AtmosZero ha sviluppato una caldaia elettrica ad alta efficienza energetica che New Belgium Brewing intende installare nel suo stabilimento principale il prossimo anno.
L’anno prossimo, la New Belgium Brewing sostituirà una delle quattro caldaie alimentate a gas naturale del suo impianto principale di Fort Collins, in Colorado, con una versione elettrica progettata per ridurre le emissioni di gas serra.
Il sistema modulare di caldaie pilota da 650 kilowatt è stato sviluppato da AtmosZero, una startup con sede a Fort Collins che sta uscendo allo scoperto.
“Per decarbonizzare l’industria, dobbiamo decarbonizzare il calore”, afferma Addison Stark, amministratore delegato e cofondatore della startup.
In effetti, la produzione di calore da parte dell’industria può rappresentare circa il 10% dell’inquinamento globale da anidride carbonica. Il settore fa grande affidamento sul vapore per trasferire il calore, sterilizzare attrezzature e merci e separare i prodotti chimici. A livello globale, questa pratica potrebbe generare oltre 2 miliardi di tonnellate di inquinamento da anidride carbonica all’anno, secondo una precedente analisi di Stark e di un collega.
La New Belgium Brewing, nota soprattutto per la produzione della Fat Tire Ale, utilizza grandi quantità di vapore per regolare le temperature all’interno dei suoi bollitori ed estrarre gli aromi dal luppolo e dai cereali in punti cruciali del processo di produzione della birra.
Le caldaie elettriche che possono attingere energia principalmente da fonti rinnovabili come il solare e l’eolico esistono e sono già utilizzate in ambito produttivo. Ma in genere si basano sul riscaldamento resistivo, che produce calore facendo passare una corrente elettrica attraverso un materiale conduttivo, ovvero l’acqua della caldaia. Ciò comporta un notevole consumo di energia elettrica e un aumento dei costi, il che ha impedito a questi dispositivi di conquistare una quota di mercato consistente fino a oggi, afferma Stark, in che è stato borsista di ricerca e direttore ad interim dell’ARPA-E, il braccio di ricerca avanzata del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.
AtmosZero si basa invece sulla tecnologia delle pompe di calore, che utilizza l’elettricità per far circolare refrigeranti con bassi punti di ebollizione attraverso un circuito chiuso. Il dispositivo assorbe il calore dall’aria circostante, utilizza un compressore per aumentare la temperatura del refrigerante fino a far bollire l’acqua e poi trasferisce l’energia termica attraverso uno scambiatore di calore in un recipiente che produce vapore.
Le pompe di calore possono essere molto più efficienti dei prodotti che si basano sul riscaldamento resistivo perché, come ha spiegato Casey Crownhart in un precedente articolo, la maggior parte dell’elettricità viene utilizzata per raccogliere il calore e spostarlo, anziché produrlo direttamente.
Stark sostiene che una versione commerciale del dispositivo dell’azienda potrebbe essere fino a due volte più efficiente delle caldaie resistive.
L’azienda è attualmente nelle fasi finali di sviluppo del suo primo prototipo presso la Colorado State University. Stark ha co-fondato AtmosZero con Todd Bandhauer, professore di ingegneria meccanica, e Ashwin Salvi, in precedenza in Achates Power.
L’idea dell’azienda è nata da un paper di cui Stark è stato coautore all’inizio del 2021, in cui si sottolineava l’importanza di accelerare la ricerca e lo sviluppo per ridurre l’impatto dei sistemi industriali per la generazione di calore.
“Il mio progetto si opponeva all’idea che l’industria fosse difficile da decarbonizzare”, afferma Stark, aggiungendo che le caldaie a vapore rappresentavano “l’opportunità perfetta per affrontare il problema”.
AtmosZero è stata fondata nel dicembre dello stesso anno. Oggi impiega 13 persone e ha raccolto 7,5 milioni di dollari di investimenti da Energy Impact Partners, Starlight Ventures e AENU. Ha inoltre ottenuto un grant di 500.000 dollari da ARPA-E.
La startup deve ancora affrontare una serie di sfide. Sebbene promettano di essere meno costosi delle caldaie resistive alimentate a elettricità, i prodotti dell’azienda potrebbero faticare per competere con il costo molto basso delle caldaie alimentate a gas naturale in alcuni mercati. Le politiche climatiche che incentivano la riduzione delle emissioni industriali, come il sistema di scambio delle quote di emissione dell’Unione Europea, potrebbero contribuire a rendere più interessanti tecnologie come quella di AtmosZero.
Nel frattempo, la tecnologia non è ancora stata utilizzata o provata in ambito commerciale. È qui che entra in gioco la partnership con New Belgium. Il progetto pilota durerà sei mesi e, a seconda della sua efficacia, potrà o meno portare a un accordo commerciale.
Ma New Belgium si dice “fiduciosa” che la tecnologia aiuterà l’azienda a raggiungere i suoi obiettivi climatici per raggiungere la neutralità carbonica entro il 2030.
