Hydrogen Valley: ENEA investe sul futuro dell’energia

Il Centro di Ricerche Casaccia è il più grande complesso di laboratori ed impianti dell’ENEA. Nel centro operano diverse società, e attualmente ospita circa 1000 dipendenti ogni giorno. Proprio all’interno di questo complesso dell’ENEA sorgerà la Hydrogen Valley, una città dell’idrogeno dove i progetti di ricerca verranno trasformati in applicazioni industriali direttamente sul posto.

La produzione di idrogeno

Oggi l’idrogeno trova utilizzo in diversi ambiti, sia di tipo industriale che nel settore mobilità, trasporti e riscaldamento domestico. Un vettore di energia che nel corso degli anni ha acquistato sempre più popolarità grazie anche alla sua natura green e ad emissione zero. Tuttavia, è bene dividere l’idrogeno estratto da processi di elettrolisi dell’acqua da quello invece prodotto tramite processi chimici di steam reforming o di gassificazione. L’idrogeno green cosiddetto deriva dalla scissione della molecola di acqua tramite elettrolisi, tramite questo processo elettrochimico non avviene alcuna emissione di anidride carbonica.

Al contrario, nell’industria chimica, l’emissione non è nulla, anzi è consistente, e non si parla solo di anidride carbonica ma anche di altri inquinanti come il monossido di carbonio e gli ossidi di azoto. Tuttavia c’è una terza via per ottenere idrogeno verde e per sfruttarlo, si parla sempre di processi elettrochimici, ma in questo caso si prendono in considerazione le celle a combustibile, anche dette fuel cells, e gli elettrolizzatori o electrolyzers.

Idrogeno verde: vent’anni di ENEA

In ENEA, l’attività di ricerca prosegue ininterrotta da vent’anni, è partita dalle celle a combustibile, la tecnologia di elezione per l’impiego di idrogeno. L’Agenzia ha collaborato a vari progetti europei, nell’ambito del proprio piano triennale di realizzazione 2019-2021 presentato per la Ricerca di Sistema Elettrico. Ma scopriamo più nello specifico il livello di ricerca raggiunto in Italia. Partiamo dagli elettrolizzatori, ENEA sta conducendo diverse campagne sperimentali di ricerca su questo argomento. L’elettrolisi dell’acqua è possibile sia con elettrolizzatori attivi ad alta o bassa temperatura.

In questo caso, ENEA sta sviluppando materiali e componenti per diverse tipologie di cella ed elettrolizzatore. Due di queste possono operare in modalità reversibile: le celle elettrolitiche a carbonati fusi (MFC) e a ossidi solidi (SOEC). Reversibile si intende che possono funzionare come elettrolizzatori e quindi produrre idrogeno verde quando si ha energia elettrica in eccesso e al contrario agire da celle a combustibile se la produzione da rinnovabile è scarsa.

Altre soluzioni per l’idrogeno proposte da ENEA

Sebbene la produzione di idrogeno verde sia stata ed è tutt’ora di grande interesse nel panorama mondiale. In ENEA, esistono e vengono studiate soluzioni diverse, ma altrettanto interessanti e vantaggiose per la produzione e l’accumulo di idrogeno e di energia elettrica. “Le attività condotte dall’ENEA in questo campo si pongono l’obiettivo generale di contribuire allo sviluppo di vettori energetici e sistemi elettrochimici per la conversione e l’accumulo dell’energia. Ciò con l’obiettivo di ridurre i consumi e le emissioni nei settori della generazione distribuita e dei trasporti, favorendo l’impiego negli stessi delle fonti rinnovabili”.

Alcuni esempi significativi dell’attività di ricerca dell’Agenzia in questo campo sono incentrati sullo sviluppo di processi per la produzione di idrogeno, sia da fonti rinnovabili, quindi da cicli termochimici alimentati da energia solare, gassificazione delle biomasse e processi biologici di fermentazione e digestione anaerobica, che da combustibili fossili, metano e GPL, per applicazioni di piccola taglia. Inoltre, si aggiungono anche sistemi di generazione e cogenerazione sempre di piccola taglia, e sistemi di accumulo elettrico come batterie a litio e supercondensatori.

Hydrogen Valley: l’idrogeno come vettore energetico tra ricerca e industria.

Per dare la possibilità di sensibilizzare gli investitori sul tema dell’idrogeno come fonte di energia pulita, e portare sul mercato questa nuova concezione di sviluppo energetico, c’è bisogno di creare una filiera tra mondo della ricerca e dell’industria, unendo le competenze.

Sono otto le “sfide” riguardanti tecnologie innovative, che comprendono le smart grid e CCS. Tra queste appunto una è dedicata all’idrogeno “pulito e rinnovabile”.

Il Ministero dello Sviluppo Economico ha stanziato circa 15 milioni di euro per la nascita dell’infrastruttura della Hydrogen Valley. Entro la fine del 2020 verrà stipulato l’accordo con un duplice obiettivo: da un lato si vuole dimostrare la fattibilità e la possibilità di integrare tutte le tecnologie legate alla filiera dell’idrogeno, dalla produzione allo stoccaggio; dall’altro si vuole puntare a garantire la necessaria sicurezza. Saranno garantite tutte le infrastrutture necessarie alla ricerca applicata, a partire dalla rete gas indipendente, alla rete elettrica propria, fino alla creazione di una rete idrogeno ad hoc.

Infine, è importante sottolineare che la finalità più rilevante di questo progetto sarà creare le basi perché la ricerca si traduca in applicazioni industriali. Così da avere conferme immediate anche su larga scala e accelerare il processo di innovazione.

Articolo a cura di Marco MASETTI