Impianti Energetici a Idrogeno: ecco cosa c’è sul Mercato

L’acqua sarà il carbone del futuro! sosteneva Jules Verne. A distanza di oltre cento anni, questa visione oggi sta diventando sempre più una realtà: il riscaldamento ad idrogeno basato su celle a combustibile funziona grazie ad un processo elettrochimico tra idrogeno e ossigeno che produce come sottoprodotto energia termica in maniera totalmente indipendente dall’utilizzo di combustibili fossili. Resta ancora molto da fare, visto che i sistemi tecnologici sono in evoluzione, ma sono numerose le aziende, anche in Italia, al lavoro per commercializzare impianti ad idrogeno per edifici residenziali, capaci di combinare anche altre fonti di energia rinnovabile.

 

L’idrogeno, l’elemento più leggero e abbondante dell’Universo, nel suo stato fondamentale è assai raro dato che si trova quasi unicamente legato ad altri elementi in numerosissimi composti, quali l’acqua, gli idrocarburi e molte sostanze organiche. Per produrre energia termica senza combustibili fossili è possibile utilizzare l’idrogeno per generare il calore che serve a riscaldare gli ambienti di un’abitazione.

 

Il processo è molto semplice: idrogeno e ossigeno si combinano in una molecola di acqua, liberando calore. L’assenza di carbonio determina una reazione senza emissioni di gas serra (CO2), ma semplicemente innocuo vapore acqueo, mentre la bassa temperatura di combustione senza fiamma evita la formazione di ossidi di azoto fortemente inquinanti e nocivi per la salute. Attualmente la soluzione più sostenibile, sia dal punto di vista ambientale che energetico, prevede che l’idrogeno sia prodotto mediante fonti rinnovabili utilizzando dell’acqua demineralizzata, oppure dell’acqua piovana o talvolta acqua di mare opportunamente filtrata.

 

La completa autonomia di un edificio con un impianto a idrogeno inizia prima di tutto con un isolamento particolarmente efficace dell’involucro ed una stretta integrazione con gli impianti rinnovabili. Attualmente poi si tende a integrare gli impianti con il metano o pompe di calore solari integrative, trasformando il sistema in una centrale di co-generazione coordinata attraverso centraline di erogazione intelligente. Oggi i costi sono il punto debole di questi impianti, ma non appena il mercato si espanderà consentendo economie di scala, oltre che ecologico, il riscaldamento ad idrogeno diventerà anche molto conveniente.

 

In genere sono cinque le componenti principali del riscaldamento a idrogeno:

1. un elettrolizzatore,

2. un serbatoio di accumulo dell’idrogeno,

3. una cella a combustibile,

4. una caldaia a idrogeno,

5. una pompa di calore solare integrativa.

 

L’energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico nelle ore diurne, quando non utilizzata al momento, sarà infatti trasformata, attraverso l’elettrolisi, in idrogeno accumulato in apposite bombole che normalmente trovano collocazione al di fuori dell’edificio. A sua volta l’idrogeno, potrà essere riconvertito in energia elettrica e termica, tramite una cella a combustibile, oppure, tramite una apposita caldaia a condensazione. Questo sistema può essere integrato con una pompa di calore solare, capace di sfruttare l’energia termica prodotta dai pannelli solari e quella elettrica generata dall’impianto fotovoltaico e dalla cella a combustibile. Ciascun processo del ciclo sarà così ottimizzato e a emissioni zero, con il risultando di ottenere potenzialmente un sistema off grid indipendente dalla rete di distribuzione pubblica.

 

In Italia esistono alcune realtà all’avanguardia nel settore che hanno lanciato sul mercato impianti innovativi di riscaldamento ad idrogeno.

 

Giacomini, azienda piemontese specializzata in soluzioni impiantistiche di riscaldamento e raffrescamento ecocompatibili, ha brevettato il sistema H2ydroGEM Box che utilizza l’idrogeno per il riscaldamento. Questo impianto contiene un elettrolizzatore affiancato ad uno speciale booster che provvede a stoccare l’idrogeno: la cella a combustibile produce energia elettrica e tramite uno scambiatore integrato si ottiene acqua calda a una temperatura compresa tra 35 e 40°C, ideale per alimentare impianti di riscaldamento a bassa temperatura come i pannelli radianti a pavimento, parete o soffitto.

 

C’è poi l’esempio di Sidera-30, una proposta dell’azienda veronese Ici Caldaie, specialista in generatori di calore sia per uso industriale che civile, che integra la produzione tramite idrogeno con il gas naturale dalla rete di distribuzione, ottenendo un’efficienza dell’80%. L’impianto si compone di un’unità di reforming per la trasformazione del metano in idrogeno, per la produzione di energia elettrica e calore, e di una caldaia a condensazione per l’integrazione del fabbisogno termico.

 

Infine la società vicentina Enessere propone la serie Andromeda Hydrogen Generator che utilizza una serie di elettrolizzatori alcalini, alimentati da pannelli fotovoltaici o da generatori minieolici, che producono idrogeno da acqua deminarelizzata alla pressione nativa di circa 25 bar, in assenza di compressione meccanica, che rende l’impianto altamente efficiente, data l’assenza di compressori esterni aggiuntivi. Il sistema, oltre che generare elettricità e calore può utilizzare l’idrogeno autoprodotto per fare rifornimento alla propria auto o bicicletta alimentata a idrogeno, direttamente a casa.

 

Nel 2012 ha preso il via la realizzazione della prima casa italiana a idrogeno. L’ambizioso progetto dell’azienda aostana Renc Srl riguarda un edificio di Gignod (Aosta), risalente ai primi del novecento e che ospiterà due appartamenti, originariamente in classe energetica G. Al termine della ristrutturazione l’immobile sarà completamente autonomo sul fronte dei fabbisogni di energia elettrica e termica, grazie all’installazione di 42 pannelli fotovoltaici. La maggior parte dei lavori vedrà la conclusione entro il 2013, grazie ad un contributo di circa 160mila euro messo a disposizione dalla regione Valle d’Aosta.

 

Articolo di Andrea Cantini

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2 commenti su “Impianti Energetici a Idrogeno: ecco cosa c’è sul Mercato

  1. Buon giorno, Michele:
    Ho sentito da pochi giorni questa soluzione innovativa di sistemi di riscaldamento e produzione di energia elettrica, il tutto alimentati a Idrogeno.
    È possibile gentilmente avere qualche info più dettagliate.
    Lo chiedo perché sono veramente interessato a questo tipo di rinnovabili, per essere un po’ più chiaro, sto portando avanti un progetto che cambierà il mio modo di vita, è tutto ciò che ho in mente deve essere il più possibile ecosostenibile.
    Nell’attesa di una vostra, porgo i miei saluti.

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