Il trattamento termico è il processo a maggiore intensità energetica in molti impianti di produzione. Il trattamento termico è quindi il processo più interessato dall'imminente transizione energetica. Da un altro punto di vista, però, si può anche dire che è qui che esiste il maggior potenziale per plasmare con successo la transizione energetica.
L'aumento delle energie rinnovabili nelle reti elettriche è visibile in tutti i Paesi industrializzati del mondo. L'obiettivo politico nella maggior parte dei Paesi è quello di raggiungere la completa neutralità dei gas serra nelle reti elettriche entro il 2045-2050. Come per tutti gli obiettivi politici, la velocità del processo di trasformazione può essere rallentata o accelerata da diverse correnti politiche. Anche i diversi Paesi hanno strategie diverse. In sintesi, si può dire che la direzione è chiara, ma la velocità di trasformazione è difficile da stimare. Forse la neutralità dei gas serra non sarà raggiunta prima del 2065. Tuttavia, chiunque ordini un forno oggi si troverà ad affrontare la questione anche se la trasformazione è molto più lenta, nell'arco dei 40 anni di vita tipici di un forno. Tutti i responsabili degli investimenti con cui parliamo ne sono consapevoli.
Il principale svantaggio dell'elettricità rinnovabile è la sua scarsa capacità di accumulo. La tecnologia delle batterie continua a fare progressi e nel settore automobilistico rappresenta oggi una reale alternativa alle auto con motore a combustione. Tuttavia, le auto private vengono generalmente utilizzate solo per un'ora e le restanti 23 ore del giorno sono disponibili per la ricarica. La tecnologia delle batterie ha meno senso per gli impianti di riscaldamento industriali, che per motivi di efficienza devono funzionare 24 ore al giorno, da 5 a 7 giorni alla settimana. Pertanto, se si sceglie l'elettrificazione completa per il riscaldamento di un sistema di forni, si diventa dipendenti dal prezzo dell'elettricità, che dipende fortemente dalle normative governative ed è in media circa 2-3 volte superiore al prezzo del gas naturale.
La maggior parte delle tariffe elettriche è indipendente dall'ora del giorno e dalla stagione. Esistono anche limiti ai picchi di elettricità per i grandi consumatori. Nella borsa europea, tuttavia, il prezzo giornaliero dell'elettricità è sempre fissato a mezzogiorno, a seconda dell'ora del giorno (prezzo del giorno prima). Per offrire una tariffa indipendente dal tempo, un fornitore deve quindi tenere conto delle fluttuazioni e coprirle con supplementi di rischio. Raramente i fornitori di energia elettrica sono disposti a puntare a una perdita sulle loro tariffe (la francese EDF è probabilmente un'eccezione). Il rischio per un fornitore di energia elettrica viene limitato scegliendo la fonte energetica più costosa (spesso il gas naturale) in caso di dubbio e dividendola per la corrispondente efficienza di produzione di energia elettrica (30-40%).
Questo spiega anche perché il prezzo dell'elettricità è 2-3 volte superiore a quello del gas naturale. La stessa dipendenza dal prezzo dell'idrogeno è prevedibile in futuro. L'elettricità verde costerà 2-3 volte più dell'idrogeno se viene riconvertita in elettricità dagli impianti di stoccaggio dell'idrogeno. Tuttavia, se l'energia solare o eolica è disponibile, questo vale solo per la parte prodotta in più. Questo perché l'elettricità verde ha quasi solo costi fissi, in quanto non deve essere acquistato alcun combustibile per la generazione. Spesso è disponibile per le aziende quasi gratuitamente in determinate quantità attraverso i propri impianti di generazione, senza dover ricorrere a reti elettriche esterne. A causa delle complicate interrelazioni sul mercato dell'elettricità, attualmente i prezzi dell'elettricità sono addirittura negativi, poiché il consumo si adatta raramente al volume di produzione e non tutte le centrali elettriche possono essere spente a piacimento. Il cosiddetto carico di base di una centrale elettrica, al di sotto del quale non può essere ridotto, disturba quindi in una certa misura le reti. Ciò accade più frequentemente nelle domeniche e nei giorni festivi in estate.
Sia gli operatori di rete (nella rete ENTSO-E) che i legislatori stanno spingendo per l'introduzione di tariffe elettriche in funzione del tempo. In Germania, ad esempio, i fornitori di energia elettrica saranno obbligati a offrire tariffe basate sul tempo ai consumatori con un consumo annuo compreso tra 6 MW e 100 MW a partire dal 2025 e per tutti i consumatori più grandi a partire dal 2028 (legge sui contatori intelligenti). In altri Paesi, come la Francia e i Paesi Bassi, tali tariffe sono già disponibili oggi.
Dovremo quindi ripensarci nei prossimi 1-4 anni. Il prezzo dell'elettricità può fluttuare da molto economico a molto costoso su base oraria o trimestrale. Invece di procurarsi elettricità molto costosa da fonti immagazzinabili, sembra più sensato bruciare direttamente l'idrogeno con un'efficienza di circa 80%, ad esempio, e utilizzare il gas naturale fino a quando non sarà costruita un'infrastruttura adeguata. La scelta della fonte energetica deve automaticamente basarsi sui seguenti criteri: Il più possibile neutrale dal punto di vista delle emissioni di CO2 o il più possibile efficiente dal punto di vista dei costi (che molto spesso vengono soddisfatti contemporaneamente). Un dipendente non può controllare manualmente questo tipo di variabilità, poiché una reazione a breve termine 24 ore su 24 non è ragionevole.
È inoltre importante mantenere in funzione almeno la parte di trattamento termico della produzione nei fine settimana, che dovrebbe essere completamente automatizzata per avere un senso economico e sociale. Il lunedì mattina, invece, sarà un momento tipico per la rilavorazione e la preparazione dei lotti in futuro, poiché è il momento in cui l'elettricità è molto costosa e quindi generalmente anche ad alta intensità di CO2. In questo modo, anche le fluttuazioni a lungo termine possono essere compensate in modo ragionevole.
Tuttavia, le maggiori fluttuazioni sono previste tra l'estate e l'inverno. Tra dicembre (con l'eccezione del periodo tra Natale e Capodanno) e febbraio, dovremo fare affidamento su grandi impianti di stoccaggio dell'energia. Tuttavia, il tipo di stoccaggio utilizzato cambierà, passando da impianti di stoccaggio di gas naturale fossile nel sottosuolo, riserve di petrolio e carbone a impianti di stoccaggio di energie rinnovabili come l'idrogeno.
Il concetto ATLAS Green è progettato per adattarsi in modo flessibile a tutte le condizioni sopra descritte. A tal fine, sono installati sia bruciatori che riscaldatori elettrici, che possono funzionare singolarmente o insieme. I bruciatori possono funzionare con gas naturale 100%, idrogeno 100% o propano 100% e con qualsiasi miscela di questi gas. Per evitare inutili emissioni di NOx, i bruciatori funzionano senza fiamma e raggiungono un'efficienza compresa tra 78% e 85%, a seconda della variante. La selezione della fonte di riscaldamento avviene tramite un software in grado di leggere in modo sicuro i dati degli operatori di rete in tempo reale.
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