Industria italiana dell’idrogeno verde: l’integratore c’è, con brevetti e innovazione

Creare i presupposti per una filiera d’industria italiana dell’idrogeno verde è uno degli obiettivi fondamentali per lo sviluppo di questo componente fondamentale della transizione energetica.

A gettare le basi per questo obiettivo è una giovane azienda lombarda che ha già attirato l’attenzione mondiale per due motivi: ha progettato e prodotto il primo elettrolizzatore PEM da 1 MW e ha ideato, progettato e brevettato una tecnologia per elettrolizzatori che coniuga i pregi della tecnologia PEM e AEM. Nel caso dell’elettrolizzatore Proton Exchange Membrane si tratta del primo impianto d’idrogeno verde italiano.

Ma, soprattutto, si è costruita in casa la parte di ingegneria e R&D con un laboratorio privato che a livello d’impresa non ha eguali in Italia (e forse neppure in Europa) e ha creato i presupposti per collaborare con altre aziende nazionali per produrre in Italia gli elettrolizzatori. Si tratta di un passo di fondamentale importanza, per il futuro dell’idrogeno verde, soprattutto per il componente più importante: l’elettrolizzatore, il cui mercato è atteso in crescita vertiginosa. Il mercato mondiale degli elettrolizzatori è stimato che passerà da 1,2 miliardi di dollari del 2023 a i 23,6 miliardi di dollari nel 2028, prevede Markets and Markets.

Ecco l’integratore dell’industria italiana dell’idrogeno verde

H2Energy è una giovanissima azienda: è nata in provincia di Cremona nel 2020, in piena pandemia, nel 2021 ha deciso di puntare forte su ingegneria e ricerca e sviluppo, realizzando tutto in casa. Da qui si deve la nascita di un laboratorio privato dedicato che, per caratteristiche innovative e strumentazione tecnologica, non ha eguali in Italia (e tra i pochi in Europa), a livello industriale.  «Il solo design del laboratorio ha richiesto un anno di tempo, proprio per renderlo su misura dell’attività di R&D sull’idrogeno verde», spiega Saro Capozzoli, ideatore e co-fondatore insieme agli altri due imprenditori, Claudio Mascialino e Riccardo Ducoli. I primi due sono chimici di processo, il terzo è attivo nel settore delle energie rinnovabili.

La finalità è migliorare i processi già consolidati (PEM, AWE, AEM) ma anche creare una propria tecnologia, che coniughi le proprietà migliori di quelle già sul mercato. A questo proposito proprio questa primavera è stata presentata alla fiera di Hannover la soluzione brevettata AMSE, e nel frattempo l’azienda porta avanti le soluzioni tecnologiche già consolidate.

Qual è stata la leva che ha spinto un imprenditore che ha lavorato per anni nel settore oil & gas a puntare sull’idrogeno verde?

«Inizialmente ha attirato il mio interesse l’applicabilità dell’idrogeno nella mobilità, complementare a quella elettrica – spiega Capozzoli –. Ma a spingermi nell’avvio di una realtà come H2Energy è stato l’esito di un’analisi di mercato in Italia che ha evidenziato come nel nostro Paese esisteva tutta la filiera dedicata all’idrogeno verde, ma non c’era un integratore. Esistono aziende straniere, anche presenti in Italia, ma non c’era un attore italiano specializzato nella realizzazione di macchine industriali».

Gli obiettivi presenti e futuri

Ecco allora perché H2Energy si propone come anello mancante dell’industria italiana dell’idrogeno verde. Ingegnerizzazione, ricerca e innovazione, sviluppo dei prototipi. Il resto, componentistica e realizzazione, sarà gestito per quanto possibile al 100% in Italia.

Innanzitutto l’obiettivo di creare una gigafactory italiana di produzione di elettrolizzatori PEM, AMSE e AWE. Tutt’altro. Prova ne è che, per quanto riguarda AEM, H2 Energy ha in sviluppo e costruzione il primo stack al mondo con capacità di 1 MW, mentre per il PEM ha già realizzato una tecnologia da 1 MW e sta lavorando per rendere quanto più compatta la parte di generazione elettrica – impiegando un sistema di raffreddamento ad acqua, anziché ad aria – in modo da alloggiarla nello stesso container a 1 MW da 45 piedi.

Ad Hannover, nel 2022, si erano già fatti notare positivamente per una prima assoluta: si erano, infatti, presentati alla principale fiera mondiale della tecnologia industriale portando, fisicamente in fiera, il primo elettrolizzatore PEM per la generazione di idrogeno verde a livello industriale, con potenza da 1 MW. «Siamo gli unici al mondo a poter vantare una soluzione con queste caratteristiche», evidenzia Capozzoli.

La tecnologia AMSE: cos’è e quali benefici intende offrire

In tema di elettrolizzatori, la novità è costituita dalla tecnologia proprietaria AMSE (Anionic Membrane Solid Electrolyte). Intende essere la sintesi delle due tecnologie esistenti: AWE (Alkaline Water Electrolysis) e PEM (Proton Exchange Membrane electrolysis).

«La prima, in particolare, ha una bassa densità di carica e opera ad alta concentrazione (circa 30%) di KOH, idrossido di potassio detto anche potassa caustica, alcalino fortemente corrosivo. Il nostro stack AMSE, unico, è in grado di produrre fino a 500 kW e rappresenta un’innovazione a livello mondiale. Per capirci: un nostro competitor ha annunciato la realizzazione di una tecnologia alcalina a membrana a 1 MW, ma conta su 420 stack diversi. Nel nostro caso ce ne vorranno solo due per raggiungere la stessa potenza». L’obiettivo è raggiungere una compattezza maggiore rispetto all’alcalino classico e un minor costo rispetto al PEM: AMSE è già vantaggioso in quanto non contiene metalli preziosi.

L’obiettivo delle nuove tecnologie è migliorare le performance e ridurre i costi, ricorda il general manager, Paolo Carrera. Ed è per questo che occorre puntare sulla ricerca e sviluppo. In questo senso, «essere probabilmente tra i pochi privati in Europa ad avere un laboratorio interamente dedicato all’idrogeno lo si deve al fatto che crediamo che l’innovazione sia davvero la chiave per questo tipo di implementazioni». Lo stesso annuncia che, a proposito di AMSE, l’azienda conta di avere le prime macchine nel 2024 e avviare la fase di testing per arrivare poi a proporle a livello commerciale nel 2025. Invece, in termini di tecnologie PEM, conta già su una soluzione commerciale da 1 MW capace di produrre fino a 18 Kg/h di idrogeno.

Digital twin e droni

Ma l’innovazione tecnologica dell’industria italiana dell’idrogeno verde condotta da H2Energy non è finita qui: H2Energy ha realizzato un digital twin del container contenente l’elettrolizzatore. Il gemello digitale permette non solo di mostrare la tecnologia in maniera virtuale, ma anche di gestire da remoto anche le fasi di allestimento manutenzione, possibili anche utilizzando la realtà aumentata per guidare negli interventi di O&M gli addetti sul campo.

Non solo: l’intenzione è anche di impiegare droni per la gestione degli impianti.

Così si fa largo l’industria italiana dell’idrogeno verde: con idee innovative e spirito di squadra. Le collaborazioni con aziende e con università ed enti di ricerca sono avviate e altre si intendono aprire quanto prima per gestire al meglio tutte le fasi utili alla realizzazione di elettrolizzatori made in Italy.

Tra i prossimi obiettivi di H2Energy che vuole consolidare c’è proprio, come evidenziato in una nota:

“la creazione di una catena e di una filiera italiana dell’idrogeno anche con altri players e imprenditori del settore ci sono anche la realizzazione di un impianto da 5MW con tecnologia PEM, il test della nuova tecnologia AMSE® durante il 2024 per lanciarla sul mercato nel 2025, lo sviluppo in altre aree del mondo come l’Africa e la ricerca di un’area industriale dove produrre idrogeno a livello industriale per produzione oltre i 30 MW.
Inoltre, questo è solo il primo di una serie di Hydrogen Days che H2Energy organizzerà anche con gli enti accademici con cui già collabora come il Politecnico di Torino, e l’Università Bicocca di Milano, per promuovere, sostenere e sviluppare la nascita di una nuova Cultura sull’Idrogeno e lo sviluppo di una Hydrogen Generation”.

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