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Cogenerazione a idrogeno

La cogenerazione a idrogeno per l'energia del futuro

Sommario

Gli impianti di cogenerazione a idrogeno rappresenteranno la spina dorsale della centrale elettrica del futuro, che potrà essere gestita in modo sostenibile compensando le fluttuazioni della produzione di elettricità di derivazione eolica o solare.

Energia elettrica e termica vengono prodotte solitamente in modo separato. Per produrre l'energia elettrica si utilizzano centrali termoelettriche che disperdono nell'ambiente energia termica a bassa temperatura, mentre per produrre la sola energia termica si utilizzano le caldaie che convertono l'energia primaria rappresentata dal combustibile in energia termica di ridotto valore termodinamico.

Se un'utenza richiede contemporaneamente energia elettrica ed energia termica, anziché installare una caldaia e acquistare energia elettrica dalla rete, si può pensare di realizzare un impianto cogenerativo, che produca sia energia elettrica che energia termica. Un risparmio energetico viene determinato dal minor consumo di combustibile.

2G Energy AG sviluppa e produce impianti di Cogenerazione per la fornitura decentralizzata di energia e calore che utilizzano motori a gas naturale, Gpl, biometano, biogas, gas di depurazione, gas di discarica o idrogeno.
Il portfolio include impianti con potenza elettrica da 20 a 3.300 kW, applicazioni particolarmente adatte ai differenti settori dell'agricoltura e dell'industria, o del settore immobiliare - alberghi, piscine, impianti termali e Spa.

Oltre alla sede centrale di Heek in Germania, dove si svolgono le attività di produzione e sviluppo, 2G ha una sede di produzione anche negli Stati Uniti e diverse filiali in tutta Europa. Da quando è stata fondata nel 1995, 2G ha prodotto più di 6.500 impianti installati in 45 paesi del mondo.

Fondata nel 2011 a Vago di Lavagno (VR), la filiale italiana si occupa della vendita e dell'assistenza tecnica per gli oltre 200 impianti presenti nel nostro paese. 2G Italia ha più 30 dipendenti, la maggior parte costituita da tecnici altamente qualificati disponibili H24/7G per gli interventi di manutenzione dei motori. Oltre alla sede principale, sono inoltre presenti altri 4 punti Service dislocati sul territorio per garantire la più veloce e migliore copertura possibile.

Quali sono gli obiettivi che l'azienda si pone?
Entro il 2024 è prevista l'installazione di almeno 6 GW di elettrolizzatori per idrogeno da elettrolizzatori per idrogeno fonti rinnovabili in UE, fino a 1 Mln di ton di H2. Prezzo attuale 5-6?/kg. Tra il 2025 e il 2030 l'idrogeno diventerà parte integrante del sistema energetico europeo: sono previsti 40 GW (di cui 5 in Italia) di produzione da fonti rinnovabili per 10 Mln di ton di H2. Previsione prezzo 2-3?/kg. A partire dal 2030 l'idrogeno da fonti rinnovabili sarà disponibile su larga scala.

Un elettrolizzatore è la tecnologia di base nel processo di produzione dell'idrogeno, poiché converte l'energia elettrica in idrogeno attraverso l'acqua. Se l'energia elettrica proviene da fonti rinnovabili, come l'energia solare o eolica, l'idrogeno prodotto sarà privo di carbonio.

Produzione e trasporto vs. produzione e consumo in loco
A seconda delle quantità interessate, l'idrogeno può essere trasportato per mezzo di autocisterne o con idrogenodotti.
Il trasporto dell'idrogeno puro dal centro di produzione agli utilizzatori finali risulta essere ancora molto caro, specialmente su gomma; ciò influenza il costo.

Tendenza alla realizzazione delle hydrogen valley, in cui convivono la produzione e l'utilizzo dell'idrogeno.
Una valle dell'idrogeno è essenzialmente un progetto (di solito finanziato da fondi locali, nazionali e internazionali) che raggruppa diverse iniziative industriali e di ricerca per realizzare progetti pilota lungo l'intera catena del valore dell'idrogeno (produzione, trasporto, distribuzione e uso finale con stoccaggio a volte in il mix).

La cogenerazione è una tecnologia affidabile come parte integrante della transizione energetica.
Gli impianti di cogenerazione a idrogeno rappresenteranno la spina dorsale della centrale elettrica del futuro, che potrà essere gestita in modo sostenibile compensando le fluttuazioni della produzione di elettricità di derivazione eolica o solare.

I motori a idrogeno 2G posso funzionare sia a idrogeno puro che in combinazione con altri gas. Questo accresce notevolmente la loro operatività.
I motori a idrogeno, in cui 2G crede fortemente, sono il risultato di una tecnologia avanzata e all'avanguardia che adatta uno standard di cogenerazione a gas naturale in modo che l'idrogeno (H2) sia sfruttato, non solo per generare elettricità e calore su una base economica comparabile, ma anche per operare in modo altamente efficiente.

Configurazione del miscelatore Port Injection per gas a basso contenuto di metano.
Il miscelatore produce Aria sintetica in maniera affidabile, a basso costo, con una semplice installazione, a basso dispendio energetico e minime manutenzioni. Il gas viene miscelato prima dell'ingresso.
Passare dal gas naturale all'idrogeno è possibile in qualsiasi momento!
- Le modifiche coinvolgono, tra gli altri, i pistoni, i turbocompressori, gli iniettori per l'idrogeno;
- Limitata perdita di Potenza elettrica rispetto al gas naturale = approx. 25%.

Quindi 2G raccomanda:
- Effettuare l'upgrade nel periodo di manutenzione, in quanto la macchina dovrà restare ferma durante le operazioni;
- I costi per le modifiche posso aggirarsi intorno al 15% del costo base del modulo.

Gli impianti di cogenerazione a idrogeno sono l'energia del futuro

mcTER Idrogeno - Mostra Convegno Tecnologie dell'idrogeno.

Une vento verticale che unisce una parte espositiva a una componente formativa.

mcTER Idrogeno si svolge in concomitanza con mcTER Cogenerazione, mcTER Biometano-Biogas-Biomasse, mcTER Energy Storage e Fotovoltaico, mcTER Smart Efficiency Milano.

Conclusioni

Rispetto alla produzione separata delle stesse quantità di energia elettrica e calore, la produzione combinata in calore e energia comporta almeno quattro vantaggi: riduzione dei costi, inferiore inquinamento, diminuzione di perdite energetiche e flessibilità di impiego delle risorse.

Articoli tecnico scientifici o articoli contenenti case history
Fonte: mcTER Idrogeno Web Edition giugno 2021 workshop
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