Sistemi energetici basati sulla combustione

La combustione rappresenta una tecnologia chiave dei sistemi energetici moderni. I vettori energetici trasformati mediante la combustione rappresentano in Svizzera (73%) la quota di gran lunga più importante dei consumi energetici complessivi. Molti sistemi di combustione saranno irrinunciabili nel futuro. Con l'obiettivo di decarbonizzare l'approvvigionamento energetico, l' efficienza deve essere aumentata ed i combustibili devono essere impiegati con un tenore di carbonio basso o risalente da fonti rinnovabili. Inoltre l'emissione degli inquinanti atmosferici si dovrebbe ridurre ancora di più.

Il programma di ricerca dell'UFE si occupa di motori a combustione interna e turbine a gas nell'ambito della mobilità, dei processi industriali, produzione di energia elettrica e cogenerazione. Lo spettro di potenza si estende dal chilowatt fino al multi-megawatt. I progetti di ricerca promossi dall'UFE, coprono uno spettro ampio in Svizzera, conformemente alle competenze di ricerca, riconosciute su un piano internazionale e sull'industria che agisce sul piano mondiale. Ad esempio l'analisi di reazione di combustione su un livello molecolare fine all'elaborazione degli impianti di cogenerazione di energia e la loro integrazione nei sistemi di mantenimento dell'energia.

Per migliorare i sistemi in un modo sostenibile, accanto ad una comprensione estesa dei processi di combustione complessi, si deve anche considerare l'influenza delle caratteristiche del combustibile ed i modi di funzionamento molto dinamici dei motori di combustione interna. Perciò i processi chimici e fisici necessitano un'indagine approfondita come anche i modelli di simulazione, gli impianti ed i rispettivi metodi di misurazione. Di grande importanza sono anche i componenti antistanti e retrostanti come l'iniezione, il turbocompressore oppure il trattamento ulteriore dei gas di scarico. Considerando il sistema nella sua completezza, l'integrazione delle macchine, conforme alle ordinazioni specifiche, deve essere l'interesse primario.

Temi fondamentali della ricerca attuale

  • Motori: efficienza, flessibilità dei combustibili, riduzione degli emissioni inquinanti
  • Turbine a gas e sistemi di cogenerazione: efficienza, funzionamento flessibile (carico, combustibile)
  • Metodi estesi nella ricerca di combustione

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Direzione del programma

Stephan Renz
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