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Obiettivo transizione energetica: il ruolo dell’idrogeno nel settore del riscaldamento

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Sull’idrogeno, come vettore energetico, in Europa si nutrono notevoli speranze; non è un caso se ben 3,2 miliardi di euro sono stati stanziati nel Pnrr a suo favore. Ma si potrà utilizzare come fonte anche per i sistemi di riscaldamento, andando a riconvertire le infrastrutture che adesso servono per il gas?

Per l’intera filiera dell’idrogeno si prospetta al 2050 un giro d’affari in Italia di circa 40 miliardi di euro sul Pil, con la conseguente creazione di 500mila nuovi posti di lavoro: su questo vettore energetico si ripongono infatti notevoli speranze per il raggiungimento della transizione energetica.

Nel nostro Paese, inoltre, ci sono sia grandi aziende sia Pmi altamente specializzate, con notevoli competenze tecnologiche, che sono in grado di intraprendere il percorso di sviluppo delle tecnologie da impiegare lungo l’intera filiera dell’idrogeno.

Per Alberto Dossi, presidente di H2It – associazione italiana idrogeno e celle a combustibile – l’obiettivo ora è di “lavorare insieme per sviluppare un mercato dell’idrogeno che crei l’opportunità di decarbonizzare diversi settori. In questa direzione, stiamo già lavorando, a livello nazionale, per unire in un unico contenitore gli operatori del settore e gli enti di riferimento e, a livello locale, per coinvolgere tutti gli attori del territorio. Così potremo costruire una rete di sinergie sul tema idrogeno e portare il più possibile le imprese a cogliere le opportunità di sviluppo connesse a questa importante trasformazione“.

Le potenzialità ci sono tutte, a patto di collaborare… secondo il Med & Italian Energy Report, lavoro di ricerca annuale di Srm (Centro Studi collegato al Gruppo Intesa Sanpaolo) ed [email protected] Center del Politecnico di Torino, infatti, dagli scenari previsti fino al 2040 emerge che, se è prevista un’elevata penetrazione dell’idrogeno (25% degli usi finali di energia), un approccio cooperativo tra le tre sponde del bacino Mediterraneo consentirà di soddisfare la stessa domanda di idrogeno con una capacità installata complessiva di 36 GW, inferiore a quella richiesta se si adotta un approccio orientato all’autosufficienza da parte di ciascuna sponda.

In questo passaggio, inoltre, le interconnessioni esistenti per il trasporto del gas naturale possono svolgere un ruolo chiave nel sostenere la penetrazione dell’idrogeno e la creazione di un mercato mediterraneo dell’idrogeno verde, soprattutto perseguendo la strada del trasporto di idrogeno in forma di miscela con il gas naturale.

Per quanto riguarda in nostro Paese, infine, la massima importazione potenziale di idrogeno attraverso i gasdotti potrebbe essere di 33,7 TWh/a (circa il 2,5% del consumo energetico finale totale dell’Italia nel 2019).

Per il direttore scientifico dell’[email protected] Center del Politecnico di Torino, Ettore Bompard, “la transizione energetica è ormai un’esigenza indifferibile anche per la regione mediterranea. La sua implementazione poggerà sull’interazione tra tre commodity chiave: energia elettrica, idrogeno e gas. In particolare, l’idrogeno verde potrà rivestire un ruolo di rilievo non soltanto da un punto di vista di sostenibilità ambientale, ma anche come opportunità di sviluppo per i paesi delle sponde Est e Sud e, pertanto, di crescita armonica dell’intera regione mediterranea“.

L’idrogeno per il settore residenziale

Se le potenzialità dell’idrogeno, come abbiamo visto, ci sono e sono molto interessanti, anche come driver di sviluppo economico, oltre che ecologico, la sfida importante è riuscire a decarbonizzare i settori dell’industria ad alta emissione di anidride carbonica.

In particolare per quanto riguarda il settore del riscaldamento residenziale e industriale; negli edifici, infatti, è importante riuscire a inserire questo vettore nel mix energetico, come una sorta di gas verde da affiancare alle pompe di calore elettriche.

Vaillant Group, per esempio, sta lavorando sui futuri standard di qualità del gas a livello europeo e nazionale e su soluzioni di riscaldamento a gas ad alta efficienza energetica, ma sta anche concentrando la sua attenzione sugli aspetti tecnici relativi alla miscelazione dell’idrogeno nella rete di gas naturale esistente o all’uso di soluzioni di riscaldamento a idrogeno al 100%.

Gli scenari attuali nel mercato del riscaldamento sono due: il primo di transizione prevederebbe l’utilizzo di una miscela di idrogeno nella rete del gas naturale esistente del 20%; a questo dovrebbe quindi seguire l’uso dell’idrogeno come combustibile.

Ci vorrà ancora del tempo prima che l’idrogeno sviluppi il suo pieno potenziale: devono essere create capacità di produzione, adattate le reti di condutture e di distribuzione, le strutture di trasporto e stoccaggio e si dovranno definire standard tecnici uniformi.

Ma ci si sta muovendo: Vaillant sta preparando la certificazione Ce per una miscela di idrogeno al 20% per diversi modelli di caldaia a condensazione a gas, con sistemi di combustione avanzati in grado di riconscere automaticamente il gas di alimentazione e di adattarsi alle fluttuazioni della qualità del gas.

Zero emissioni per la cottura domestica

Anche nel settore del cooking l’innovazione sta avanzando. In Gran Bretagna, il progetto Hy4Heat sta studiando la fattibilità tecnica – oltre che la sicurezza e la convenienza economica – per sostituire il gas naturale (metano) con il 100% di idrogeno negli edifici residenziali e commerciali e nelle apparecchiature a gas.

Hy4Heat, gestito da Arup e partner, è finanziato dal dipartimento per le imprese, l’energia e la strategia Industriale del governo britannico (Beis) e coinvolge dieci gruppi di lavoro separati.

Il gruppo di lavoro che si occupa degli apparecchi di cottura e di riscaldamento, utilizza apparecchi di cottura forniti da Glen Dimplex Consumer Appliances in collaborazione con Enertek International, che sono equipaggiati con i bruciatori domestici alimentati a idrogeno della padovana Arc.

in una prima fase di sperimentazione questi apparecchi di cottura sono stati installati in due case appositamente costruite per simulare uno scenario di vita reale; successivamente, quindi, saranno inclusi in un Community Trial, nel corso del 2022, che coinvolgerà 300 abitazioni.

Ricerca sull’idrogeno anche in Italia

Ma molta ricerca sull’idrogeno viene svolta anche in Italia: vicino a Roma, nel centro ricerche Enea Casaccia, è nato il progetto Hydrogen Demo Valley, un incubatore tecnologico nazionale finanziato dal Ministero della Transizione Ecologica con 14 milioni di euro.

La ricerca riguarda l’intera filiera dell’idrogeno, dalla produzione alla distribuzione, dall’accumulo agli usi finali, in collaborazione con aziende, associazioni di categoria, enti di ricerca e università.

All’interno dell’incubatore potrà essere utilizzato idrogeno puro e in miscela per la produzione di energia elettrica, saranno messe a punto miscele idrogeno-metano (blending) da immettere in una pipeline interna dedicata di distribuzione del gas e realizzato un idrogenodotto locale per il trasporto di idrogeno puro in pressione da utilizzare a seconda della domanda delle utenze.

Valutare l’uso dell’idrogeno in impianti industriali

Per la decarbonizzazione, come abbiamo scritto più sopra, è im,portante andare a lavorare sui settori a più alto impatto ambientale. In quest’ottica, Società Gasdotti Italia ha chiesto a Bureau Veritas – azienda che analizza i rischi legati alla qualità, all’ambiente, alla salute, alla sicurezza e alla responsabilità sociale – una valutazione della fattibilità su un campione di aziende della provincia di Frosinone.

I primi risultati dello studio pilota, che doveva valutare le possibilità di convertire apparecchi a focolare con combustione a metano, attualmente in esercizio, alla combustione a idrogeno, sono stati positivi.

Inizialmente lo studio ha coinvolto un sito di produzione di una gamma di poliesteri termoplastici biodegradabili e compostabili, che possono essere prodotti a partire da biomassa.

Bureau Veritas ha valutato l’impatto di un passaggio alla combustione di gas idrogeno (parziale o totale) degli impianti di combustione presenti nello stabilimento: sebbene l’impiantistica richieda un upgrade per le miscele più spinte, il ritorno in termini di impatto ambientale e di vantaggio economico (inteso come riduzione di costi legati alla carbon tax) è risultato immediato e tangibile.

La transizione verso l’idrogeno è uno dei punti chiave della Strategia nazionale sulla riduzione delle emissioni di CO2 perché la produzione di questo vettore energetico è una soluzione ai picchi di produzione energetica degli impianti rinnovabili.

L’idrogeno prodotto nei momenti di sovrapproduzione delle rinnovabili ha un alto potenziale di impiego, se immesso in rete in miscela con il biometano o altri gas, sia nel settore dei trasporti sia nell’industria.

Crediti immagine: Depositphotos

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