Produzione di idrogeno verde. Gli impianti per ottenere massima resa e sicurezza

18-set-2023

La produzione di idrogeno verde rappresenta un’alternativa ai combustibili fossili. Vediamo come ottenere impianti con la massima resa e sicurezza.

Negli ultimi anni, si parla sempre più spesso di produzione di idrogeno verde. L’obiettivo di Bruxelles è produrre dieci milioni di tonnellate di idrogeno verde entro il 2030 nell’Unione europea . 

La produzione dell’idrogeno verde, conosciuto anche come “idrogeno green” o “idrogeno rinnovabile”, utilizza fonti di energia rinnovabile, come l'energia solare o eolica. Questo vettore energetico sta diventando sempre più popolare perché è una fonte di energia pulita e sostenibile: non è prodotto da combustibili fossili e quindi permette di ridurre le emissioni di gas serra (CO2), migliorando la qualità dell'aria.
 
Inoltre, essendo l’idrogeno verde un carburante pulito, in quanto bruciando rilascia solo vapore acqueo come sottoprodotto, si spera possa sostituire, o quanto meno ridurre, l’uso dei combustibili fossili, in alcuni dei settori più inquinanti e energivori, come nel caso delle industrie pesanti, quali la siderurgica, l’aviazione, i trasporti marittimi su lunghe distanze e aerei e anche tanti processi nell’agricoltura, particolarmente difficili da “elettrificare”. 
La prospettiva è che la produzione di idrogeno verde possa alimentare diversi settori, tra cui la mobilità, l'industria, il riscaldamento e l'elettricità.
 

Produzione idrogeno verde: come funziona 

 
La produzione di idrogeno verde avviene mediante l’elettrolisi dell’acqua che scompone l’acqua nei due elementi di cui è composta, idrogeno e ossigeno, ed è alimentata da elettricità pulita, come l'energia solare, eolica o idroelettrica. 
A differenza dell’idrogeno grigio, che viene prodotto con combustibili fossili, di quello blu che viene estratto con una componente di rinnovabili, l’idrogeno verde è prodotto usando esclusivamente energia rinnovabile. Questo tipo di idrogeno può essere utilizzato come forma di stoccaggio di energia rinnovabile, la cui produzione oscilla a causa delle differenti condizioni meteorologiche. 
Per superare il problema, l'energia in eccesso potrebbe essere utilizzata per produrre idrogeno verde tramite l'elettrolisi dell'acqua. Una alternativa, infatti, è quella di trasformare l’energia a impatto climatico zero in gas a zero emissioni di CO2. Nel processo Power-to-Gas, l'energia verde viene trasformata tramite elettrolisi in un gas immagazzinabile, ad esempio in idrogeno, garantendo una fornitura di energia costante e affidabile, quando l'energia rinnovabile non è disponibile, come ad esempio nei periodi invernali. Questo idrogeno può essere immesso anche nelle reti del gas naturale esistenti e immagazzinato. Le infrastrutture per il gas esistenti vengono dunque sfruttate per la sua distribuzione e un possibile utilizzo su larga scala. 
 

Gli impianti per ottenere massima resa e sicurezza

Dato che, aggiungendo l’idrogeno, le caratteristiche del gas naturale cambiano in modo significativo, è necessario disporre di strumenti e soluzioni sia per la misura di queste nuove miscele che per la certificazione. Inoltre, dal momento che l’idrogeno ha una diversa infiammabilità specifica rispetto al gas naturale e appartiene al gruppo esplosivo IIC, occorre prevenire le esplosioni e validare la resistenza dei materiali. SICK propone soluzioni che contribuiscono al revamping di queste infrastrutture, tenendo conto di numerosi aspetti legati alla chimica dei fluidi, sia in termini di misura che di sicurezza. 
 
Molte delle soluzioni SICK sono già predisposte per il blending al 30%, decisamente superiore al limite attualmente consentito dalla normativa, in relazione al fatto che il revamping della rete è pensato in prospettiva dei prossimi venti anni, con miscele in percentuali più elevate di idrogeno. Grazie alla tecnologia ad ultrasuoni, i misuratori di portata gas FLOWSIC, oltre ad abilitare il processo di digitalizzazione delle reti gas, consentono di aumentare il livello di sicurezza per gli operatori e l'efficienza, per un bilanciamento delle reti del gas più preciso, e permettono di gestire gli impianti da remoto, riducendo i costi di manutenzione. Si tratta di strumenti che, grazie alla capacità di misurare precisamente il flusso di gas anche alle portate minime e a nuove funzioni innovative e rivoluzionarie, consentono anche la possibilità di disporre, oltre al dato misurato, di tutta una serie di informazioni aggiuntive su ciò che avviene attorno allo strumento, in un’ottica di interoperabilità e di trasformazione delle reti destinate ad accogliere molteplici fonti di immissione. L’elettronica e i sensori a ultrasuoni dei misuratori di portata gas della famiglia FLOWSIC di SICK soddisfano i requisiti di protezione dalle esplosioni, senza necessità di apportare modifiche con una miscela di gas naturale contenente il 10% di volume di idrogeno. Appare chiaro che la percentuale di idrogeno è destinata ad aumentare nei prossimi anni. Gli operatori degli impianti a gas - e di quelli Power-to-Gas - potranno pertanto continuare a fidarsi delle precise misure fiscali di SICK. 
Avere un dato di misura accurato e affidabile in relazione alla qualità del servizio, con una disponibilità continuativa nell’arco dell’anno, e disporre di misuratori in grado di gestire range di misura molto ampi, consente di migliorare il servizio del trasporto gas nel suo complesso, mitigando potenziali perdite economiche, avvantaggia tutti gli attori del sistema.

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