Cosa si costruisce oggi per un nuovo quartiere di circa 4.000 abitanti, se non si sa quanto costeranno gas, elettricità e idrogeno tra quindici anni? La risposta di N-ERGIE per il quartiere Tiefes Feld, nella zona sud-occidentale di Norimberga, è un mix di soluzioni. In un aggiornamento di progetto datato 3 novembre, l'appaltatore principale Kraftanlagen Energies & Services riferisce che la maggior parte delle solette è completata, le prime murature esterne sono alzate e i lavori sono in linea con la messa in servizio nel 2028.
L'impianto, come lo descrive l'appaltatore:
- due unità di cogenerazione, ciascuna con 4,5 MW elettrici e 4,4 MW termici, predisposte per un futuro passaggio all'idrogeno
- una grande pompa di calore composta da quattro moduli che utilizzano aria ambiente
- un accumulo termico da 60 MWh, realizzato come serbatoio in pressione per temperature fino a 115 °C
- le resistenze elettriche esistenti della centrale di cogenerazione di Sandreuth di N-ERGIE
Il contratto è stato firmato a marzo 2026 e i lavori sono iniziati a giugno. Kraftanlagen è responsabile della progettazione e della costruzione, compresi i sistemi di processo ed elettrici e le opere ausiliarie. L'aggiornamento non indica né l'investimento né la potenza della pompa di calore, né il combustibile con cui partiranno i motori.
Quattro fonti di calore su un'unica rete
La logica è facile da seguire. Quando i prezzi dell'elettricità sono alti i motori girano, vendono energia elettrica e riempiono l'accumulo; quando i prezzi sono bassi subentrano la pompa di calore e le resistenze elettriche. L'accumulo è ciò che permette a ogni macchina di funzionare quando conviene economicamente, e non semplicemente quando nel quartiere fa freddo.
La sfida ingegneristica sta nelle temperature. Una pompa di calore ad aria lavora meglio con acqua moderatamente calda, il calore dei motori è più caldo, e l'accumulo è dimensionato per 115 °C. Far convergere tutto su un'unica rete senza smorzare la parte calda di solito richiede una gestione per stadi - la pompa di calore alza per prima il ritorno, le fonti più calde integrano - e un accumulo che mantenga la stratificazione.
Sul lato motori i circuiti sono quelli familiari di qualsiasi centrale a motore: acqua di raffreddamento della camicia, olio lubrificante e aria di sovralimentazione cedono calore ciascuno attraverso i propri scambiatori, e l'acqua del teleriscaldamento è tenuta separata dal liquido di raffreddamento del motore. La predisposizione all'idrogeno cambia poco in quella parte: modifica la linea del gas e il motore, non il pacco piastre.
Un punto pratico per un impianto con tante modalità di funzionamento: gli scambiatori tra motore e rete lavorano con carichi molto diversi nel corso dell'anno, dalla piena potenza durante un'ondata di freddo a lunghi periodi di fermo in estate. Il fermo è il momento in cui si depositano le incrostazioni. Una procedura di lavaggio nel manuale di esercizio costa poco e protegge bene.
