La sperimentazione Enea per produrre idrogeno con elevatissima efficienza.

OBIETTIVO: REALIZZARE UN IMPIANTO SPERIMENTALE DA 25 KW

Il Prometeo dell’Enea non ruba il fuoco ma lo organizza. A differenza del personaggio mitologico che attirò l’ira divina per aver donato il simbolo dell’energia all’umanità, il progetto Prometeo parte da una tecnologia esistente e la perfeziona. L’aspetto innovativo sta nel gioco d’assieme che moltiplica l’efficacia del sistema. L’obiettivo è produrre idrogeno combinando diverse tecnologie solari, tra cui il fotovoltaico e il solare a concentrazione.

Lo spiega Alberto Giaconia, ricercatore del Centro Ricerche Casaccia dell’Enea: “Prometeo realizzerà un piccolo impianto sperimentale da 25 kW che produrrà circa 15 chilogrammi al giorno di idrogeno. Un modulo che, replicato su larga scala, può aprire scenari molto interessanti nella fase di transizione ecologica che è iniziata. Si può immaginare di realizzare in questo modo impianti da un megawatt di picco per diverse applicazioni”.

PROGETTO PROMETEO: EFFICIENZA DI CONVERSIONE ALL’80%

Il sistema si basa su ossidi solidi che costituiscono celle elettrochimiche per produrre idrogeno con elevatissima efficienza. Cioè con un’efficienza di conversione dell’energia in idrogeno che supera l’80%, decisamente maggiore degli standard abituali. Il prezzo da pagare è la temperatura. La cella deve essere tenuta calda. E calda vuol dire almeno 750 gradi centigradi: in questo modo sarà sempre “pronta”, cioè in grado di attivarsi nei tempi rapidi richiesti dal sistema per raggiungere l’efficienza necessaria.

“Più che sui singoli materiali, che sono già stati testati in laboratorio, noi lavoriamo sull’integrazione di sistema: questa è la vera novità. Il nostro è un lavoro di ingegnerizzazione”, continua Giaconia. “Realizzeremo l’impianto in container facilmente trasportabili che potranno essere messi ovunque serva. Il box avrà una presa che fornisce energia elettrica e un’altra per trasferire il calore attraverso un fluido riscaldato. E’ una tecnologia che vede in prima linea diversi partner italiani”.

FOTOVOLTAICO, SOLARE TERMICO E EELETTROLIZZATORI

Per aumentare l’efficienza del sistema si è lavorato molto sul calore che può essere prodotto da un impianto solare termico a concentrazione con capacità di storage per produrre vapor d’acqua quando richiesto. “Le celle sono alimentate con vapor d’acqua surriscaldato sopra i 100 gradi”, aggiunge Giaconia. “In sostanza il fotovoltaico fornisce l’elettricità, il solare termico il calore: l’elettrolizzatore trova così le migliori condizioni per produrre idrogeno ad alta efficienza”.

Ma c’è anche un altro uso possibile del sistema. Le opzioni infatti sono due e convivono: collegamento alla rete o funzionamento off grid. Dunque alimentazione da fotovoltaico oppure collegamento alla rete elettrica per utilizzare, ai fini della produzione di idrogeno, l’energia elettrica nei periodi in cui il prezzo dell’elettricità diminuisce.

IDROGENO VERDE COMPETITIVO NEL 2030

“Ci sono stati casi in cui il prezzo dell’elettricità è arrivato addirittura a valori negativi”, ricorda il ricercatore Enea. “Ma senza arrivare a tanto basta aver presente che con l’aumento della quota di fonti rinnovabili cresceranno i periodi in cui la produzione è alta e l’utilizzo basso, e dunque il prezzo scende in maniera sensibile; essendo il costo dell’idrogeno fortemente influenzato da quello dell’elettricità, questa flessibilità di funzionamento consentirà quindi di ridurre i costi di produzione dell’idrogeno stesso.”.

Calcolando questa dinamica dei prezzi, quando un sistema del genere potrà raggiungere la competitività economica, cioè produrre elettricità a prezzi convenienti? Secondo alcune nostre stime questo traguardo potrà essere raggiunto attorno al 2030.