Il progetto

Obiettivi del progetto:

Lo scopo del progetto MagnHeat è quello di dimostrare la prima applicazione su scala industriale di un nuovo concetto di riscaldatore ad induzione in DC, che non è mai stati applicato prima, basato sulla rotazione di magneti permanenti per l’applicazione nel settore dell’estrusione di Alluminio. Questa tecnologia sarà sviluppata attraverso la combinazione di ingegneria e progettazione a alto impatto ecologico, fruttando e valorizzando le precedenti attività di ricerca e sviluppo condotte dal coordinatore del progetto (INOVALAB).

La soluzione proposta presenta diversi vantaggi rispetto i riscaldatori ad induzione tradizionali.
In particolare il progetto Magnheat intende provare:

1.Una più elevata efficienza di conversione

1.Una più elevata efficienza di conversione

2.Una superiore prestazione tecnica con costi competitivi rispetto i riscaldatori ad induzione tradizionali

2.>Una superiore prestazione tecnica con costi competitivi rispetto i riscaldatori ad induzione tradizionali

3.Una maggiore flessibilità e miglior grado di controllo della temperatura

3.Una maggiore flessibilità e miglior grado di controllo della temperatura

4.Un beneficio per l’ambiente in termini di riduzione dei consumi energetici e delle emissioni

4.Un beneficio per l’ambiente in termini di riduzione dei consumi energetici e delle emissioni

A breakthrough innovation

A breakthrough innovation

MagnHeat rappresenta una innovazione nel settore dell’estrusione dell’Alluminio e può portare un cambiamento del paradigma ecologico per questo segmento industriale.
Le prestazioni tecniche, i vantaggi ambientali e i benefici economici del prototipo di riscaldatore ad induzione Magnheat saranno verificati in un concreto scenario di produzione industriale su vasta scala (Pandolfo Alluminio).
Attraverso una metodologia stabilita per l’impatto ambientale e la valutazione termo economica sarà utilizzata per ottenere risultati quantitativi (CIRCE).
L’Associazione Nazionale delle industrie dell’Alluminio (ASSOMET) è coinvolta per ottenere l’attenzione di tutti i più rilevanti soggetti interessati e per assicurare una diffusione e promozione delle diverse azioni del progetto attraverso la EU (in cooperazione con EAA). Magnheat può contribuire a identificare, provare e comunicare una tecnica innovativa che può essere potenzialmente considerato come Best Available Techniques (BAT) per l’aggiornamento del documento BREF per il settore dei metalli non ferrosi.

A breakthrough innovation

I risultati del progetto Magnheat possono avere un profondo impatto sulle imprese manifatturiere, sui servizi energetici e sui responsabili delle politiche a sostegno della promozione dell’efficienza energetica industriale all’interno dell’Unione Europea, al fine di assicurare il raggiungimento dell’obiettivo del risparmio del 20% di energia primaria come previsto dal piano di efficienza energetica, COM(2011)209 e la Direttiva sull’Efficienza Energetica 2012/27/EU. A livello nazionale (Italia) MagnHeat può contribuire a consolidare la base delle conoscenze per lo sviluppo e la valutazione di una politica e una legislazione ambientale, e di attuare piani d’azione per l’efficienza energetica pertinenti quali il piano per la “Strategia Energetica Nazionale” (SEN. 03/2003).

Azioni e mezzi coinvolti

Il progetto prevede lo sviluppo di una serie di azioni, i cui obiettivi principali sono:

1.1. Pandolfo e Inovalab definiranno le reali esigenze e le specifiche (Azione A1) del prototipo di riscaldatore Magnheat per l’estrusione in continuo di Alluminio. Queste informazioni sono da ritenersi come un’attività propedeutica in quanto sono gli input necessari per le seguenti attività di progettazione e sviluppo.


2.Progettazione del prototipo di Magnheat inteso come sistema di riscaldamento per billette di Alluminio (B1) seguendo i requisiti e le specifiche stabiliti in precedenza. Nella progettazione sono previsti diversi passi:
• Dimensionamento del circuito magnetico di ciascun modulo e verifica del profilo di temperatura desiderata lungo l’asse della billetta
• Dimensionamento del sistema elettromeccanico e delle parti meccaniche
• Dimensionamento del sistema di controllo e supervisione sia a livello hardware che software
• Dimensionamento del sistema di movimentazione di carico scarico delle billette e del sistema di taglio.


3.Costruzione del prototipo di Magnheat e collaudo delle sue funzionalità (B2). A partire dal mese 16 il prototipo Magnheat sarà installato in fabbrica da Pandolfo Alluminio a Lentiai e sarà testato. Questa prima fase consiste nel controllare le prestazioni della macchina nelle condizioni non il linea di produzione. Questo serve a verificare il funzionamento di tutte le varie parti del prototipo, che sono state prima testate singolarmente e poi si trovano a lavorare insieme, in modo verificare l’assenza di difetti e di incompatibilità tra loro.


4.Dopo i test funzionali, il prototipo sarà installato sulla linea di produzione di estrusione di Alluminio per convalidare la macchina e verificare le sue prestazioni in un processo continuo (B3). Sono stati definiti una serie chiave di indicatori dei prestazione (KPI) e verranno misurati per dimostrare la superiorità di Magnheat rispetto le tecnologie tradizionali.


5.Il Life Cycle Assessment e l’Analisi Termo Economica (B4) saranno attuate da Circe al fine di valutare quantitativamente l’impatto e i benefici ambientali. Verranno utilizzati le norme ISO14040 e metodologie riconosciute (International Reference Life Cycle Data System (ILCD) handbook).

Sono incluse nel progetto anche le seguenti azioni obbligatorie:

Il monitoraggio degli impatti delle azioni del progetto (C1) attuati da un team di monitoraggio dedicato

La comunicazione e la diffusione degli obbiettivi e dei risultati del progetto ai soggetti interessati ed ad un pubblico più ampio.

Project management e il monitoraggio dello stato di avanzamento del progetto (E1) che include anche un audit esterno (E2) ed la stesura di un piano di comunicazione post- LIFE.

Risultati attesi (output e risultati quantitativi):

Magnheat propone un innovativo riscaldatore ad induzione DC per l’applicazione nel processo di estrusione di Alluminio. Il primo risultato del progetto sarà la progettazione e la costruzione di un prototipo in scala industriale. In seguito una fase di dimostrazione industriale presso Pandolfo verrà eseguita per validare la macchina e verificare le sue prestazioni in una linea di estrusione. Verrà effettuato un certo numero di test con dimensioni della billetta variabili (lunghezza minima e massima all’interno di un intervallo specificato), con diversi volumi produttivi, con diverse condizioni di estrusione (condizioni di riscaldamento) e con diversi tipi stampi. I risultati di tali test consentiranno la misurazione e la quantificazione dei diversi KPI (deliverable B3) quali:
• Indicatori delle prestazioni tecniche del processo, di prodotto e di qualità;
• Indicatori del consumo di energia e dell’efficienza;
• Indicatori delle prestazioni di produttività (tasso di produttività oraria);
• Indicatori del rapporto prezzo/prestazioni;
• Indicatori delle prestazioni ambientali e delle emissioni ci CO2.


IL riscaldatore ad induzione Magneheat prevede di ottenere:

1. Prestazioni tecniche superiori rispetto a l’induzione tradizionale AC e ai forni a gas, permettendo di effettuare riscaldamento di billette sia con profili di temperatura uniforme sia profili di temperatura conico; questo significa maggiore flessibilità ma anche costi minori di investimento per il produttore.
2. Un risparmio di energia primaria del 50% rispetto ai forno a gas di nuova generazione dotati di riscaldatore ad induzione tradizionali per il profilo conico di temperatura (taper). Superiore efficienza energetica significa una forte riduzione dei emissioni di CO2 e di inquinanti d’aria rispetto ai bruciatori tradizionali a gas, con conseguenti vantaggi per il clima e la qualità dell’aria.
3. La riduzione fino al 30% del tempo necessario per l’estrusione del metallo (senza il tempo di avviamento del forno a gas non si può partire subito con il processo) permettendo così di aumentare la produttività, ridurre i costi e guadagnare competitività.

Considerando la capacità produttiva di Pandolfo di circa 32000 ton/anno, e assumendo di sostituire i riscaldatori a gas tradizionali e quelli ad induzione AC con riscaldatori Magnheat si ottengono le seguenti stime:

Energy saving

MWh/year

5000

energy feed of about 1500 apartments per year

CO2 Emissions saving

t/year

3000

equivalent to 2000 air flights/person from Rome to New York

Air pollutants saving:
358400
NOx
g
16800
CO
g
22400
PM
g

La produzione corrente di Alluminio estruso in Europa ammonta circa 3Mt/anno (da EAA European Aluminium Association), che corrisponde a un consumo totale di energia di 1150 GWh/anno e approssimativamente a 0.6 Mt/anno di CO2. Circa un terzo di questa capacità produttiva si trova in Italia che dopo la Germania è il secondo mercato Europeo di estrusi di Alluminio.