Waste heat recovery da elettrolizzatore SOEC: comparazione tecnico-economica tra ORC e ciclo Brayton a CO2 supercritica

La presente tesi si propone di valutare due possibili strategie di recupero termico da applicare a un elettrolizzatore a ossidi solidi (SOEC, Solid Oxide Electrolyzer Cell), al fine di ridurre il fabbisogno energetico esterno del sistema, sia in termini termici che elettrici. Le soluzioni prese in esame sono un ciclo Rankine organico (ORC) recuperato e un ciclo Brayton operante con CO2 in condizioni supercritiche. Il modello dell'elettrolizzatore è stato sviluppato in Aspen HYSYS, utilizzando dati tecnici messi a disposizione dall'azienda produttrice SolydEra, tale modello è stato tuttavia scalato a una potenza di 10 MW per adattarlo al caso studio in esame e rappresenta la base su cui sono stati successivamente costruiti, in modo indipendente, i due schemi di integrazione con i cicli di recupero. A partire da questi modelli è stata svolta un'analisi di fattibilità economica, il cui indicatore principale è il costo livellato dell'idrogeno prodotto (LCOH), calcolato ricorrendo a correlazioni di costo approfondite nel corso dell'attività di tirocinio. Le due configurazioni sono state messe a confronto valutandone sia le prestazioni tecniche sia la convenienza economica. Lo studio condotto evidenzia risultati incoraggianti in ottica di sviluppo di soluzioni efficienti e sostenibili, in linea con gli obiettivi della transizione energetica in atto.