alla progettazione delle batterie termiche mettendo a disposizione le proprie conoscenze sulle applicazioni dei materiali PCM. Noemi Muscarà, Chief of R&D e socia fondatrice di i-TES, sottolinea il valore di un progetto nato da una collaborazione tecnologica di lungo periodo e orientato alla trasformazione della ricerca in soluzioni utilizzabili. “Abbiamo così trasformato la tecnologia PCM in un vero e proprio fattore di efficienza”, afferma Muscarà, evidenziando come l’ampia disponibilità di temperature di fusione dei materiali permetta di abbinare le batterie termiche a fonti energetiche differenti. Questa flessibilità costituisce uno degli elementi qualificanti della gamma, perché consente di prendere in considerazione esigenze termiche diverse senza limitare la tecnologia a una sola tipologia di impianto o di fonte energetica.
Efficienza energetica e decarbonizzazione: il ruolo del recupero del calore
Con il lancio di PETRONAS Iona ThermaBatt, PETRONAS amplia il proprio portafoglio di soluzioni dedicate alla gestione dell’energia, mentre i-TES consolida la propria attività nel settore dell’accumulo termico e dell’innovazione tecnologica. Il progetto si inserisce nell’obiettivo condiviso dalle due aziende di contribuire alla decarbonizzazione attraverso un utilizzo più efficiente delle risorse energetiche già disponibili. In questa prospettiva, il recupero del calore assume un ruolo centrale perché permette di valorizzare energia che è stata già prodotta nell’ambito di attività industriali o di altri processi e che, in assenza di sistemi dedicati, rischia di andare dispersa. La tecnologia sviluppata a Santena punta dunque a intervenire su una componente specifica dell’efficienza energetica: non soltanto la produzione dell’energia necessaria al funzionamento degli impianti, ma anche la capacità di conservare e riutilizzare il calore nel momento in cui può essere effettivamente sfruttato. È su questo principio che si fonda la nuova gamma di batterie termiche, con l’obiettivo di rendere il calore di scarto una risorsa energetica recuperabile, migliorando la gestione dei consumi e contribuendo alla riduzione delle emissioni nei diversi settori di applicazione.