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An alternative way from heat to power | Geoffrey Roy | TEDxUCLouvain


Traduttore: Elisabeth Buffard Revisore: Morgane Quilfen
Ciao a tutti.
Lo sai che ogni minuto sulla Terra,
consumi l’equivalente di 18.000 tonnellate di petrolio?
Significa 520.000 pieni di macchine al minuto.
E quel numero è raddoppiato in 40 anni.
Questo per dirvi l’immensità della sfida energetica nel XXI secolo.
Se vogliamo ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili,
se vogliamo ridurre al minimo il nostro impatto sul riscaldamento globale,
dobbiamo agire su due leve allo stesso tempo:
il primo è investire in maniera massiccia
nello sviluppo delle energie rinnovabili;
e il secondo è ridurre il nostro consumo di energia.
Quindi la domanda è: ma come farlo
per ridurre questo consumo di energia
senza tornare all’età della pietra?
Una delle soluzioni è l’efficienza energetica.
Dobbiamo trovare modi
per utilizzare meglio l’energia che consumiamo.
In effetti, se guardiamo al nostro consumo di energia
allo stato attuale, è diviso in tre settori
chi condivide un terzo del consumo:
industria, trasporti e alloggi.
E qualunque sia il settore,
abbiamo almeno un terzo dell’energia che usiamo
che viene direttamente perso sotto forma di calore
se nei fumi,
nei camini, nello scarico,
perdiamo un terzo della nostra energia.
L’idea che avevamo nel mio laboratorio è quella di dire:
potremmo fare qualcosa di utile
con questo calore perduto?
Potremmo trasformarlo in elettricità?
Dovevamo prima scegliere un settore:
eravamo un piccolo gruppo di ricerca,
i tre settori allo stesso tempo, era molto lavoro,
e così abbiamo scelto di lavorare nel settore.
L’industria ha un grande vantaggio,
abbiamo un numero relativamente piccolo di fabbriche
ma ognuna di queste fabbriche,
è una grande fonte di calore perduto.
Quindi se inventiamo un sistema che ci permette di trasformare
questo calore in elettricità,
saremo in grado di installare un piccolo numero
e hanno un grande impatto.
E la tecnologia che abbiamo deciso di usare
per recuperare questo calore e trasformarlo in elettricità,
è termoelettricità.
Termoelettricità, che cos’è?
È una proprietà di alcuni materiali
per trasformare il calore direttamente in elettricità senza parti mobili.
Vengono utilizzati materiali termoelettrici
creare un generatore termoelettrico
questo è ciò che vedi al centro dell’immagine,
e quando metti questo generatore
tra una fonte di calore, ad esempio il fumo,
e una fonte fredda, acqua o aria,
il calore che, passando da una fonte all’altra,
attraversa il generatore termoelettrico
è parzialmente trasformato in elettricità.
In pratica, cosa dà?
In pratica, dà questo: hai il calore delle candele
che attraversa il modulo termoelettrico che è qui,
e questo calore si trasforma in elettricità
e può alimentare il motore elettrico che trasforma questo piccolo ventilatore.
È semplice, è davvero fantastico come idea!
Quindi mi dirai: ma perché non lo troviamo dappertutto?
Ci sono due grossi problemi con la termoelettricità in questo momento.
Il primo problema è che i materiali termoelettrici convenzionali
che si trovano nel commercio e quali sono i migliori
sono estremamente costosi,
diverse centinaia di euro al chilo.
Quindi all’Istituto di Meccanica, Materiali e Ingegneria Civile,
nella squadra del professor Pascal Jacques,
volevamo provare a proporre una soluzione a questo problema,
così ci siamo detti: lavoreremo su un materiale,
non proveremo a fare il meglio del mondo, ma a fare il più economico.
Quindi abbiamo iniziato a lavorare sul FEVVL,
un materiale principalmente a base di ferro,
un elemento abbondante che non costa molto.
Questo materiale costa 50 volte in meno rispetto ai materiali termoelettrici convenzionali
ma produce anche quattro volte meno energia elettrica.
A prima vista, sembra meno interessante.
Inoltre, quando andiamo a una conferenza scientifica,
ci viene detto, “Perché lavorare su questo materiale?
Funziona meno bene di quello che già esiste. “
Ma costa molto meno!
Se facciamo la connessione tra i due, il nostro materiale è in realtà
dodici volte più interessante,
vale a dire che per la stessa quantità di elettricità prodotta,
un sistema che utilizza il nostro materiale avrà un costo 12 volte inferiore.
E lì, inizia a diventare interessante.
Il secondo problema dei materiali termoelettrici convenzionali,
è impossibile fare grandi quantità di loro.
Siamo limitati a poche decine, anche centinaia di chili al giorno
per i più grandi produttori.
Se vogliamo mettere i generatori termoelettrici
in tutte le fabbriche del mondo,
sarà necessario fabbricare tonnellate.
Anche in questo caso, il materiale termoelettrico a base di ferro che viene sviluppato presso la UCL,
ha un vantaggio: è a base di ferro
e quindi gli stessi metodi possono essere usati per produrre acciaio.
E acciaio, sono passati decenni e decenni
che i processi sono stati sviluppati per produrne continuamente tonnellate.
Dove siamo ora?
Abbiamo lavorato su questo materiale, controlliamo la sua fabbricazione
controlliamo le sue proprietà,
ora quello che vogliamo fare è mostrare che possiamo usarlo
in un’applicazione.
Per questo, stiamo lavorando al progetto Gtherm
finanziato dalla Regione vallona,
dove vogliamo mostrare tra due anni
che un sistema termoelettrico, con il nostro materiale,
può recuperare calore e convertirlo in elettricità
in una fabbrica nella regione di Liegi.
Per il momento, ci siamo mostrati per calcolo
che, se costruiamo un sistema di dimensioni reali,
quindi per una pianta potremmo produrre 150 kilowatt di elettricità.
150 kilowatt elettrici sono sufficienti per alimentare 360 ​​famiglie.
Ma ancora meglio,
è sufficiente per alimentare lo stadio Standard
per 250 giochi all’anno.
E se possiamo aiutare Standard, adesso,
Penso che saranno felici.
Inoltre, utilizzare energie rinnovabili
recuperato nelle fabbriche nella regione di Liegi
per produrre elettricità,
Penso che questa sia un’idea che potrebbe piacere al presidente dello Standard.
Inoltre, poiché il nostro materiale è davvero economico,
abbiamo un ritorno sull’investimento molto, molto basso.
Cioè, se investiamo
in un sistema con il nostro materiale termoelettrico,
dopo appena un anno, avremo recuperato la sua quota
grazie alla diminuzione della bolletta elettrica.
Se ci confrontiamo con altre energie rinnovabili,
per esempio il fotovoltaico,
Bene, siamo vicini ai 7 anni.
E ancora 7 anni, è includendo tutti gli aiuti pubblici che si possono avere
per questo tipo di energia rinnovabile.
Quindi ti ho spiegato come un materiale ottimizzato per il costo,
per la produzione di massa, potrebbe avere un impatto importante
sul consumo di energia nel settore.
Ma è fantastico con la termoelettricità,
infatti, può essere applicato a tutti i settori.
Prendi il trasporto, per esempio.
Se mettiamo generatori termoelettrici
su tutti gli scarichi delle auto,
possiamo produrre elettricità,
rimuovere l’alternatore in auto
e quindi ridurre il consumo di automobili.
E se prendiamo il settore abitativo,
potremmo prendere i generatori termoelettrici,
metterli nelle caldaie
e così anche la cogenerazione,
e quindi le caldaie potevano produrre la propria energia elettrica
e ancora, ridurre il consumo complessivo di abitazioni.
Ma se tutto ciò è possibile oggi,
è grazie a due cose:
al fatto che ogni giorno ci sono ricercatori come me
chi si alza, chi va al laboratorio e cerca di realizzare questo sogno
avere generatori termoelettrici ovunque,
in tutte le fabbriche, in tutte le auto,
in tutte le dimore del mondo.
E in secondo luogo, è perché ci sono ricercatori che hanno l’idea
un po ‘pazzo fondamentalmente dicendo che dovevamo anche considerare il costo
quando stavamo facendo ricerche e non solo cercando di ottenere
la migliore prestazione.
Grazie a tutti per la vostra attenzione.
(Traduzione)
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