Ricerca per un'industria più efficiente

Un anno fa, su proposta del Consiglio federale, il Parlamento svizzero ha deciso di rafforzare finanziariamente la ricerca energetica in Svizzera. Questo in relazione alla svolta energetica annunciata dopo Fukushima. Al centro delle misure di finanziamento sono stati creati otto Centri svizzeri di competenza per la ricerca energetica (SCCER). Sei di questi sono già attivi, con due centri nel campo dell'efficienza, mentre gli ultimi due SCCER stanno iniziando a operare. Uno di questi centri è diretto dall'ETH di Zurigo.

L'ETH News: Di cosa tratta il nuovo "SCCER Efficienza dei processi industriali"?
Philipp Rudolf von Rohr: Con la sua Strategia energetica, la Confederazione Svizzera vuole che l'industria manifatturiera consumi dal 20 al 40% di energia in meno entro il 2050. Da un lato, questo obiettivo può essere raggiunto aumentando l'efficienza dei processi produttivi esistenti e, dall'altro, sviluppando concetti di produzione completamente nuovi a basso consumo energetico. Ad esempio, se si riesce a rinunciare a un sottoprocesso, non è più necessario ottimizzarlo. C'è bisogno di ricerca e sviluppo a vari livelli. Diverse cattedre dell'ETH di Zurigo hanno una vasta esperienza in questo campo. Questo è probabilmente anche il motivo per cui la Confederazione Svizzera ci ha chiesto di dirigere questo centro di competenza.

Può fornire ulteriori esempi di approcci che dovrebbero essere perseguiti?
Posso fornirvi due esempi di progetti ETH esistenti. I centri di calcolo sono grandi consumatori di energia perché i computer devono essere raffreddati. Oggi le stanze dei data center sono raffreddate. L'ETH, con il professor Dimos Poulikakos, sta lavorando all'ETH sul raffreddamento diretto ad acqua per una nuova generazione di chip per computer, che è più efficiente. Un altro esempio è l'industria chimica e farmaceutica, di cui mi occupo da molto tempo. In questo settore sono in corso sforzi per passare a metodi di produzione più efficienti. Finora, le piccole quantità di prodotti chimici sono state prodotte principalmente con il cosiddetto processo batch. Ciò comporta il riscaldamento e il raffreddamento ripetuto dei recipienti di reazione. In confronto, i processi di produzione continua non solo fabbisognano di energia, ma in genere producono anche meno rifiuti e fanno un uso migliore dei materiali di partenza.

Il 40% di risparmio energetico nell'industria è realistico?
Sono fiducioso che riusciremo a raggiungere l'obiettivo intermedio del 10% di risparmio entro il 2020. Ma devo ammettere che un risparmio del 40% è molto ambizioso, perché negli ultimi anni l'industria ha già ottimizzato notevolmente i suoi processi. I singoli processi possono quindi essere migliorati solo in misura limitata. Tuttavia, se si considerano i sistemi su larga scala, il potenziale è maggiore. Anche questo aspetto è oggetto di ricerca presso questo SCCER. Ad esempio, come utilizzare maggiormente il calore di scarto industriale nelle reti di teleriscaldamento o come portare questo calore a temperature più elevate con l'energia geotermica, l'energia solare o la biomassa per generare elettricità. Questo sottoprogetto è guidato dall'EPFL. Oltre a questa università e all'ETH di Zurigo, partecipano allo SCCER anche le Haute école spécialisée della Svizzera orientale e di Lucerna.

In origine, la Confederazione Svizzera aveva previsto di creare un unico SCCER nell'area dell'efficienza, che coprisse sia i processi industriali che la tecnologia edilizia.
Sì, ma abbiamo riconosciuto che il campo non è uniforme. Per questo motivo la Confederazione Svizzera ha diviso il settore in due centri di competenza. Un nuovo SCCER, sotto la guida dell'Empa, si occupa dei miglioramenti dell'efficienza nella tecnologia degli edifici, mentre noi siamo responsabili di quello sui processi industriali. Anche l'area coperta dal nostro SCCER è molto varia. Gli approcci all'aumento dell'efficienza nelle diverse industrie e nei loro processi non potrebbero essere più diversi. Come se non bastasse, l'industria di processo sta cambiando rapidamente. Oggi non sappiamo quali industrie continueranno a produrre in Svizzera nei prossimi decenni e se alcune trasferiranno la loro produzione all'estero. Non è quindi facile decidere su quali processi industriali concentrarsi nell'SCCER.

Come si affronta il problema?
Da un lato, nel primo sottoprogetto, che stiamo portando avanti a pieno ritmo, vogliamo analizzare in dettaglio quali sono i settori industriali particolarmente energivori. Su questi settori vorremmo concentrarci negli altri sottoprogetti. D'altro canto, un sottoprogetto dell'SCCER si occuperà esplicitamente delle tecnologie di processo volte a migliorare l'efficienza energetica in tutti i settori. Ciò comporta, ad esempio, il miglioramento di componenti frequentemente utilizzati, come gli scambiatori di calore o i sistemi di stoccaggio. Si tratta di componenti che si trovano praticamente in tutte le industrie.