L’idrogeno è stato il tema al centro dell’ultimo appuntamento dei talk B2Better. Solo ottimizzando tecnologie fondamentali come le misure di portata del tipo “massica Coriolis”, si potranno sviluppare le future filiere produttive.
Si può ben dire che tra le sfide globali più importanti del nostro tempo, che chiama a raccolta un impegno collettivo e largo, seguire il percorso della transizione energetica con l’obiettivo di ridurre le emissioni di gas serra è indubbiamente una delle priorità più urgenti per le nostre società.
Si tratta, in effetti, di un processo già in atto, ma non privo di ostacoli nel breve e medio termine. La complessità intrinseca delle trasformazioni tecnologiche e produttive conivolte, prevede, soprattutto, un ripensamento delle fonti di produzione energetica più tradizionale, così come anche delle più diffuse forme di energie da fonti rinnovabili.
In particolare, è ormai evidente che l’idrogeno è destinato ad assumere un ruolo sempre più di primo piano in questo contesto, se si vogliono raggiungere gli ambiziosi obiettivi di riduzione di emissioni inquinanti. L’idrogeno è di certo già oggi un protagonista nelle frontiere di ricerca che puntano allo sviluppo di nuovi processi di produzione energetica, grazie alle sue particolari proprietà, come la bassa densità o l’elevata diffusività.
Le sue eccezionali caratteristiche, tuttavia, richiamano al contempo anche la messa in campo di strategie significative di innovazione tecnologica.
In particolare, per implementare tutta la nuova filiera produttiva legata all’idrogeno, dagli impianti produttivi di nuova generazione ai sistemi di trasporto e di stoccaggio, un passaggio cruciale è quello che riguarda le tecnologie di misura di portata dell’idrogeno. Raggiungere alti standard di precisione e qualità nelle misure dell’idrogeno in transito è infatti essenziale per garantire delle transazioni corrette e l’acquisizione di dati certificabili e conformi alle normative vigenti, e per sviluppare quindi una filiera dell’idrogeno affidabile e all’altezza delle sfide tecnologiche ed energetiche che ci aspettano nei prossimi anni.
Questo tema di grande attualità e così cruciale per il nostro futuro, è stato al centro dell’ultimo B2Better, trasmesso su LabWorld.it lo scorso 8 maggio, in cui si è discusso del ruolo dell’idrogeno e dell’importanza delle misure di portata.
Ospiti del talk sono stati l’Ing. Andrea Canali, Area Sales Manager di Ital Control Meters, responsabile di prodotto per i misuratori di portata massica a effetto Coriolis di Rheonik Messtechnik e il il Prof. Lorenzo Mario Pastore, ingegnere energetico, ricercatore e docente in Sostenibilità energetica e ambientale presso L’Università La Sapienza di Roma.
L’incontro è stato aperto dall’Ing. Canali, esperto in tecnologie di trattamento ambientale e con alle spalle un’importante esperienza di ricerca internazionale, che ha illustrato le più interessanti e recenti novità nella tecnologia dei misuratori di portata Coriolis, la soluzione ideale e più efficace in quelle fasi della filiera caratterizzate da più alte pressioni, come per esempio lo stoccaggio, il trasporto e la distribuzione.
Sono state spiegate le ragioni strettamente scientifiche che rendono la misura dell’idrogeno una sfida e che dipendono dalle proprietà di questo elemento allo stato gassoso, la molecola più piccola e leggera della tavola periodica, in grado di penetrare nella maggior parte dei materiali e nelle saldature, altamente infiammabile e con delle risposte termodinamiche differenti dall’aria e dal gas naturale.
Per gestire queste particolarità, gli strumenti di misura disponibili oggi afferiscono a diverse tecnologie. In particolare, è stata posta inizialmente l’attenzione sui misuratori a tecnologia “massico termica”, che sfrutta la tendenza dell’idrogeno a raffreddare l’ambiente e i corpi con cui viene a contatto, ricavando la misura del flusso di massa del gas in proporzione alla corrente necessaria per mantenere costante una differenza di temperatura dei termoelementi.
La tecnologia massico termica di Kurtz, partner di ICM e brevettata negli Stati Uniti, esiste in diverse versioni, tra cui quella per “gas condensanti”, che può essere interessante in particolare per gli impianti in cui l’idrogeno viene prodotto in loco, e garantisce delle accuratezze rilevanti, dal momento che la calibrazione viene effettuata direttamente con l’idrogeno stesso.
Tecnologie analoghe, sono la volumetrica compensata e la massica C-Mos, usate più spesso nei laboratori di ricerca.
Per la “filiera bassa” di produzione, ovvero nello stoccaggio e distribuzione per la mobilità, ICM propone gli strumenti Rheonick, costruttore specializzato in misuratori di tipo “massico Coriolis”, che sfruttano il principio di Coriolis, appunto: in un doppio tubo vibrante, la massa di idrogeno si sdoppia e provoca un’oscillazione, dalla cui misura lo strumento è in grado di ricavare la portata di massa di idrogeno in ingresso. Le pressioni molto elevate tipicamente in gioco in queste fasi, la possibilità di utilizzare materiali di costruzione più esotici e resistenti e quindi di gestire temperature più estreme, rendono questa tecnologia innovativa di certo preferibile.
Molto importante infine, per i misuratori Coriolis, è anche la fase di certificazione fiscale. I trasferimenti di idrogeno, infatti, sono ad oggi regolamentati da normative europee e saranno sottoposti in futuro a controllo fiscale. Due tipologie di certificazione fiscale sono già disponibili da Rheonik e ICM, validi in tutto il mondo, per le misure in continuo di idrogeno e per i gas dispensing. Queste sono utilizzate per gli impianti di distribuzione e di rifornimento del gas idrogeno, come avviene per esempio durante il riempimento di veicoli o di trailer, operazioni critiche dal punto di vista strumentale e che richiedono attenzione per le future esigenze di tipo fiscale, appunto.
A seguire, il Prof. Pastore dell’Università La Sapienza, autore di diversi studi e pubblicazioni riguardanti la pianificazione energetica nazionale, l’idrogeno e le strategie di decarbonizzazione, ha approfondito quello che sarà il ruolo e le prospettive del vettore idrogeno nei futuri sistemi energetici, analizzando il suo potenziale e discutendo opportunità e barriere delle sue possibili applicazioni, nel generale contesto tecnico-economico dello sviluppo di questo settore.
Sono state illustrate in dettaglio le caratteristiche di questa fonte di energia pulita, le sue principali varianti, e i motivi che la rendono particolarmente flessibile e sostenibile rispetto alle fonti più tradizionali e inquinanti, e le attuali applicazioni previste, di tipo diretto o indiretto.
Le barriere tecniche da superare possono dipendere dall’utilizzo scelto per l’idrogeno. Per esempio, le alte efficienze richieste per il riscaldamento, comportano l’installazione di impianti di notevole portata, analogamente a quanto succede nel settore trasporti, come dimostrano gli studi più recenti.
Questi dati, tuttavia, non portano a ridimensionare o ripensare le prospettive dell’idrogeno, anzi. In diversi contesti, in particolare nel trasporto pesante, nell’industria e nei comparti ad alta temperatura, è infatti l’idrogeno a essere già ora più competitivo rispetto all’alimentazione elettrica e sarà sempre di più la tecnologia vincente.
Le previsioni economiche attuali segnalano una progressiva riduzione dei costi dell’idrogeno.
In uno scenario italiano, studiato dal gruppo di ricerca de La Sapienza, si prevede di qui al 2050 il 35% circa della generazione di elettricità rinnovabile convertita in idrogeno: solo per la filiera dell’idrogeno, servirà un investimento di circa 250 miliardi di euro nei prossimi vent’anni per far fronte alla richiesta di più di 45 GWh di elettrizzatori, che si tradurranno in circa 80 mila nuovi posti di lavoro.
Nonostante ci siano ancora difficoltà di carattere politico, normativo e infrastrutturale, è evidente quindi che l’idrogeno dovrà necessariamente svolgere un ruolo chiave, a partire dall’immediato futuro!
Come sempre il pubblico ha partecipato nella parte finale del question time del talk, ponendo agli ospiti domande interessate e specifiche, relativamente all’utilizzo e alla gestione routinaria degli strumenti di misura di portata e agli scenari tecnologici-economici della filiera dell’idrogeno.
Appuntamento al prossimo B2Better!
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