CRIOGENIA E COMBUSTIBILI ALTERNATIVI

Descrizione

L’attività di ricerca è rivolta allo studio termodinamico di sistemi criogenici, in particolare impianti di liquefazione del metano (LNG). L’applicazione di interesse per questi impianti è appunto la produzione di LNG da utilizzare come combustibile alternativo per veicoli pesanti e a missione definita. Il metano, infatti, è ritenuto un combustibile alternativo molto interessante per il suo ridotto impatto ambientale e la maturità delle tecnologie interessate. Il metano per autotrazione può trovarsi in due forme: (i) compresso a 220 bar – CNG (Compressed Natural Gas); (ii) liquefatto a circa 113 K (-160°C) – LNG (Liquefied Natural Gas). Inoltre il metano può provenire da fonti fossili, ma anche rinnovabili, come dalla degradazione della biomassa in digestori o discariche, risultando quindi un combustibile “verde” di recupero (Bio-LNG, BLG), che contribuisce nel contesto della circular economy. In questo ultimo caso risultano necessari processi di purificazione del gas di partenza (biogas) per raggiungere i requisiti necessari alla liquefazione e sono stati studiati sistemi criogenici operanti la contemporanea purificazione e liquefazione.
La ricerca è volta prevalentemente a:
• Valutare la fattibilità economica della liquefazione del metano su piccola scala
• Analisi di impatto ambientale e del ciclo di vita del combustibile LNG
• Individuazione di sistemi innovativi per la liquefazione del metano e la loro ottimizzazione

Laboratori

Le attività vengono realizzate nel laboratorio di Tecnica del Freddo.

Pubblicazioni
  1. A. Arteconi, C. Brandoni, D. Evangelista, F. Polonara. Life cycle Greenhouse Gas analysis of LNG as a heavy vehicle fuel in Europe, Applied Energy, vol. 87, pp. 2005-2013, 2010, ISSN:0306-2619, doi:10.1016/j.apenergy.2009.11.012
  2. A. Arteconi, C. Brandoni, F. Polonara, Micro-Scale Natural Gas Liquefaction Plants, Proceedings of 23rd International congress of refrigeration, August 21-26 2011, Prague, Czeck Republic, ISBN 978-2-913-149-89-2, paper 489
  3. A. Arteconi, F. Polonara, LNG as vehicle fuel in Italy, Proceedings of the 12th Cryogenics IIR Conference, Paper 041, September 11-14, 2012, Dresden, Germany, ISBN: 978-2-913149-93-9, ISSN: 0151-1637
  4. A. Arteconi, M. Pacetti, F. Polonara, A techno-economic optimization for micro-scale LNG plants, Proceedings of the 12th Cryogenics IIR Conference, Paper 040, September 11-14, 2012, Dresden, Germany, ISBN: 978-2-913149-93-9, ISSN: 0151-1637
  5. A. Arteconi, F. Polonara, LNG as vehicle fuel and the problem of supply: The Italian case study, Energy Policy, vol. 62, pp. 503 – 512, 2013, ISSN 0301-4215, dx.doi.org/10.1016/j.enpol.2013.08.016
  6. A. Arteconi, M. Santolini, C.M. Bartolini, F. Polonara, Optimization of a methane expansion liquefaction cycle for small scale LNG plants, The 13th Cryogenics IIR Conference, Paper 035, Prague, Czech Republic April 7-11, 2014, ISBN: 978-2-36215-002-
  7. A. Arteconi, M. Spitoni, F. Polonara, The feasibility of liquid biogas (LBG) in Italy, Proceedings of 24th International Congress of Refrigeration, August 16-22, 2015, Yokohama, Japan, paper 504
  8. M. Spitoni, X. Xiong, A. Arteconi, C.M. Bartolini, F. Polonara, W. Lin, Biogas purification and liquefaction by means of a criogenic upgrading process, Refrigeration Science and Technology, Volume 22-25-June-2016, 2016, Pages 107-115, 1st International Conference IIR of Cryogenics and Refrigeration Technology, Bucharest, Romania, ICCRT 2016, DOI: 10.18462/IIR.ICCRT.2016.0015
  9. A. Arteconi, M. Spitoni, F. Polonara, F. Spigarelli, The Feasibility of Liquefied Biomethane as Alternative Fuel: A Comparison Between European and Chinese Markets, International Journal of Ambient Energy, 2016, Vol. 38, Issue 5: Europe-China cooperation and competition in the Green Industries, Pages 481-488, ISSN: 01430750, DOI:10.1080/01430750.2016.1191040
  10. M. Spitoni, M. Pierantozzi, G. Comodi, F. Polonara, A. Arteconi. Theoretical evaluation and optimization of a cryogenic technology for carbon dioxide separation and methane liquefaction from biogas, Journal of Natural Gas Science and Engineering, vol. 62, pp. 132-143, 2019. ISSN 1875-5100 Doi: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2018.12.007
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