AtmosZero, co-fondata da un dottore di ricerca del MIT Addison Stark, ha sviluppato una pompa di calore modulare per elettrificare la secolare caldaia a vapore.
La startup AtmosZero, fondata dal Ph del MIT Addison Stark insieme a Todd Bandhauer e Ashwin Salvi, ha sviluppato una pompa di calore modulare in grado di erogare vapore industriale a temperature fino a 150 °C, da utilizzare come sostituto immediato delle caldaie a combustione, inaugurando un nuovo approccio per elettrificare la secolare caldaia a vapore.
Più di 200 anni fa, la caldaia a vapore ha contribuito a innescare la Rivoluzione Industriale, ma oggi la produzione di vapore, ottenuta bruciando gas, petrolio o carbone per far bollire l’acqua, rappresenta una percentuale significativa del consumo energetico globale nel settore manifatturiero, generando, ogni anno, più di 2,2 gigatonnellate di emissioni di CO2 che rappresentano oltre il 5% delle emissioni globali legate all’energia.
L’azienda afferma che il suo primo sistema a vapore da 1 megawatt è molto più economico da gestire rispetto alle soluzioni elettriche disponibili in commercio grazie alla tecnologia del compressore ultra-efficiente, che consuma il 50% di elettricità in meno rispetto alle caldaie elettriche a resistenza. I fondatori sperano che questo sia sufficiente a far sì che le caldaie a vapore decarbonizzate siano il motore della prossima rivoluzione industriale: “Il vapore è il fluido di lavoro più importante di sempre. Oggi tutto ruota attorno all’onnipresente disponibilità di vapore. Un’elettrificazione economicamente vantaggiosa richiede un’innovazione scalabile. In altre parole, richiede un prodotto di massa, non progetti una tantum” afferma Stark, CEO di AtmosZero.
Sfruttare il vapore
Nel nuovo ciclo della pompa di calore di AtmosZero, il calore dell’aria a temperatura ambiente viene utilizzato per riscaldare un materiale liquido di trasferimento di calore, che evapora un refrigerante in modo che fluisca nella serie di compressori e scambiatori di calore del sistema, raggiungendo temperature sufficientemente elevate da far bollire l’acqua e recuperando calore dal refrigerante una volta che raggiunge temperature inferiori. Il sistema può essere aumentato o diminuito gradualmente per adattarsi perfettamente ai processi industriali esistenti.
“Possiamo lavorare proprio come una caldaia a combustione. In fin dei conti, i clienti non vogliono cambiare il funzionamento dei loro impianti di produzione per elettrificarli. Non è possibile modificare o aumentare la complessità in loco” afferma Stark. Questo approccio consente di usare la caldaia in una vasta gamma di contesti industriali senza costi di progetto specifici o altre modifiche.
AtmosZero dispone già di un sistema pilota da 650 kilowatt in funzione presso lo stabilimento di un cliente vicino alla sua sede centrale a Loveland, in Colorado. L’azienda è attualmente impegnata a dimostrare la durabilità e l’affidabilità del sistema durante tutto l’anno, mentre lavora per smaltire il portafoglio ordini e prepararsi all’espansione. Secondo il fondatore, una volta che il sistema viene consegnato allo stabilimento di un cliente, può essere installato in un pomeriggio e implementato in pochi giorni, senza tempi di fermo.
AtmosZero punta a consegnare ai clienti una manciata di unità nel corso dei prossimi uno o due anni, con l’intenzione di installare centinaia di unità all’anno. L’azienda si sta attualmente concentrando su impianti di produzione che utilizzano meno di 10 megawatt di energia termica al picco della domanda, il che rappresenta la maggior parte degli impianti di produzione statunitensi.
Stark è orgoglioso di far parte di un gruppo crescente di startup di decarbonizzazione affiliate al MIT, alcune delle quali si concentrano su settori verticali specifici, come Boston Metal per l’acciaio e Sublime Systems per il cemento, ma afferma che il settore è molto frammentato, con uno degli unici elementi comuni che è l’uso del vapore.
“Se osserviamo i diversi segmenti industriali, notiamo l’ubiquità del vapore. È un’opportunità straordinariamente promettente per avere un impatto su larga scala. Il vapore non può essere eliminato dall’industria. Gran parte di ogni processo industriale che abbiamo progettato negli ultimi 160 anni è stato incentrato sulla disponibilità di vapore. Pertanto, dobbiamo concentrarci su modi per fornire vapore a basse emissioni, piuttosto che eliminarlo dall’equazione” conclude Stark.
Foto: Courtesy di AtmosZero
