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Programma pilota per lo sviluppo sperimentale di tecnologie ad idrogeno per i primi mercati e la decarbonizzazione

Il progetto si pone come obiettivo fondamentale la creazione, nell'area territoriale della provincia di Ravenna, di un Tecnopolo capace di sostenere e sviluppare iniziative qualificate e sinergiche di ricerca industriale nell'ambito delle tecnologie ad idrogeno per i "primi mercati" e della flessibilità dei combustibili e decarbonizzazione. Le attività sono finanziate dalla Provincia di Ravenna
Uno dei possibili sviluppi dell'attività riguarda la possibilità di utilizzare l'idrogeno anche in applicazioni automotive

Il background del progetto

La decarbonizzazione

 

Tecnologie ad Idrogeno per i primi mercati

L’utilizzo dell’idrogeno -inteso sia come vettore energetico che come combustibile-rappresenterà, come annunciato da molte componenti sociali (scientifica, economica, politica, opinione pubblica),  la terza rivoluzione industriale: sarà infatti l’unica risorsa in grado di accostarsi in totale armonia alle esigenze energetiche, ambientali ed economiche dell terzo millennio, essendo in grado di ridurre le emissioni inquinanti e la produzione di CO2, creando al contempo una valida ed efficace alternativa all’utilizzo diretto di combustibili fossili. L’idrogeno trova ampia applicazione utilizzato nell'ambito della tecnologia delle celle a combustibile (FC) di tipo polimerico (PEMFC): queste sono caratterizzate da brevi tempi di start up, da ingombri ridotti e da temperature di funzionamento dell’ordine dei 90°C.

L’utilizzo dell’idrogeno con celle a combustibile integra in maniera concreta le esigenze del settore delle applicazioni stazionarie e dei trasporti, rispondendo alle problematiche peculiari delle diverse applicazioni.

Affinché l’introduzione nel mercato si realizzi in tempi accettabili, devono essere affrontate e superate alcune barriere, tecnologiche, economiche e culturali, che ancora ne minano la credibilità. La R&S delle users-technologies è ormai a buon punto, ma gli elevati costi di tali sistemi ne permettono la prossima commercializzazione solo per nicchie di mercato. Quindi, affinché le celle a combustibile abbiano successo è necessario che si abbattano i costi delle tecnologie esistenti in ogni tipo di applicazione.

In entrambi i casi sono stati analizzati, identificati e valutati alcuni possibili mercati di nicchia a breve termine, i cosiddetti “primi mercati”, in cui tecnologie innovative in fase pre-commerciale trovano una loro collocazione ottimale per diffondere concetti nuovi e realizzare nell’immediato iniziative energeticamente ed economicamente valide. Opportunità simili consentono, inoltre, la possibilità di sperimentare tali tecnologie, analizzarne i punti deboli ed i punti di forza e mettere in evidenza aspetti di run-time in campo confrontandoli con quelli osservati in ambito di laboratorio: tutto questo nell'ottica di valutare ipotesi migliorative.

 

Flessibilità combustibili e decarbonizzazione

Circa l'80% dell'energia consumata all'interno dell'UE proviene da combustibili fossili (petrolio, gas naturale e carbone), che rappresentano importanti fonti di emissioni di CO2. La produzione di idrogeno è ottenuta per oltre il 95% da fonti fossili e pertanto è anch’essa associata alla produzione di CO2 derivante dal carbonio presente nelle materie prime. La tecnologia contribuisce a ridurre tali emissioni, attraverso il miglioramento dell’efficienza e a processi più puliti. Tuttavia le risorse in combustibili fossili sono limitate e saranno quasi esaurite entro la metà del secolo. Limitare il ricorso ai combustibili fossili contribuisce quindi a migliorare la sicurezza energetica dell'UE e a limitare il cambiamento climatico. Visto che l'UE non possiede risorse proprie in combustibili fossili, la diversificazione verso una maggiore produzione energetica interna imporrà un maggiore ricorso alle tecnologie a tenore di carbonio basso o nullo, basate su fonti d'energia rinnovabili quali etanolo, glicerina, biomasse, scarti agroforestali, ecc. D’altro canto di notevole interesse è l’ottimizzazione dei processi tradizionali di produzione di idrogeno, accoppiando processi di separazione che facilitino la sequestrazione e il riutilizzo della CO2.  Le due alternative permettono la produzione di idrogeno, in coerenza con gli obiettivi dell’UE al 2020 di riduzione delle emissioni di CO2 del 20%, rispettivamente accoppiata ad un utilizzo delle fonti rinnovabili e ad un miglioramento dell’efficienza, in un ottica di diversificazione delle fonti.

Un’alternativa percorribile per la riduzione delle emissioni e la diversificazione delle fonti è costituita da processi di combustione dei combustibili fossili che permettano processi di separazione e sequestrazione della CO2. In questa opzione rientra anche la possibilità di utilizzo di combustibili derivati da quelli che tradizionalmente sono considerati scarti (RSU, scarti industriali, sottoprodotti e stream degli impianti petrolchimici etc..), che rappresentano attualmente un costo di smaltimento significativo e che, attraverso la messa a punto di tecnologie fra loro integrate (combustione ottimizzata, separazione e riutilizzo CO2), potrebbero diventare una risorsa.

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Bioenergie
L'Unità Operativa Bioenergie si occupa di attività di ricerca industriale e di sviluppo di progetto, operando prevalentemente nel settore dei servizi energetici, di processo e di trasformazione.

Contatti

Prof. Michele Bianchi

Responsabile dell'Unità Operativa Bioenergie