L’i­dro­geno gioca un ruolo chiave nella tran­si­zione eco­lo­gica

Vedyllä on merkittävä rooli vihreässä siirtymässä

Per com­bat­tere il cam­bia­mento cli­ma­tico, abbiamo bisogno di nuovi modi di pro­durre energia. L’i­dro­geno ha susci­tato forse l’in­te­resse più diffuso come poten­ziale sosti­tuto dei com­bu­sti­bili fossili. L’e­spe­rienza di Oilon nella com­bu­stione del­l’i­dro­geno abbrac­cia più di tre decenni.

L’i­dro­geno può essere l’e­le­mento più abbon­dante del­l’u­ni­verso, ma sulla Terra non ne esiste a volontà. Ci sono molti modi per pro­durre idro­geno. Può essere rica­vato da com­bu­sti­bili fossili o pro­dotto attra­verso l’e­let­tro­lisi: scin­dendo le mole­cole d’acqua con l’elettricità. Inoltre, l’i­dro­geno viene creato come sot­to­pro­dotto dei pro­cessi chimici. Oltre il 95% del­l’i­dro­geno attual­mente pro­dotto deriva da com­bu­sti­bili fossili e il resto dal­l’ac­qua con l’elettricità attra­verso l’e­let­tro­lisi. La pro­du­zione di idro­geno attra­verso l’e­let­tro­lisi ha un’ef­fi­cienza di circa il 60-70%. Se l’i­dro­geno con­ver­tito deve essere ritra­sfor­mato in elettricità, ad esempio attra­verso la com­bu­stione, l’ef­fi­cienza di andata e ritorno del pro­cesso è solo del 30% circa. Di con­se­guenza, l’i­dro­geno non è un’al­ter­na­tiva effi­ciente per l’u­ti­lizzo diretto dell’elettricità.

Per la sua natura eco­lo­gica, l’i­dro­geno pro­dotto con elettricità rin­no­va­bile viene defi­nito idro­geno verde. La quantità di idro­geno verde di cui avremo bisogno in futuro è enorme. A titolo di esempio, la quantità di elettricità rin­no­va­bile neces­sa­ria per pro­durre una quantità di idro­geno verde suf­fi­ciente a coprire l’at­tuale pro­du­zione di idro­geno fossile supera da sola il consumo annuale di elettricità dell’UE. Ciò signi­fi­che­rebbe 4.000 TWh o circa 160.000 nuovi grandi impianti eolici da 6 MW. Un buon punto di par­tenza, per inten­derci.

Nella lotta contro il cam­bia­mento cli­ma­tico, dob­biamo uti­liz­zare tutti gli stru­menti a nostra dispo­si­zione. In tutto il mondo sono in corso impor­tanti ini­zia­tive per la pro­du­zione di idro­geno verde su larga scala. La Com­mis­sione europea stima che nei pros­simi tre decenni i governi europei inve­sti­ranno com­ples­si­va­mente 470 miliardi di euro nel­l’i­dro­geno rin­no­va­bile.

Nella tran­si­zione verde, l’i­dro­geno ha un grande poten­ziale come forma di stoc­cag­gio del­l’e­ner­gia, in grado di com­pen­sare i picchi di pro­du­zione delle energie rin­no­va­bili. In termini pratici, ciò signi­fi­che­rebbe pro­durre idro­geno con l’elettricità in eccesso gene­rata da impianti solari ed eolici decen­tra­liz­zati. L’i­dro­geno fun­ge­rebbe da stoc­cag­gio per l’e­ner­gia pro­dotta.

Com­bu­stione del­l’i­dro­geno – con­si­de­ra­zioni spe­ciali e appli­ca­zioni

“Oilon ha più di 30 anni di espe­rienza nella com­bu­stione di com­bu­sti­bili con­te­nenti idro­geno. Offriamo diversi modelli di bru­cia­tori com­pa­ti­bili con l’i­dro­geno”, afferma il Diret­tore Tec­no­lo­gico di Oilon Joonas Kat­te­lus.

L’in­tera gamma di bru­cia­tori Oilon per com­bu­sti­bili gassosi è adatta a bru­ciare miscele con un con­te­nuto di idro­geno fino al 20% senza alcuna modi­fica. Se il con­te­nuto di idro­geno viene aumen­tato al 20-70%, è neces­sa­rio uti­liz­zare una strut­tura di ugelli pro­get­tata, proprio, per questo scopo. A livelli più elevati (70-100%) e in pre­senza di varia­zioni nel con­te­nuto di idro­geno del com­bu­sti­bile, è soli­ta­mente neces­sa­ria una solu­zione com­pleta pro­get­tata per la com­bu­stione del­l’i­dro­geno.

Rispetto al gas natu­rale, l’i­dro­geno al 100% ha una densità e un con­te­nuto ener­ge­tico infe­riore per unità di volume. L’i­dro­geno puro è estre­ma­mente infiam­ma­bile e brucia molto inten­sa­mente con una fiamma calda. L’i­dro­geno deve essere immesso nella zona di fiamma in modo da evitare danni agli ugelli e alle strut­ture del bru­cia­tore. È inoltre impor­tante che il flusso di car­bu­rante e la rela­tiva portata siano ade­gua­ta­mente alli­neati e con­trol­lati. Esi­stono altre limi­ta­zioni, come il fatto che le solu­zioni di bru­cia­tori a pre-​miscelazione non sono adatte per la com­bu­stione di idro­geno al 100%. Poiché l’i­dro­geno è alta­mente infiam­ma­bile, la sicu­rezza deve essere una priorità asso­luta. Tutte le tuba­zioni del gas devono essere dotate di un sistema di spurgo con gas non com­bu­sti­bile. La solu­zione più comune è quella di uti­liz­zare l’azoto per eli­mi­nare l’i­dro­geno dalle tuba­ture quando il bru­cia­tore viene spento.

L’i­dro­geno come car­bu­rante

“Oilon ha pro­get­tato e con­se­gnato cen­ti­naia di bru­cia­tori per diverse miscele di idro­geno in tutto il mondo. Il con­te­nuto di idro­geno varia da pochi cen­te­simi fino al 100%. Nel corso degli anni abbiamo accu­mu­lato una vasta espe­rienza nel settore. Grazie a questo, pos­siamo dire che siamo ben pre­pa­rati per uti­liz­zare l’i­dro­geno nella com­bu­stione dei bru­cia­tori”, afferma Kat­te­lus.

Un tipico caso di uti­lizzo della com­bu­stione del­l’i­dro­geno è l’in­du­stria metal­lur­gica, con le sue tem­pe­ra­ture di pro­du­zione estre­ma­mente elevate. Un altro settore che uti­lizza l’i­dro­geno come fonte ener­ge­tica è l’in­du­stria chimica, dove l’i­dro­geno viene pro­dotto come sot­to­pro­dotto. Per quanto riguarda le raf­fi­ne­rie di petro­lio, Oilon ha rea­liz­zato diversi pro­getti in cui il com­bu­sti­bile uti­liz­zato è il gas di raf­fi­ne­ria. La com­po­si­zione chimica dei gas di raf­fi­ne­ria tende a variare note­vol­mente, il che signi­fica che ci sono grandi flut­tua­zioni nel con­te­nuto di idro­geno.

Nella pro­du­zione del­l’ac­ciaio, il gas di cokeria (COG) gene­rato come parte del pro­cesso e il gas di alto­forno (BFG) sono comu­ne­mente uti­liz­zati come fonte di energia. Il COG ha un elevato con­te­nuto di idro­geno, mentre il con­te­nuto di idro­geno del BFG è infe­riore. Alcuni dei pro­getti COG e BFG portati a termine da Oilon pre­ve­dono requi­siti di emis­sione estre­ma­mente restrit­tivi. Inoltre, Oilon ha una vasta espe­rienza nella com­bu­stione del gas di città. A seconda del pro­cesso di pro­du­zione, il con­te­nuto di idro­geno del car­bu­rante può variare note­vol­mente, con livelli massimi del 70%.