Uno strumento di monitoraggio favorisce la transizione energetica in Europa
La sostenibilità della catena energetica europea e l’abbandono dei combustibili fossili dipendono in gran parte dalla disponibilità, dall’affidabilità e dall’economicità delle fonti energetiche alternative; sebbene l’energia eolica e solare stia diventando sempre più diffusa, gli squilibri tra domanda e offerta continuano a rappresentare un problema. «È possibile che vi siano periodi di bel tempo soleggiato, ma con un basso fabbisogno di elettricità», afferma Đani Juričić, coordinatore del progetto REACTT(si apre in una nuova finestra) e ricercatore presso lo Jožef Stefan Institute(si apre in una nuova finestra) in Slovenia. «Cosa si fa con tutto questo eccesso di energia elettrica? In altre occasioni, la domanda potrebbe essere significativamente superiore all’energia offerta dai pannelli solari e dalla rete.»
La tecnologia delle celle elettrolitiche a ossidi solidi
I sistemi basati sulla tecnologia delle celle elettrolitiche a ossidi solidi (SOEC, solid oxide electrolysis cell) potrebbero svolgere un ruolo chiave per risolvere questo squilibrio. I processi di conversione elettrochimica dell’energia ad alta temperatura utilizzano l’elettricità per scindere l’acqua (e/o l’anidride carbonica) in idrogeno (e/o monossido di carbonio) e ossigeno, reazione nella quale l’alta temperatura di funzionamento contribuisce a ottenere un’elevata efficienza. «L’idrogeno può quindi essere immagazzinato o utilizzato direttamente nel settore per vari processi industriali o per il trasporto», spiega Juričić. «Il sistema può anche essere invertito, in quanto l’idrogeno è altresì utilizzabile al fine di produrre elettricità attraverso le celle a combustibile, contribuendo in tal modo a risolvere la disparità tra domanda e offerta.» Sebbene la tecnologia SOEC disponga delle potenzialità di svolgere un ruolo di fondamentale importanza nella transizione energetica(si apre in una nuova finestra) dell’Europa, la ricerca si è recentemente incentrata su innovazioni energetiche più facilmente disponibili, come gli elettrolizzatori alcalini e PEM.
Funzionalità di monitoraggio, diagnostica e controllo
Il progetto REACTT ha cercato di aumentare l’attrattiva e la redditività della tecnologia SOEC progettando una piattaforma che permette di integrare funzionalità di monitoraggio, diagnostica e controllo, con l’obiettivo di migliorare l’efficienza, l’affidabilità e la durata dei sistemi SOEC. «I sistemi SOEC esistono da un paio di decenni allo stadio pilota», afferma Juričić. «Per sfruttare questa tecnologia a livello commerciale, devono ancora essere risolte numerose questioni, come l’affidabilità.» Al momento, tutto il monitoraggio del sistema viene effettuato manualmente dagli operatori; l’automazione del processo decisionale e l’introduzione di strumenti di diagnostica e monitoraggio potrebbero consentire agli stack SOEC di funzionare più a lungo e in modo più efficace. «Abbiamo sviluppato algoritmi in grado di regolare le operazioni secondo le esigenze», spiega Juričić. Il team del progetto ha testato la piattaforma in tre siti pilota. «Una volta risolto un problema, sono emersi altri 10 interrogativi», aggiunge Juričić. «Le tecnologie pionieristiche funzionano così: nella loro fase iniziale, abbiamo visto solo la punta dell’iceberg.»
Strumenti di controllo SOEC avanzati
Ciononostante, il consorzio è riuscito a sviluppare strumenti avanzati di diagnostica e controllo per le applicazioni SOEC. L’hardware, o «scatola magica» come la chiama Juričić, fornisce agli operatori dati di monitoraggio e diagnostica che consentono di intervenire rapidamente. «Gli operatori devono sapere se il sistema è in salute o se sussiste qualche problema», osserva. «Gli avvisi tempestivi consentono loro di organizzare le spedizioni dei pezzi di ricambio, di programmare gli aggiornamenti o altro ancora; allo stato attuale, un problema non rilevato può risultare fatale.» Il progetto ha inoltre sviluppato un hardware che «eccita» lo stack per provocare una reazione. Raccogliendo la risposta del sistema, e in particolare dello stack SOEC, fornita come reazione a questi disturbi, si ottengono informazioni preziose sul suo stato di salute, il che permette agli operatori di comprendere in maniera migliore ciò che accade all’interno dello stack stesso. Juričić si augura che i progressi compiuti nell’ambito di REACTT portino infine allo sviluppo di prodotti pronti per il mercato. «Abbiamo sviluppato un portafoglio di soluzioni che potrebbero essere presto utilizzate in ambito commerciale», conclude.
