Per promuovere ulteriormente la decarbonizzazione di SMS group, GETEC ha installato un sistema power-to-heat unico nel suo genere che comprende uno dei più grandi sistemi a pompa di calore aria-acqua attualmente disponibili in Germania.

Per compensare 6.000 tonnellate di CO₂ sono necessari più di 200.000 alberi. Presso lo stabilimento produttivo di SMS group a Hilchenbach, circa 100 chilometri a est di Colonia, un nuovo sistema power-to-heat di GETEC consente di risparmiare proprio questa quantità di CO₂ ogni anno. Questo sistema unico fornisce calore a 50.000 m² di capannoni, uffici ed edifici e consente inoltre un risparmio energetico stimato del 15% grazie a una maggiore efficienza. L'introduzione del sistema completamente elettrico rappresenta un fattore chiave per consentire a SMS group di raggiungere l'obiettivo della neutralità climatica presso il sito di Hilchenbach entro il 2030.

SMS group è rinomata in tutto il mondo per le sue tecnologie, i suoi prodotti e i suoi servizi destinati all'industria metallurgica. GETEC gestisce dal 2004 un impianto di riscaldamento basato su combustibili fossili per fornire calore agli edifici di SMS a Hilchenbach e ora ha convertito questo impianto. Il nuovo sistema a pompa di calore aria-acqua trasforma la rete di riscaldamento in un sistema a emissioni nette di gas serra pari a zero, composto da una cascata di pompe di calore a due stadi, una caldaia elettrica, un accumulatore di calore e componenti ausiliari per il riscaldamento dell'acqua.

L'innovativo sistema a pompa di calore

Si stima che le pompe di calore aria-acqua consumino normalmente dal 70 all'80% in meno di energia rispetto alle caldaie alimentate da combustibili fossili. Inoltre, sono altamente efficienti e generano da 3 a 5 unità di calore per ogni unità di elettricità consumata. A Hilchenbach, le nuove pompe di calore di GETEC hanno sostituito il precedente sistema alimentato a gas naturale, trasformando la rete di riscaldamento lunga 3,4 chilometri in un sistema rispettoso del clima.

Il sistema comprende quattro pompe di calore aria-acqua combinate in un'unica soluzione integrata di riscaldamento che attualmente rappresenta una delle più grandi installazioni di questo tipo in Germania. Queste pompe estraggono energia termica dall'aria ambiente, anche a temperature inferiori allo zero, e la immagazzinano in serbatoi. Successivamente, pompe di calore acqua-acqua riscaldano i serbatoi fino a 85 gradi Celsius. In questo modo, l'intero sistema genera una potenza termica di 4 MWth. Un sistema di accumulo a tampone garantisce la disponibilità di calore nei momenti di maggiore richiesta, mentre una caldaia elettrica aumenta la temperatura di mandata fino a 95 gradi Celsius. Essendo un sistema chiuso, non è necessario né viene consumato alcun quantitativo aggiuntivo di acqua.

„L'impianto power-to-heat è un elemento centrale del nostro percorso verso un funzionamento climaticamente neutrale presso il sito di Hilchenbach”, afferma Fabiola Fernandez, CFO di SMS group. „Stiamo guidando la decarbonizzazione dell'industria siderurgica globale. Tuttavia, è altrettanto importante per noi assumerci responsabilità all'interno della nostra azienda e implementare la sostenibilità in modo coerente nei nostri impianti.”

Per ridurre i costi del progetto e abbreviare i tempi di costruzione, il sistema power-to-heat è stato integrato nella centrale termica esistente. GETEC ha compiuto notevoli sforzi per mantenere in funzione il vecchio sistema durante i lavori, garantendo così una fornitura di calore senza interruzioni.

Processo a fasi e controllo digitale

Il processo a fasi della pompa di calore può essere adattato in base alla stagione e al fabbisogno di riscaldamento. Una volta estratta e immagazzinata l'energia dall'aria ambiente, le pompe di calore trasformano l'energia accumulata nel livello di temperatura desiderato. La caldaia elettrica è controllata esternamente per la partecipazione alla rete elettrica, consentendo a SMS di generare entrate aggiuntive supportando il mercato energetico locale e contribuendo allo stesso tempo alla stabilità della rete.

Il sistema di controllo intelligente dispone di un modello di previsione e forecasting supportato dall'intelligenza artificiale che adatta il funzionamento in base alle condizioni meteorologiche e al carico. Le quattro diverse modalità operative (generazione, accumulo, assorbimento e carico) consentono al sistema di ottimizzare l'utilizzo dell'energia, di separare nel tempo la generazione di calore dal consumo di calore e, in particolare, di utilizzare energia elettrica economica e proveniente da fonti rinnovabili.

„Il passaggio alle energie rinnovabili e la riduzione delle emissioni di gas serra rappresentano un contributo fondamentale ai nostri sforzi per la sostenibilità, che si concentrano non solo sulla riduzione delle emissioni e sull'intera catena del valore, ma anche sulle attività interne dell'azienda”, afferma Marc Hoffmann, Executive Vice President di SMS group.

Un sistema power-to-heat unico nel suo genere che comprende uno dei più grandi sistemi a pompa di calore aria-acqua attualmente disponibili in Germania.

Verso un futuro sostenibile

GETEC ha garantito che il sistema sia pronto per il futuro grazie a una progettazione modulare che ne consente l'espansione con ulteriori componenti di sistema basati su energie rinnovabili. Ciò potrebbe includere l'integrazione di fonti di calore di recupero, come elettrolizzatori e celle a combustibile, per aumentare ulteriormente l'efficienza energetica dell'impianto.

Per il progetto, GETEC si è occupata delle autorizzazioni, dell'ingegneria, dell'installazione dell'impianto, del finanziamento e di molto altro. Inoltre, GETEC garantirà il funzionamento, la manutenzione e l'assistenza dell'impianto per i prossimi otto anni. Finanziato dal Ministero Federale dell'Economia e dell'Energia della Germania e dall'Unione Europea attraverso NextGenerationEU, il progetto evidenzia l'impegno di GETEC e di SMS group nell'abbandono dei combustibili fossili e nell'attuazione di progetti energetici sostenibili.

„Questo è un progetto faro per l'intero settore energetico”, afferma il Dr. Zimmermann. „Offre un modello concreto per sistemi di approvvigionamento di calore decarbonizzati e flessibili, senza l'utilizzo di combustibili fossili, per un'ampia gamma di industrie e comuni.”