Produzione industriale di idrogeno verde spinge l’Europa sulla strada verso un futuro decarbonizzato
Una delle principali sfide per la società odierna è la transizione verso economie competitive e a basse emissioni di carbonio. Per raggiungere questo risultato, in linea con l’obiettivo del 2050 fissato dalla Commissione europea, tutti i settori dell’economia dovranno diffusamente usare l’elettricità da fonti rinnovabili. Tuttavia, le fonti energetiche rinnovabili sono spesso intermittenti e non tutti i settori possono essere elettrificati. L’elettrolisi ad alta temperatura (HTE) è una delle tecnologie più promettenti per ovviare a questi problemi, fornendo una fonte di energia altamente flessibile ed efficiente. «L’obiettivo principale di GrInHy era quello di produrre il più grande elettrolizzatore ad alta temperatura (HTE) del mondo, in grado di produrre idrogeno quando l’elettricità rinnovabile è disponibile, e generare elettricità da idrogeno o gas naturale quando l’elettricità rinnovabile è scarsa», spiega Simon Kroop, di Salzgitter Mannesmann Forschung e coordinatore del progetto GrInHy. «Tutti gli obiettivi e le tappe fondamentali del progetto sono stati raggiunti solo con piccole deviazioni», prosegue Kroop. Un prototipo flessibile e dinamicamente applicabile, utilizzando la tecnologia sviluppata da Sunfire GmbH è stato progettato, prodotto e integrato con successo in un’attività siderurgica preesistente. Il team GrInHy ha dimostrato il potenziale di produzione di idrogeno verde tramite HTE per il concetto della Salzgitter AG di produzione di acciaio a basso tenore di carbonio e a base di idrogeno, riducendo le emissioni totali di oltre il 95 % e superando di gran lunga l’uso odierno per i processi di ricottura. Grazie al successo del progetto, GrInHy è stato nominato ai «FCH JU Awards 2018 Best Project Innovation». Ridurre, riutilizzare, riciclare Il vapore viene suddiviso in idrogeno e ossigeno in modo molto efficiente grazie all’elettrolisi ad alta temperatura. Poiché l’energia immessa (vapore) è essenzialmente calore di scarto, il sistema funziona in modo molto più efficiente e sostenibile rispetto alle tecnologie convenzionali. «Il maggiore beneficio in termini di efficienza elettrica è l’uso diretto del vapore industriale derivante dal calore residuo a circa 150 °C dai processi che si svolgono nelle attività siderurgiche. Ciò si traduce non solo in una minore richiesta di energia elettrica rispetto ad altre tecnologie elettrolizzatrici, ma anche in minori costi energetici operativi», afferma Kroop. In circa 10 000 ore di funzionamento totale, il prototipo è stato eseguito in modalità elettrolisi, a celle a combustibile o in riserva calda. «La cosa più importante è il fatto che l’elettrolizzatore abbia utilizzato direttamente il vapore industriale proveniente da processi di calore di scarto per produrre idrogeno che soddisfaceva i requisiti di qualità per i processi di ricottura dell’acciaio nelle attività siderurgiche», spiega Kroop. Un buon lavoro in generale «Sono molto orgoglioso dell’eccezionale lavoro di squadra del consorzio del progetto europeo. Avevamo otto partner provenienti da cinque diversi paesi dell’Unione Europea. In totale, più di 30 esperti e ricercatori di diverse professioni hanno lavorato a stretto contatto per compiere un passo importante per la tecnologia HTE verso un prodotto commercializzabile», prosegue Kroop. Il team GrInHy ha valutato la struttura dei costi della tecnologia, il potenziale business case e le prestazioni ambientali negli studi di accompagnamento. Il progetto ha inoltre ottenuto un elevato livello di sensibilizzazione del pubblico attraverso conferenze scientifiche, fiere internazionali e workshop dedicati alla tecnologia dell’idrogeno. Anche se il progetto ufficiale si è concluso nel febbraio 2019, il prototipo continuerà a funzionare fino alla metà del 2020, quando il prototipo GrInHy sarà sostituito dal suo successore. Il progetto GrInHy2.0 iniziato a gennaio di quest’anno, sfrutterà tutti i risultati e le esperienze per aumentare la capacità nominale dell’elettrolizzatore: un tasso di produzione cinque volte superiore a quello del precedente prototipo GrInHy. «Abbiamo dimostrato che l’HTE funziona in ambiente industriale e ora si sta espandendo. Per sfruttare appieno il potenziale dell’idrogeno verde in diversi settori industriali, abbiamo bisogno di un quadro giuridico favorevole per un uso economico dell’idrogeno verde», conclude Kroop.
Parole chiave
GrInHy, energia, idrogeno, rinnovabile, basse emissioni di carbonio, efficiente, siderurgico, flessibile
