Idrogeno verde
Per diversi secoli, petrolio, carbone e gas hanno alimentato i progressi e i miglioramenti delle condizioni sociali ed economiche della popolazione mondiale. Al contrario, la combustione di questi combustibili fossili ha portato a un aumento della CO₂ atmosferica, con tutte le conseguenze negative che ciò implica per il nostro pianeta, compreso il cambiamento climatico. Tuttavia, sta emergendo una nuova alternativa che potrebbe contribuire alla decarbonizzazione dell’economia: l’idrogeno verde. Oltre a essere l’elemento chimico più abbondante in natura, il principale vantaggio dell’idrogeno è che la sua combustione non emette CO₂, ma solo vapore acqueo. Se viene prodotto anche mediante elettrolisi dell’acqua (scissione della molecola d’acqua tramite applicazione di una corrente elettrica), a differenza del metodo più diffuso (reforming del metano), nemmeno in questo processo viene emessa CO₂. E se l’elettricità è generata da fonti rinnovabili, allora l’idrogeno viene definito verde o rinnovabile.
Stazione dell’idrogeno di Bielefeld
Le aziende stanno sfruttando sempre più i vantaggi offerti da questa energia pulita e rinnovabile. Una di queste è Framatome, una delle principali aziende europee nel settore nucleare. Con filiali in 23 paesi, più di 15000 dipendenti e vendite annue per oltre EUR 3.300.000.000, l’azienda è fortemente impegnata nello sviluppo della tecnologia, dell’innovazione, della R&S e nella decarbonizzazione dell’economia.
Vicente Soler, responsabile idrogeno verde e accumulo di energia presso Framatome Spagna, spiega: “La riduzione dei gas serra e la decarbonizzazione dell’economia sono le massime priorità della nostra azienda per contribuire a fermare il cambiamento climatico. La progettazione e lo sviluppo di tecnologie e progetti chiavi in mano per la produzione, lo stoccaggio e la fornitura di idrogeno rinnovabile sono attività fondamentali per Framatome.” Infatti, l’azienda sviluppa tecnologie e progetti nei campi dell’idrogeno rinnovabile, dell’accumulo di energia e delle Smart Grid da oltre un decennio.
In questo periodo, Framatome ha progettato, sviluppato, integrato e messo in servizio impianti per la produzione, lo stoccaggio e la fornitura di idrogeno rinnovabile, in particolare HRS per il settore della mobilità. Tenendo presente la mobilità, l’azienda ha sviluppato una stazione di riempimento di idrogeno verde per autobus sostenibili nella città tedesca di Bielefeld. In particolare, questa stazione di idrogeno ha una capacità di stoccaggio di 1000 kg di idrogeno, una compressione da 50 a 500 bar e un’erogazione a 350 bar per i nuovi autobus Mobiel 24 ore su 24.
Questi autobus a idrogeno impediscono che l’anidride carbonica venga emessa nell’aria ogni giorno grazie all’uso di energia pulita, sostenibile e rispettosa dell’ambiente. Compressore per idrogeno Questa stazione per l’idrogeno non potrebbe funzionare senza il compressore per idrogeno KS95 fornito dall’azienda spagnola Hiperbaric, il primo compressore del suo genere per il mercato internazionale con tecnologia sviluppata interamente in Spagna.
Situata a Burgos, in Spagna, Hiperbaric inizialmente operava nel settore dell’acqua ad alta pressione, ma da allora ha diversificato il suo portafoglio per offrire anche soluzioni legate all’idrogeno. “Ci sono pochissime aziende al mondo che si concentrano sulla compressione dell’idrogeno ad alta pressione, attualmente una delle principali sfide per il successo dell’idrogeno come vettore energetico, al fine di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e dal gas naturale”, afferma Alejandro Blanco, responsabile vendite di Hiperbaric.
L’esperienza di Hiperbaric nella tecnologia dell’idrogeno ha portato al primo contatto con Framatome. “Essendo un leader mondiale riconosciuto nei sistemi di compressione dei fluidi e avendo sviluppato apparecchiature in grado di comprimere l’idrogeno fino a 950 bar, li abbiamo contattati per conoscere l’azienda, le sue capacità e le apparecchiature per l’idrogeno”, afferma Soler. “La nostra decisione di acquistare un compressore Hiperbaric è stata semplice. Si tratta di un’azienda solida con una lunga e proficua esperienza nel mercato della compressione dei fluidi, che ha sviluppato apparecchiature robuste in grado di comprimere l’idrogeno fino a pressioni molto elevate; esattamente ciò che stavamo cercando.”
L’idrogeno deve essere compresso a pressioni estremamente elevate, tra 200 e 950 bar, per poter essere utilizzato in un veicolo a celle a combustibile. Blanco spiega: “Le soluzioni tecnologiche di compressione di Hiperbaric includono due componenti di alta qualità, resistenti e affidabili, che utilizzano materiali con proprietà avanzate per ottenere la massima durata e un funzionamento sicuro.”
In particolare, il compressore è un KS95, che ha una pressione di ingresso fino a 20–40 bar e una pressione di uscita H₂ fino a 950 bar. Include elementi appositamente progettati per comprimere l’idrogeno, tra cui un cilindro intensificatore a due stadi, un sistema idraulico, un sistema di refrigerazione, un circuito di sfiato, un circuito pneumatico e la strumentazione e il pannello di controllo. “Il componente più rilevante dell’unità compressore è il moltiplicatore ad alta pressione. La tecnologia Hiperbaric si basa su moltiplicatori a due stadi, con elevate efficienze idrauliche e di raffreddamento”, aggiunge Blanco.
Entra in gioco la tecnologia Rockwell
Hiperbaric utilizza la tecnologia di Rockwell Automation nelle sue macchine ad acqua pressurizzata da molti anni e il compressore per l’idrogeno include anche diversi componenti Rockwell. “Non appena abbiamo iniziato il progetto di produzione del compressore per l’idrogeno, abbiamo chiesto il supporto di Rockwell Automation, un fornitore affidabile che conosciamo da molto tempo. Ci sentiamo a nostro agio a collaborare con loro.”
In questo progetto, in particolare, hanno optato per una soluzione completa di sistema di controllo Rockwell Automation con funzionalità di sicurezza aggiuntive, qualcosa di essenziale in un compressore di idrogeno, perché è un gas molto instabile. Oltre a questo, secondo Blanco: “È importante aggiungere anche l’anello di comunicazione Rockwell, che consente di interconnettere le apparecchiature Rockwell, dal PLC ai PLC secondari. Questo è estremamente utile per noi nella gestione di una rete con diverse unità con la stessa apparecchiatura. Apprezziamo anche l’ambiente di programmazione Rockwell”, aggiunge, “in particolare l’interfaccia facile da usare e il supporto rapido quando abbiamo domande e richieste.”
Tutta questa tecnologia e l’esperienza di Hiperbaric nel mercato ad alta pressione ci facilitano il raggiungimento del nostro obiettivo di creare compressori per idrogeno che offrano le soluzioni più efficienti e utilizzino meno risorse per ogni kg di idrogeno compresso”, afferma Blanco.
Framatome era interessata a mettere in funzione l’impianto il prima possibile. “Questo è stato possibile grazie all’aiuto e alla disponibilità di Hiperbaric, che ha anche semplificato l’accordo per la fornitura e la consegna dell’unità”, commenta Soler. “La tranquillità deriva dal lavorare con un’azienda con l’esperienza di Hiperbaric, qualcosa di molto importante nei primi progetti di un’industria emergente.”
In conclusione, il progetto della stazione di idrogeno di Bielefeld è una pietra miliare per il percorso di Framatome verso l’idrogeno rinnovabile. “È il primo progetto che abbiamo affrontato nel segmento EPC chiavi in mano per l’idrogeno, assumendoci la responsabilità come appaltatore principale – e sono lieto di riferire che è stato un grande successo”, conclude Soler.