ArticoliIdrogenoAutore: Giovanni Pino

Idrogeno: Prospettive di utilizzo nell’accumulo energetico e nei trasporti

Sono numerose le applicazioni che possono vedere l'idrogeno utilizzato nel campo dell'accumulo energetico e dei trasporti a zero emissioni.

    Giovanni Pino (Dr. Ing. – Vice Presidente Forum Italiano dell’Idrogeno, Comitato Tecnico Scientifico Orizzontenergia) – Lo scopo della presente trattazione è quello di sensibilizzare i lettori sugli scenari che possono aprirsi nel panorama dell’accumulo energetico e dei trasporti sostenibili con emissioni zero, sia per i gas serra che per gli inquinanti vari.

    Da ciò potrebbe scaturire un dibattito circa la convenienza della produzione di Idrogeno per l’accumulo energetico, anche dall’eccesso di produzione delle energie rinnovabili elettriche, la sua distribuzione e il suo utilizzo nei vari campi legati alla sostenibilità della produzione di energia elettrica e termica, a quella dei Trasporti e degli utilizzi nei campi del civile, industriali e delle varie attività tecnologiche.

    Tra le recenti applicazioni dell’Idrogeno è senza dubbio interessante soffermarsi sui settori dello stoccaggio energetico, con relativa produzione di Idrogeno, sulla mobilità elettrica con Celle a combustibile alimentate ad Idrogeno che forniscono elettricità ai motori elettrici ma con notevole autonomia chilometrica pari per le auto a circa 1.000 km con un pieno.

    Produzione di H2 con Energia solare e Acqua

    La produzione di Idrogeno con la tecnica del Foto-Elettro-Chimico (PEC) offre un percorso promettente per produrre il combustibile Idrogeno a prezzi accessibili e sostenibili attraverso la raccolta della luce dal Sole con l’utilizzo dell’Acqua come materia prima.

    I Ricercatori stanno utilizzando un metodo standard per valutare i sistemi PEC, denominato efficienza da Solare a Idrogeno (STH), in base a quanto efficacemente convertono l’energia dal Sole in Idrogeno.

    Nel 2016, il National Renewable Energy Laboratory (NREL) ha battuto un record mondiale di 18 anni, dimostrando un’efficienza STH del 16,2% rispetto al precedente STH del 12%, ben prima di raggiungere l’obiettivo del Dipartimento di Energia-USA (DOE) del 25%.

    Da allora, gli sforzi della ricerca hanno continuato a migliorare l’efficienza e la durata di questa tecnologia con materiali avanzati e innovativi.

    Le bolle di Idrogeno vengono generate in acqua dall’illuminazione di una cella PEC basata su  semiconduttori ad alta efficienza, a temperatura ambiente.

    Fonte immagine: NREL [1]

    Da Biogas, ottenuto dai Rifiuti, a Idrogeno (BTH)

    Il Progetto europeo Horizon 2020, Bio-Roburplus [2], con trasformazione del Biogas in Idrogeno sta sviluppando un processore per produrre Idrogeno dai Rifiuti di discarica, Scarti organici e Fanghi di depurazione, utilizzati come materia prima.

    La trasformazione del Biogas in Idrogeno può integrare le fonti rinnovabili nel sistema di distribuzione dell’elettricità, promuovendo sviluppo di tecnologie sostenibili in un mercato decentralizzato che punta sull’energia pulita, affidabile e competitiva dal punto di vista economico.

    Attraverso il reforming autotermico del Biogas (65%CH4, 30%CO2, 2% H2O, 2%N2, 0,5%O2,..), si produrrà H2 e calore, utilizzato per generare vapore acqueo.

    L’Idrogeno prodotto sarà poi utilizzato per produrre energia elettrica mediante Celle a combustibile che convertono l’energia chimica in energia elettrica e calore senza l’uso di cicli termici.

    Treni a Celle a combustibile alimentate ad Idrogeno

    I Treni alimentati ad Idrogeno potrebbero cominciare a funzionare sulle ferrovie britanniche già nel 2022.

    La francese Alstom e la Società del settore rotabile nel Regno Unito (ROSCO) hanno presentato il Progetto per un nuovo Treno a Celle a combustibile ad Idrogeno (H2-FC) per il mercato del Regno Unito. I treni a Celle a combustibile, soprannominati “Breeze”, porteranno la Tecnologia dell’Idrogeno a emissioni zero in parti del Regno Unito che ancor funzionano con il diesel.

    La Tecnologia dei Treni ad Idrogeno è un’innovazione entusiasmante che ha il potenziale di trasformare le ferrovie, rendendo i viaggi più puliti ed ecologici e riducendo ulteriormente le emissioni di CO2.

    Attraverso la sinergia tra aziende ferroviarie e l’industria, i Treni a Idrogeno possono svolgere un ruolo importante in futuro offrendo servizi migliori sia sulle rotte rurali che interurbane.

    The ‘Breeze’ hydrogen fuel cell train [3]

    A Pechino, 100.000 Auto ad Idrogeno entro il 2025

    Pechino mira ad aggiungere 30.000 veicoli “puliti” in 30 città ogni anno, a partire dal 2019, per lo più alimentati ad Idrogeno e inizialmente solo per i trasporti pubblici.

    Il Governo ha investito oltre 12 miliardi di dollari in Tecnologie a Celle a combustibile.

    Attratti dalla ricerca governativa e dai sussidi alla produzione, le case automobilistiche nazionali come Great Wall Motor, Yutong Bus e Foton Motor si sono spinte nel settore automobilistico promettente dell’Idrogeno già dall’anno scorso.

    La First Automobile Work di Changchun, la più antica casa automobilistica cinese, ha annunciato l’intenzione di produrre in serie una versione di auto a Celle a combustibile del suo marchio di punta Hongqi quest’anno.

    Una Fabbrica di auto ad Idrogeno da 12 miliardi di yuan (1,77 miliardi di dollari) è in costruzione nella provincia di Guangdong, sostenuta dal magnate commerciale di Hong Kong Li Ka-shing.

    La produzione inizierà entro la fine di quest’anno prevedendo una produzione annua pari a 160.000 unità, entro cinque anni.

    I responsabili politici cinesi potrebbero anche offrire incentivi per accelerare la costruzione di Stazioni di rifornimento per le auto ad Idrogeno ma attualmente esistono solo 12 stazioni funzionanti.

    Un gruppo di ricerca universitario della Scuola di Chimica e Scienza dei Materiali afferma che la produzione di Idrogeno ad elevata purezza sarà sicuramente conseguita quando i costi di produzione delle Celle a combustibile, di costruzione e di gestione dei gasdotti per l’Idrogeno, con le relative Stazioni di rifornimento, cominceranno a diventare meno costosi.

    A prototype of a hydrogen bus developed by China’s Youngman Automobile. Photo: Handout [4]

    Riferimenti:

    [1]. https://www.energy.gov/eere/fuelcells/fact-month-february-2019-process-produce-hydrogen-water-using-sunlight-reaches-1622;

    [2]. https://www.casaeclima.com/ar_37936_trasformazione-biogas-idrogeno-progetto-europeo-    bioroburplus.html?fbclid=IwAR2J0QrblBLSZiJZfR9R2G2jl4GNRk6MfkpMdSIBTu6tbrd_EMr3WCoNgSY;

    [3]. https://www.telegraph.co.uk/cars/news/hydrogen-fuel-cell-trains-run-british-railways-2022/?WT.mc_id=tmg_share_tw;

    [4]. https://www.asiatimes.com/2019/03/article/beijing-wants-100000-hydrogen-cars-by-2025/

     

    Dr. Ing. Giovanni Pino (Vice Presidente Forum Italiano dell’Idrogeno, Comitato Tecnico Scientifico Orizzontenergia)

    Tags
    Show More

    Lascia un commento

    Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

    Back to top button