Il Progetto ECem e il Futuro Sostenibile – Scienze Notizie

Il Progetto ECem: Innovazione nel Settore del Cemento

Il progetto ECem si propone di rivoluzionare il settore della produzione di cemento, sostituendo la tradizionale calcinazione alimentata da combustibili fossili con un sistema di riscaldamento elettrico innovativo. L’obiettivo principale è ridurre le emissioni di anidride carbonica (CO2) e migliorare l’efficienza energetica. L’industria del cemento è responsabile di una significativa porzione delle emissioni globali di CO2, contribuendo fino all’8% delle emissioni antropogeniche. Questo valore supera di quasi tre volte quello dell’intero settore aereo. Per affrontare questa sfida, il settore sta investendo in tecnologie innovative.

Dettagli del Progetto ECem

Il progetto ECem, avviato nell’autunno del 2024 e della durata di tre anni e mezzo, è sostenuto dal Danish Innovation Fund, che ha stanziato 21 milioni di corone danesi, equivalenti a circa 2,9 milioni di dollari. Questa iniziativa coinvolge scienziati dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e mira a esplorare l’uso delle tecnologie di riscaldamento elettrico per alimentare il processo di calcinazione, noto per la sua elevata intensità energetica. Gli obiettivi principali includono:

• Riduzione significativa delle emissioni di CO2 nella produzione di cemento
• Miglioramento dell’efficienza energetica
• Innovazione tecnologica nel settore del cemento

La Calcinazione: Un Passaggio Cruciale

La calcinazione è una fase fondamentale nella produzione di cemento. Durante questo processo, il calcare viene riscaldato a temperature di circa 1450°C all’interno di grandi forni, scomponendosi in clinker, l’elemento essenziale per la produzione di cemento. Questa reazione chimica è una delle principali fonti di emissioni di CO2 nel settore, con circa due terzi delle emissioni derivanti dalla decomposizione del calcare. Il restante terzo è attribuibile all’energia necessaria per raggiungere tali temperature elevate, tradizionalmente ottenuta dalla combustione di combustibili fossili.

Innovazione Tecnologica nel Settore del Cemento

Il progetto ECem, guidato dalla danese FLSmidth, riunisce un consorzio di partner tra cui il Danish Institute of Technology, l’Università di Aalborg, European Energy, Cementos Argos e HZDR. L’intento è sostituire il riscaldamento basato su combustibili fossili con due tecnologie di riscaldamento elettrico distinte, rendendo la produzione di cemento più sostenibile. I partner danesi si concentrano sullo sviluppo di un sistema di riscaldamento radiante a infrarossi, mentre gli scienziati dell’HZDR esplorano un approccio basato sul riscaldamento induttivo.

Superare le Sfide Tecnologiche

Per affrontare le difficoltà legate alla scarsa conducibilità elettrica del calcare, il team intende incorporare nel materiale grezzo dei suscettori, progettati per convertire l’energia elettrica in calore. La selezione del materiale giusto per i suscettori è cruciale e deve rispettare requisiti specifici:

• Alto punto di fusione
• Non reattività con il calcare
• Resistenza all’abrasione

Questa innovazione potrebbe consentire di combinare i processi di calcinazione e macinazione in un’unica fase, contribuendo a ridurre le emissioni di CO2 e migliorare l’efficienza.

Ottimizzazione dei Flussi di Gas

Il progetto non si limita all’installazione di un riscaldatore in un reattore. I forni per cemento trattano enormi quantità di materiale, rendendo complesso garantire un campo di temperatura omogeneo. È fondamentale esaminare l’intero processo, inclusa l’ottimizzazione dei flussi di gas convettivi nel forno, per garantire un efficace trasferimento di calore. I ricercatori dell’HZDR possono applicare tecniche di misurazione avanzate per monitorare i processi industriali elettrificati.

Dalla Ricerca di Laboratorio all’Applicazione Industriale

Il fine ultimo del progetto ECem è validare la tecnologia su scala di laboratorio. I dati raccolti durante gli esperimenti costituiranno un input fondamentale per le simulazioni al computer e per lo sviluppo di gemelli digitali. Se i risultati saranno positivi, i partner del progetto potrebbero avviare la costruzione di un impianto pilota simile a una versione industriale al termine del progetto nel 2028. Questo impianto potrebbe integrare riscaldamento induttivo o a radiazione, sviluppati in parallelo, o una combinazione di entrambe le soluzioni.