Energia elettrica, Idrogeno e Metano in un’unica stazione

Quando si parla di mobilità sostenibile, non ci si riferisce solo ai veicoli, bensì anche alle stazioni di rifornimento. Finora, quelle di elettricità e idrogeno sono state enormemente ampliate, comprese quelle che offrono entrambi i tipi di energia. Una stazione di rifornimento, che fornisce elettricità, idrogeno e anche metano, non esiste ancora. Questo è l’obiettivo del progetto del Centro di ricerca tedesco per l’energia solare e l’idrogeno Baden-Württemberg (ZSW).

Fasi di conversione e efficienza

L’idea alla base del progetto consiste in una pompa multi-energetica. L’energia elettrica sarebbe fornita direttam

ente dalla rete elettrica alla batteria delle auto elettriche. Se la domanda è superiore alla fornitura, interviene una batteria stazionaria, che è stata precedentemente caricata con l’energia in eccesso.

“Se la batteria è carica e anche le auto elettriche non riescono a scaricarla, la conversione dell’energia in idrogeno avviene in una seconda fase, se necessario”, spiega il dott. Med. Ulrich Zuberbühler di ZSW.

Anche per l’idrogeno è previsto un sistema di accumulo, in caso di eccesso. In una terza fase, la stazione di servizio del futuro produrrà metano. La conversione avverrà aggiungendo all’idrogeno l’anidride carbonica viene aggiunta all’idrogeno. Entrambi i gas reagiscono su un catalizzatore a metano. L’ambizione del ZSW sarebbe poi di incanalare la quota di metano inutilizzato nella rete del gas.

Gli scienziati di ZSW parlano di un uso graduale delle energie rinnovabili. La priorità è l’uso con le minori perdite di energia. Il livello 1 partirà solo quando il suo potenziale sarà esaurito e così via. Il più efficiente è l’uso dell’energia rigenerativa nei motori elettrici. Non ci sono perdite di conversione di energia, ma solo fino al 10% di perdite di immagazzinamento della batteria. Solo quando questo bisogno è soddisfatto possono essere prese in considerazione le fasi successive: prima la conversione in idrogeno e poi quella in metano. L’efficienza di conversione in idrogeno è di circa il 75%, quella della conversione in metano al 60%. Inoltre, l’utilizzo del calore di scarto generato durante la conversione aumenta l’efficienza di alcuni punti percentuali.

Sviluppo dei componenti

L’obiettivo della ZSW nel progetto è migliorare l’efficienza, la durata e l’economicità dei due componenti principali. Essi sono un elettrolizzatore a pressione alcalina e un reattore a piastre per la conversione in metano, ulteriormente sviluppati su una scala di 100 kW. Al fine di disaccoppiare l’elettrolisi e la sintesi del metano l’una dall’altra nel tempo, viene fornito un tampone di idrogeno.

Per lo sviluppo tecnico, compreso il concetto di sicurezza e la chiarificazione di tutti i dettagli di approvazione, i ricercatori hanno tre anni. In un’operazione dimostrativa sul posto, il tutto sarà testato dal 2020 in poi.

Il progetto ZSW fa parte del progetto QUARREE100. Nel progetto di punta, finanziato con 24 milioni di euro, istituti, aziende e la pubblica amministrazione attuano la conversione sostenibile dell’approvvigionamento energetico di un quartiere cittadino nella città di Heide, nel distretto di Dithmarschen.

Un settore in espansione

La quota di energia rinnovabile nella rete elettrica tedesca è ora di circa un terzo e la tendenza è in aumento. Entro il 2030 dovrebbe già essere il 65%. L’uso fuori rete, come nelle auto elettriche e come carburante alternativo, renderebbe il settore della mobilità più ecosostenibile.