Il progetto AMPS fa il punto sulle soluzioni per la transizione energetica
Oltre 60 persone, tra esperti del settore, potenziali end-user e pubblico interessato alle tecnologie energetiche emergenti, hanno preso parte il 30 maggio scorso al workshop internazionale “Unlocking the Potential of SOC Technologies for a Decarbonized Future”, organizzato e promosso dal progetto europeo AMPS – Automated Mass Production of SOC Stacks, di cui il Politecnico di Torino è partner, grazie al lavoro del gruppo di ricerca composto da Marta Gandiglio, Massimo Santarelli, Paolo Marocco e Alessandro Magnino del Dipartimento Energia “Galileo Ferraris” – DENERG e Giovanni Andrea Blengini e Isabella Bianco del Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, del Territorio e della Infrastrutture - DIATI.
Durante l’evento online, i principali attori europei del settore hanno condiviso risultati concreti e prospettive industriali legati allo sviluppo e alla diffusione delle tecnologie SOC (Solid Oxide Cells), dispositivi elettrochimici ad alta temperatura ritenuti strategici per la transizione energetica. Tra i temi trattati vi è stata la produzione automatizzata su larga scala di SOC, illustrata attraverso i progressi del progetto AMPS e l’esperienza industriale di Elcogen, partner del progetto.
Sono stati inoltre presentati progetti concreti di utilizzo delle SOC in contesti reali e diversificati: elettrolizzatori ad alta temperatura (SOEC) per la produzione di ammoniaca verde (progetto presentato da Topsoe) e per la produzione di acciaio a basse emissioni (con il progetto HySteel presentato da LEAP), celle a combustibile (SOFC) alimentate a biogas, in impianti agricoli con end-user come il Consorzio Monviso Agroenergia; applicazioni navali per sistemi di propulsione con celle SOFC, presentate da DLR (progetto NAUTILUS).
Il Politecnico ha proposto, nel corso del workshop, la sua visione integrata sulle potenzialità di mercato, gli scenari futuri e le sfide normative, contribuendo a delineare una roadmap realistica per la diffusione su larga scala delle tecnologie SOC in Europa.
A quasi due anni dall’avvio, il progetto AMPS ha raggiunto traguardi significativi lungo l’intera catena produttiva delle SOC, dimostrando la fattibilità di un’automazione spinta e di una digitalizzazione integrata. Tra i risultati già ottenuti ricordiamo il riciclo completo al 100 percento dei residui nel processo di produzione delle celle, senza impatti sulla qualità (performance) delle celle rispetto ai campioni di riferimento; la realizzazione di prototipi funzionanti in fase di implementazione per un sistema robotico per la movimentazione automatica dei componenti (sia per celle che per stack) e per un sistema di ispezione con visione artificiale e intelligenza artificiale, capace di classificare difetti su immagini ad alta velocità. Inoltre, sono stati fatti grandi passi in avanti nella produzione e saldatura laser di interconnettori secondo le specifiche industriali Elcogen, con analisi avanzata delle principali tipologie di difetti e processi di coating ottimizzati.
È stato presentato anche lo stato di avanzamento nel digital twin della linea produttiva: mappatura dello stato attuale del processo di produzione celle e definizione dell’architettura di tracciamento per le componenti delle celle e dello stack.
Inoltre è in corso la validazione di una stazione automatica di assemblaggio stack, inclusa l'identificazione delle tecnologie di ispezione in linea per difetti critici e, in ambito di analisi dell’impatto, è in fase di finalizzazione le valutazioni economiche-ambientali di layout pre-AMPS e AMPS-derived, e implementati strumenti di ottimizzazione del ruolo delle SOC in scenari reali.
Questi risultati confermano l’obiettivo del progetto: dimostrare entro il 2027 la produzione automatizzata e tracciata di stack SOC con un costo inferiore a 800 €/kW per volumi da 100 MW/anno, rendendo così competitiva la tecnologia su scala industriale.
Il workshop ha rappresentato un’importante occasione per far conoscere le attività del progetto AMPS (2023-2027), che mira a rendere le tecnologie SOC più accessibili, affidabili e competitive. Iniziato nel 2023 e finanziato dal programma Horizon Europe con 6.6 milioni di euro, AMPS riunisce 11 partner da 6 Paesi e ha l’obiettivo di sviluppare e testare tecnologie per la produzione automatizzata ad alta velocità di celle e stack SOC, integrare sistemi di controllo qualità intelligenti, basati su intelligenza artificiale e digital twin, ridurre, attraverso metodi e tecnologie di cui sopra, i costi di produzione a meno di 800 €/kWel (espressi in modalità SOFC) su scala industriale, creare una filiera europea di macchinari e competenze per la manifattura di sistemi SOC.
Tutte le tecnologie e i metodi sviluppati nell’ambito del progetto AMPS verranno testati e implementati nel nuovo impianto produttivo di Elcogen, partner del progetto, che rappresenta il banco di prova industriale per la validazione delle soluzioni avanzate proposte.
All’interno del progetto AMPS, dal punto di vista scientifico il Politecnico si occupa di analizzare l’impatto economico ed ambientale delle nuove linee produttive, verificando il raggiungimento dell’obiettivo finale di costo di produzione inferiore a 800 €/kW, e di sviluppare strumenti di ottimizzazione per il dimensionamento e lo scheduling ottimale di sistemi SOC (SOFC, SOEC, rSOC) in diversi scenari di utilizzo, al fine di valutare le applicazioni e le condizioni al contorno (costi energia, contesto normativo) che rendono questa tecnologia conveniente da un punto di vista economico ed ambientale.
Il gruppo di ricerca ha inoltre pubblicato studi peer-reviewed sulla fattibilità tecnico-economico-ambientale delle tecnologie SOC, con particolare attenzione agli scenari industriali:
SOEC per la produzione di ammoniaca verde (progetto AMPS)
SOFC per applicazioni come cogeneratori in edifici commerciali e piccole realtà industriali
