EIC Pathfinder Challenge: Clean and efficient cooling
Titolo:
Sfida EIC Pathfinder: ( Sistemi di )Raffreddamento pulito ed efficiente
EIC Pathfinder Challenge: Clean and efficient cooling
TOPIC ID: HORIZON-EIC-2023-PATHFINDERCHALLENGES-01-01
Ente finanziatore:
Commissione europea
Programma Horizon Europe
Obiettivi ed impatto attesi:
Il raffreddamento è un processo essenziale in molte aree della società, importante per il benessere umano, la crescita economica, l’urbanizzazione sostenibile, la riduzione della scarsità di cibo e lo sviluppo socio-economico. Presenta applicazioni rilevanti in settori quali (i) l’ambiente costruito, il riscaldamento, la ventilazione e il condizionamento dell’aria (HVAC), la salute e il comfort degli edifici, i sistemi energetici urbani interoperabili, (ii) i centri dati, l’elettronica e i superconduttori, (iii) la produzione alimentare (ad es. agricoltura verticale), lavorazione, stoccaggio e trasporto refrigerato, (iv) produzione di vettori energetici freddi, trasporto e integrazione di rete (H2 liquido, GNL, ecc.), (v) industrie chimiche, metallurgiche e di difficile abbattimento (compresa la cattura criogenica del carbonio) e (vi) applicazioni mediche (ad esempio, vaccini che necessitano di refrigerazione).
In termini di tecnologie di raffreddamento, la compressione del vapore è il metodo più applicato per il condizionamento e la refrigerazione. Tuttavia, è stata sviluppata o è in fase di sviluppo un’ampia gamma di metodi alternativi, tra cui soluzioni di raffreddamento termochimiche (ad esempio, l’assorbimento) e allo stato solido (ad esempio, magnetiche, elettrochimiche, termoacustiche e termoelastiche). Allo stesso tempo, la necessità di raffreddamento meccanico può essere mitigata utilizzando soluzioni basate sulla natura (come alberi e piante), tecniche di raffreddamento passivo (come la ventilazione naturale, le tende, l’isolamento termico, il raffreddamento radiativo, ecc.
La domanda di raffrescamento è in aumento e i processi di raffrescamento spesso comportano significative emissioni di gas serra (GHG), a causa dell’uso di idrofluorocarburi (HFC) o di combustibili fossili per alimentare le apparecchiature di raffrescamento. Allo stesso tempo, le perturbazioni del mercato energetico globale e l’aumento dei costi di approvvigionamento energetico stanno minacciando la competitività di diversi settori ad alta domanda di raffreddamento, per cui la disponibilità di tecnologie del freddo super-efficienti e a basso costo è fondamentale. Queste esigenze richiedono soluzioni innovative, poiché non possono essere affrontate semplicemente adattando i processi e le soluzioni di raffreddamento convenzionali, né facendo affidamento sulle catene di fornitura esistenti per i componenti e i dispositivi. Le tecnologie di raffreddamento alternative in fase di sviluppo sono su piccola scala (ad esempio, la refrigerazione allo stato solido) o per un intervallo di temperatura limitato (ad esempio, la refrigerazione basata sull’assorbimento).
Questa sfida è strategica per gli obiettivi politici europei del Green Deal [1] e del piano REPowerEU , della Direttiva sulle Energie Rinnovabili (RED II) e della Direttiva sull’Efficienza Energetica (EED), per trasformare l’UE in un’economia competitiva ed efficiente dal punto di vista delle risorse, per aumentare l’autonomia dell’Europa in materia di energia e materiali critici, per preservare l’ambiente naturale dell’Europa, per affrontare il cambiamento climatico e l’adattamento ad esso, per la sicurezza alimentare e la protezione della salute e per rafforzare la leadership tecnologica dell’UE in questo settore strategico.
Obiettivo generale e obiettivi specifici
EIC Pathfinder Challenge mira a far progredire le conoscenze scientifiche e lo sviluppo tecnologico di soluzioni di raffreddamento nuove, pulite ed efficienti che sostengono pienamente la visione della “cold economy”.
A tal fine, il portafoglio di progetti sostenuti nell’ambito di questa sfida dovrebbe esplorare le potenzialità di nuovi dispositivi, processi, componenti e materiali per la generazione, l’immagazzinamento e/o il trasporto di raffreddamento pulito, come ad esempio:
– Generazione di raffreddamento pulito che può integrare l’uso di energia rinnovabile, calore di scarto/raccolta del freddo, raffreddamento passivo e radiativo, pompe di calore termochimiche e ibride, trasformatori di calore, recupero del calore di scarto, tubi di calore); sono ammissibili soluzioni per un’ampia gamma di applicazioni che vanno dalla temperatura di conservazione dei vaccini (da -80 a 4°C), agli alimenti (da -40 a 12°C), ai centri dati e all’aria condizionata (da 6 a 12°C);
– Immagazzinamento e/o trasporto del freddo (disaccoppiando spazialmente e/o temporalmente la domanda e la generazione), trasporto pulito della catena del freddo, vettori di energia termica, immagazzinamento interstagionale, comprese le dinamiche di carica/scarica, se pertinenti (cioè tempi di carica brevi e immagazzinamento di media e lunga durata);
– Utilizzo e/o gestione del raffreddamento, come l’uso in cascata dell’energia del freddo per diversi requisiti di temperatura, l’integrazione di concetti di raffreddamento innovativi e a basso o nullo consumo in segmenti di domanda critici (ad esempio data center, settori industriali difficili da abbattere, edifici, soluzioni specifiche per la lavorazione degli alimenti o applicazioni mediche) o altre tecnologie legate alla domanda.)
Gli obiettivi specifici della sfida sono l’esplorazione di nuovi dispositivi, processi, componenti e materiali per il raffreddamento. Le tecnologie da integrare in prodotti e servizi devono dimostrare il loro potenziale di :
1 – ridurre i costi di investimento/operativi,
2 – aumentare l’efficienza, l’affidabilità operativa e l’interoperabilità,
3 – evitare l’uso di materie prime critiche o di refrigeranti dannosi e
4 – perseguire la circolarità attraverso approcci progettuali, basso impatto ambientale e bassa impronta di carbonio.
Le proposte devono riferire il COP (coefficiente di prestazione) previsto al COP teorico massimo del ciclo di Carnot inverso e descrivere come la soluzione proposta possa essere competitiva con lo stato dell’arte nell’intervallo operativo proposto. Le soluzioni proposte devono mirare a raggiungere gradienti di temperatura in un singolo stadio superiori a 5 °C con un COP competitivo.
Le proposte presentate in risposta a questa sfida possono riguardare campi quali:
– tecnologie e sistemi di refrigerazione non convenzionali, tra cui, ma non solo, materiali a cambiamento di fase (PCM) funzionalizzati, materiali termochimici, cicli elettrochimici termofotonici, elastomerici, barocalorici, magnetocalorici o rigenerativi dal punto di vista termico; nuovi meccanismi di espansione della compressione (ad esempio compressione elettrochimica), uso di refrigeranti misti o altre nuove configurazioni di cicli;
– modellazione computazionale e convalida di processi, materiali e componenti per il trasferimento di calore a bassa temperatura ad alta intensità energetica, compresi la progettazione, la produzione, l’ottimizzazione e le prestazioni dinamiche (ad esempio, nuovi scambiatori di calore, compressori, ecc;)
– operazioni e logistica ultra-efficienti dal punto di vista energetico lungo la catena di fornitura del freddo e l’utilizzo finale, disaccoppiando la domanda e l’offerta tramite vettori termici (PCM, materiali termochimici, fanghi di ghiaccio, aria liquida, stoccaggio molecolare, ecc.) o integrazione di sistemi, compreso l’accumulo mobile di energia fredda e le relative soluzioni di ricarica; interoperabilità di reti distrettuali, infrastrutture reversibili di riscaldamento e raffreddamento o soluzioni cold-to-power;
– nuovi progetti e concetti per applicazioni alimentari e mediche; principi di refrigerazione non convenzionali (come la conversione termoelettrica, magnetocalorica, elettrocalorica, elastomerica o barocalorica, fotonica) o nuovi meccanismi di compressione-espansione (scroll, compressione elettrochimica), refrigeranti misti, nuove configurazioni di cicli.
– Le proposte possono includere soluzioni di interoperabilità intelligente per l’integrazione delle reti di elettricità, riscaldamento e raffreddamento, comprese le infrastrutture di riscaldamento e raffreddamento reversibili, o soluzioni cold-to-power con recupero del calore di scarto e dei flussi di energia fredda da processi industriali, centri dati e/o condizionamento degli edifici.
Risultati e impatti attesi
I progetti finanziati dovranno fornire individualmente una prova di concetto per approcci non convenzionali (a livello di materiali, componenti, processi o dispositivi) che possano avere un impatto convincente sul consumo energetico, sulla riduzione delle emissioni e sui costi del settore del raffreddamento. Il portafoglio di progetti finanziati deve contribuire a uno o più dei seguenti impatti a medio e lungo termine:
– Aumentare la leadership tecnologica dell’UE nel settore del raffreddamento e in settori produttivi strategici fortemente legati alla produzione del freddo (come quello alimentare),
– Migliorare il comfort degli edifici e la salute negli ambienti di vita,
– Aumentare la sicurezza operativa dei server e delle strutture informatiche,
– Ridurre l’impronta di carbonio dei sistemi energetici e affrontare la mitigazione dei cambiamenti climatici,
– affrontare l’adattamento ai cambiamenti climatici (in particolare nelle aree semidesertiche) e la sicurezza alimentare, comprese le possibilità di coinvolgimento internazionale,
– ridurre la dipendenza dall’UE e diversificare l’approvvigionamento di materiali critici nell’UE.
Criteri di eleggibilità:
Per candidarsi, la proposta deve soddisfare i requisiti generali di ammissibilità (vedi Allegato 2 del programma di lavoro ) e i requisiti specifici di ammissibilità per la Sfida (se applicabile). Si prega di controllare gli elementi particolari (ad esempio, l’obiettivo specifico dell’applicazione o la tecnologia) nel rispettivo capitolo della Sfida. Le Sfide EIC Pathfinder supportano la ricerca e l’innovazione collaborativa o individuale da parte di consorzi o di singoli soggetti giuridici con sede in uno Stato membro o in un Paese associato (a meno che non sia indicato diversamente nel capitolo specifico della Sfida). In caso di consorzio, la proposta deve essere presentata dal coordinatore per conto del consorzio. I consorzi di due entità devono essere composti da soggetti giuridici indipendenti di due diversi Stati membri o Paesi associati. I consorzi di tre o più soggetti devono includere come beneficiari almeno tre soggetti giuridici, indipendenti tra loro e ciascuno stabilito in un Paese diverso, come segue:
ª almeno un soggetto giuridico stabilito in uno Stato membro; e ª almeno altri due soggetti giuridici indipendenti, ciascuno stabilito in diversi Stati membri o Paesi associati. I
soggetti giuridici possono essere ad esempio università, organizzazioni di ricerca, PMI, start-up, persone fisiche. Nel caso di progetti a beneficiario unico, non saranno ammesse le società di media e grande dimensione. Le condizioni standard di ammissibilità e ammissibilità e l’ammissibilità dei candidati provenienti da Paesi terzi sono descritte in dettaglio nell’Allegato 2. L’ambito di applicazione delle proposte deve essere in linea con il principio “Do Not Significant Harm”.
Contributo finanziario:
Per questo bando, l’EIC prende in considerazione proposte con un contributo UE fino a 4 milioni di euro, come appropriato. Tuttavia, ciò non preclude la possibilità di richiedere importi maggiori, se debitamente giustificati o indicati diversamente nella Sfida specifica. Il tasso di finanziamento di questa sovvenzione sarà pari al 100% dei costi ammissibili. Oltre al finanziamento, i candidati prescelti riceveranno un accesso personalizzato a un’ampia gamma di servizi di accelerazione aziendale (cfr. sezione V) e interazioni con i responsabili del programma EIC e con altre azioni del portafoglio di progetti selezionati (cfr. sezione I del programma di lavoro allegato ).
Scadenza:
18 October 2023 17:00:00 Brussels time
Ulteriori informazioni:
EIC Work Programme 2023_F&T.pdf (europa.eu)
Per scaricare questo bando, in formato pdf, clicca qui.
Servizio offerto da Mario Furore, deputato al Parlamento europeo, membro non iscritto.
disclaimer:
Le opinioni espresse sono di responsabilità esclusiva dell’autore o degli autori e non riflettono necessariamente la posizione ufficiale del Parlamento europeo.
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