Idrogeno da rinnovabili: i piani dell’industria per l’idrogeno verde

Indice degli argomenti:

• Idrogeno da rinnovabili: l’impianto Air Liquide e la tecnologia
• Idrogeno verde e produzione: l’obiettivo è la decarbonizzazione
• Idrogeno da rinnovabili: i progetti in Arabia Saudita, USA ed Europa

Nel percorso verso la transizione energetica, l’idrogeno verde trova sempre nuovi estimatori. Il più recente vede protagonista Air Liquide, tra i primi gruppi multinazionali nel settore dei gas tecnici e medicinali. Il colosso francese ha ultimato la costruzione del più grande elettrolizzatore PEM (Proton Exchange Membrane) al mondo. Alimentata da energia rinnovabile, questa unità produce oggi fino a 8,2 tonnellate al giorno di idrogeno a basse emissioni di carbonio a Bécancour, in Canada.

Non è nuovo l’impegno del Gruppo sull’idrogeno, su cui lavora già da 50 anni, avendo progettato e installato più di 120 stazioni per la fornitura in tutto il mondo.

La scorsa estate aveva annunciato la costruzione della prima stazione di idrogeno ad alta pressione in Europa per rifornire camion a idrogeno; ma sul versante green si ricorda l’acquisizione del 18,6% delle azioni della società canadese Hydrogenics Corporation, specializzata in impianti di produzione di idrogeno per elettrolisi e celle a combustibile, investendo 20,5 milioni di dollari. E ancora prima, tre anni fa, aveva inaugurato in Danimarca un sito pilota per la produzione di idrogeno privo di carbonio.

Pochi giorni fa è stata data notizia di un accordo di collaborazione con la giapponese Itochu Corp per lo sviluppo dei mercati della mobilità a idrogeno in Giappone.

Idrogeno da rinnovabili: l’impianto Air Liquide e la tecnologia

A proposito del nuovo elettrolizzatore PEM da 20 MW, esso è dotato della tecnologia Cummins, azienda USA convertitasi alla transizione energetica. Infatti, questa azienda è  conosciuta come uno dei principali produttori di motori diesel per mezzi pesanti e oggi invece punta decisamente su soluzioni a emissioni zero, realizzando sistemi di alimentazione idrogeno-elettrici ed elettrolizzatori.

Quella di Air Liquide è la più grande unità operativa del suo genere al mondo e contribuirà a soddisfare la crescente domanda di idrogeno da rinnovabili in Nord America. L’entrata in funzione di questa unità di elettrolisi aumenta del 50% la capacità di produzione di idrogeno di Air Liquide nel complesso di Bécancour, nella provincia canadese del Québec.

La tipologia di elettrolizzatore adottata è quella con membrana polimerica elettrolita (Polymer electrolyte membrane – PEM). In essa l’elettrolisi dell’acqua avviene in una cella dotata di un elettrolita polimerico solido responsabile per la conduzione di protoni, separazione dei gas del prodotto, e l’isolamento elettrico degli elettrodi.

Insieme a quelli alcalini, gli elettrolizzatori PEM sono i più avanzati e già pronti per l’uso commerciale. A differenza però dei primi, quelli a membrana polimerica elettrolitica possono operare a valori molto più elevati di densità di corrente, a tutto vantaggio della riduzione dei costi operativi e potenzialmente possono ridurre i costi complessivi dell’elettrolisi.

Rispetto al tradizionale processo di produzione dell’idrogeno, questa nuova unità produttiva si eviterà l’emissione di circa 27mila tonnellate di CO2 all’anno, l’equivalente delle emissioni annuali di circa 10.000 automobili.

«Dal punto di vista progettuale e realizzativo, il sito di Becancour è stato scelto perché presentava diversi importanti vantaggi: la presenza pregressa di una struttura operativa e la possibilità di sfruttare gli asset esistenti. Un altro vantaggio del sito è rappresentato dall’abbondante disponibilità di energia idroelettrica rinnovabile per alimentare l’elettrolizzatore, nonché dalla vicinanza con i mercati dell’industria e della mobilità per quanto concerne gli usi finali dell’idrogeno», spiega Bruno Ponson, Direttore Generale di Air Liquide Italia.

Idrogeno verde e produzione: l’obiettivo è la decarbonizzazione

La necessità di puntare sulla produzione di idrogeno verde è dettata da una urgenza: la decarbonizzazione. Attualmente, circa il 95% dell’idrogeno utilizzato a livello globale viene prodotto attraverso steam methane reforming. Questo processo, benché sia più efficiente per specifici scopi rispetto al petrolio, contribuisce alle emissioni di CO2. La prossima sfida quindi è decarbonizzare la produzione per raggiungere gli obiettivi dell’accordo di Parigi. Questi possono essere ottenuti decarbonizzando attività correnti tramite cattura e stoccaggio del carbonio, nonché utilizzando idrogeno prodotto da fonti rinnovabili.

«Air Liquide è già attiva nella decarbonizzazione delle sue attività, per esempio con la tecnologia proprietaria Cryocap, in uso da più di cinque anni nel nostro sito di Port-Jérôme in Normandia – illustra Ponson – attraverso questa tecnologia, la CO2 viene catturata durante la produzione di idrogeno. Questo processo, primo nel suo genere, consente il recupero e la depurazione dell’anidride carbonica poi riutilizzabile per soddisfare le esigenze di svariate applicazioni industriali (carbonatazione di bevande, surgelazione, agricoltura, ecc.). La capacità annuale di cattura in questo sito è di 100mila tonnellate di CO2».

Inoltre, Air Liquide oggi è l’unico operatore francese a gestire unità di produzione di idrogeno pulito di dimensioni industriali (a basse emissioni di carbonio e di origine rinnovabile) in Francia e nel mondo. Il Gruppo gestisce più di 40 elettrolizzatori di diverse dimensioni e tecnologie in tutto il mondo. Oltre a Becancour, si segnala HyBalance. Avviato nel 2018 in Danimarca, è il più grande progetto industriale europeo operativo per la conversione dell’elettricità in idrogeno. Questo sito di Air Liquide gestisce un elettrolizzatore Cummins-Hydrogenics PEM da 1,25 MW e ha dimostrato la pertinenza dell’intera catena del valore, dalla generazione di energia utilizzando fonti rinnovabili, alla fornitura di idrogeno per i clienti industriali locali, nonché per la mobilità pulita attraverso la produzione di idrogeno mediante elettrolisi dell’acqua. «I nostri progetti futuri includono il nostro investimento in H2V Normandy e una nuova partnership con Siemens per quanto riguarda i grandi elettrolizzatori», conclude il Direttore Generale Air Liquide Italia.

Idrogeno da rinnovabili: i progetti in Arabia Saudita, USA ed Europa

A proposito di idrogeno verde, altre realtà industriali puntano alla produzione su larga scala. La più sensazionale la si legge su Wall Street Journal e vede al centro la futura mega smart city Neom, in Arabia Saudita, dove si intende realizzare il più grande impianto di idrogeno da rinnovabili del mondo. Per questo è stata creata una joint venture tra Neom, la società chimica statunitense Air Products & Chemicals Inc. e l’ACWA Power dell’Arabia Saudita per stanziare un investimento da 5 miliardi di dollari.

Dal Medio Oriente agli Usa. Plug Power, attore globale specializzato in sistemi di celle a combustibile e nei servizi correlati all’idrogeno, sta aumentando la sua impronta di idrogeno verde a New York con la costruzione di un nuovo impianto di produzione e di una sottostazione elettrica nel Science, Technology and Advanced Manufacturing Park di New York, il più grande impianto di produzione di idrogeno verde del Nord America, che produrrà 45 tonnellate di idrogeno liquido verde al giorno per servire la regione nordorientale. L’impianto utilizzerà elettrolizzatori PEM da 120 MW per produrre idrogeno da rinnovabili, sfruttando l’elettricità da idroelettrico generata a New York. La stessa società ha messo in luce come l’impianto nell’area newyorkese si unirà a quello già esistente in Tennessee per fornire 500 tonnellate al giorno di idrogeno verde entro il 2025, che raddoppierà entro il 2028. L’azienda ha dichiarato che quando sarà a pieno regime permetterà di fornire carburante per il trasporto a prezzi competitivi al diesel. Per la realizzazione del nuovo impianto, Plug Power ha investito 290 milioni di dollari, puntando proprio alla produzione di idrogeno verde per la decarbonizzazione del trasporto merci.

In Europa, invece, proviene notizia di un’acciaieria alimentata dal “più grande impianto di idrogeno verde del mondo”. Sarà realizzata in Svezia e per questo verranno investiti circa 2,5 miliardi di euro. Tra gli investitori c’è il fondatore di Spotify e la Casa produttrice di veicoli industriali Scania. L’impianto avvierà la produzione entro il 2024 e avrà una capacità di 5 milioni di tonnellate di acciaio al 2030.

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