Performance energetiche dei gas siderurgici

L’impiego a fini energetici di combustibili derivati da processi industriali è una pratica non recente, ma negli ultimi anni è diventata strategica per contenere i costi di produzione. L’articolo ripercorre brevemente l’evoluzione storica delle tecnologie nell’impiego dei gas Low Heating Value (LHV) in impianti elettrici di potenza, concentrandosi in particolare sui gas siderurgici (GS). Sulla base delle preziose conoscenze di campo fornite da Ansaldo Energia e da Riva Group, è ricostruito un modello delle principali trasformazioni termodinamiche di un ciclo combinato dedicato alla valorizzazione energetica di un miscela variamente composta da GS. Mediante il modello sono analizzati alcuni scenari in relazione a differenti poteri calorifici e portate assunte per i GS, nonché regolando la cosiddetta “base metano”, ovvero l’arricchimento della miscela combustibile con gas naturale (GN), per mantenere costante la potenza elettrica complessiva e ridurre l’instabilità di fiamma in sede di combustione. L’elevata produzione del gas d’altoforno (AFO) determina infatti il ridotto potere calorifico complessivo della miscela combustibile, imponendo l’alimentazione dell’impianto mediante un portata particolarmente elevata, cui corrisponde un maggior lavoro svolto al compressore rispetto all’impiego di solo GN. Corrispondentemente l’AFO, sostituendo funzionalmente l’eccesso di aria indispensabile nel ciclo Brayton a solo GN, riduce il lavoro speso in fase di compressione dell’aria, riequilibrando così il bilancio energetico. Inoltre, come effetto secondario ambientalmente non trascurabile, al minore impiego di aria corrisponde una più ridotta concentrazione di NOx nei fumi. Pur considerando i maggiori oneri per la depurazione preliminare dei GS e i problemi legati all’instabilità di fiamma per il basso potere calorifico inferiore, la valorizzazione energetica dei GS può comunque risultare strategica nell’ottica di un programma di autonomia energetica.