Idrogeno e industria: la tecnologia è pronta, ma dovrà attendere che il vettore diventi economico e largamente disponibile

di Francesco Bottino

Piacenza – Le tecnologie per consentire all’industria di avviare la transizione verso l’idrogeno sono pronte e, almeno in parte, già disponibili: quello che ancora manca, invece, è una quantità sufficiente e facilmente ‘raggiungibile’ (il tema è anche quello della distribuzione) di questo vettore energetico green, che tuttavia sembra essere l’unico davvero in grado di decarbonizzare i comparti ‘hard to abate’.

È sostanzialmente questo il messaggio emerso nel corso del convegno ‘La combustione di idrogeno in ambito industriale’, il seminario di apertura della prima giornata di Hydrogen-Expo, fiera dedicata all’idrogeno organizzata a Piacenza dalla società Mediapoint & Exhibition.

Ad inquadrare il tema, aprendo i lavori della tavola rotonda moderata da Cristina Maggi, Direttore di H2IT- Associazione Italiana Idrogeno e Celle a Combustibile, è stato Andrea Cusmaroli di ANIMA (la Federazione delle Associazioni Nazionali dell’Industria Meccanica Varia ed Affine, aderente e Confindustria), che ha ripercorso le tappe del lavoro di analisi fatto dall’organizzazione in tema di applicazione dell’H2 in ambito industriale, sottolineando le opportunità di questa soluzione, ma anche “una serie di problematiche tecniche su cui c’è ancora molto da lavorare”.

Ed è proprio quello che le aziende stanno facendo, come testimoniato dei numerosi interventi che si sono susseguiti durante il convengo da parte dei rappresentanti di fornitori di tecnologie e di utenti industriali, tutti concordi nel ritenere l’idrogeno una prospettiva dalle innumerevoli potenzialità, ma che per realizzarsi necessita di un lavoro sinergico e coordinato tra tutti i soggetti della filiera.

ESA Pyronics International, società del gruppo SIAD che si occupa di realizzare componenti per la combustione industriale, sta già sperimentando – come ha spiegato Michele Brema – “bruciatori per l’utilizzo di idrogeno in blend e anche al 100%”.

Secondo Alberto Zerbinato di ICI Caldaie, gruppo attivo, tra le altre cose, nella produzione di macchine per la generazione di vapore in ambito industriale, “l’elettrificazione è certamente la migliore soluzione in tutti i casi dove ciò sia possibile, ma ci sono alcune applicazioni industriali in cui non si può percorrere questa strada, ed è allora che l’idrogeno può svolgere un ruolo determinante”. Zerbinato ha quindi illustrato una serie di progetti a cui l’azienda sta lavorando nel settore del food & beverage, che oggi è un forte consumatore di metano e che quindi è un ottimo candidato a sperimentare la transizione all’idrogeno: “Abbiamo alcune iniziative pilota di piccola taglia, con potenze di alcuni MW, in cui lavoriamo su tutti gli aspetti: produzione, stoccaggio e sistema di mixing con metano. All’inizio utilizzeremo percentuali tra il 15 e il 20% di H2, ma l’obbiettivo è mettere a punto macchine in grado di gestire quote crescenti di idrogeno”.

Questioni analoghe, ma su scala dimensionale ben maggiore, si sta trovando ad affrontare Tenova (fornitore di tecnologia per il comparto della produzione di metalli, parte del gruppo Techint): “Il nostro settore gestisce idrogeno nei processi industriali già da molti anni, ma ora la sua diffusione potrebbe aumentare notevolmente ed estendersi ad altre applicazioni. Ma il nostro principale problema è la flessibilità: parliamo di impianti industriali che costano diverse centinaia di milioni di euro e che hanno una vita utile di 40 o 50 anni” ha ricordato Enrico Malfa, Direttore Ricerca e Sviluppo di Tenova. “È chiaro quindi che dobbiamo progettare macchine in grado di lavorare ora con quantità minime di H2, in blend col metano, ma già pronte ad uno utilizzo molto più massiccio di questo vettore energetico, quando e se sarà effettivamente disponibile in grandi quantità e a costi competitivi”.

L’azienda comunque sta procedendo su questa strada e negli ultimi anni ha sperimentato con successo diverse tipologie di bruciatori, sia per forni di pre-riscaldo sia per forni di trattamento, al 100% hydrogen ready, e dotati di sistemi di IoT (Internet Of Things), “perché non dobbiamo dimenticarci che, oltre all’hardware, anche il software deve essere in grado di gestire un processo di combustione che, con l’idrogeno, avrà caratteristiche diverse e peculiari”.

Equipment innovativo, che ha bisogno di misurarsi con la realtà dei fatti di un ciclo industriale: “Ci servono progetti di grande dimensione per verificare le performance operative dei nostri impianti, come per esempio l’iniziativa Tenaris Dalmine Zero Emission (che vede coinvolta l’azienda siderurgica Tenaris, anch’essa parte del gruppo Techint, insieme a Snam ed Edison; ndr).

Il programma è molto articolato e prevede di fatto due step: “Il primo riguarda l’utilizzo di idrogeno per il forno di riscaldo impiagato nella fase ‘upstream’ del ciclo produttivo di Tenaris, ed è in questo progetto, candidato all’Innovation Fund, che dovrà essere impiegato un elettrolizzatore da 20 MW” precisa Malfa parlando con HydroNews a margine del convegno. “Il secondo progetto, che il gruppo ha candidato all’IPCEI, è invece relativo all’utilizzo di idrogeno nei forni di trattamento tramite cui avviene la seconda fase di lavorazione dell’acciaio, per arrivare dal semilavorato ai prodotti finiti”.

In entrambi i casi le aziende coinvolte, in attesa dei riscontri da Bruxelles sui finanziamenti, stanno studiando diverse soluzioni: “Ovviamente c’è un tema di costo dell’H2 green, che è dettato non tanto dai capex per gli elettrolizzatori, quanto dal costo dell’energia rinnovabile, che se acquistata tramite PPA (Power Purchase Agreement) ai prezzi attuali rende insostenibile il progetto dal punto di vista economico. L’alternativa è produrla appositamente, ma in loco non ci sono spazi sufficienti per le potenze richieste, e quindi resta la produzione decentrata. Cosa che era impensabile considerando il ‘peso’ degli oneri di rete: certo – conclude il dirigente di Tenova – se ora davvero questo costo verrà eliminato con le agevolazioni previste per l’H2, la situazione cambierà”.

Anche per quanto riguarda l’utilizzo di idrogeno nella power generation, la tecnologia sembra essere già più avanti, rispetto ad una disponibilità di idrogeno che arriverà, almeno nelle proporzioni necessarie, soltanto tra diversi anni.

Ad affrontare questo tema è Andrea Silingardi di Ansaldo Energia, azienda basata a Genova (intenzionata peraltro ad entrare nel business della produzione di elettrolizzatori; ndr) che già da alcuni anni propone sul mercato turbine in grado di bruciare il 70% di idrogeno: “Ne stiamo installando una a Porto Marghera (nell’ambito di un progetto che vede coinvolte anche Edison ed Eni; ndr), e siamo al lavoro per sperimentare macchine in grado di arrivare al 90% di H2”.

A rappresentare gli end user industriali dell’idrogeno, al convegno di Piacenza è intervenuto Luca Tosini, Direttore Tecnico di Bormioli, che ha ricordato come l’industria del vetro sia uno dei tipici settori ‘hard to abate’: “Utilizziamo una grande quantità di metano, e non possiamo passare all’elettrificazione diretta perché le tipologie di forni che utilizziamo non lo consentono. Inoltre, in base alle nostre stime, usare energia elettrica al posto del metano per noi comporterebbe un raddoppio dei costi”. Per questo Bormioli guarda all’idrogeno e sta già sperimentando il suo utilizzo nell’ambito del progetto Divina, in partnership con il RINA. Ma, ancora una volta, “il problema è la disponibilità dell’H2, che attualmente non è reperibile in grandi quantità e a costi competitivi”.

Se quindi l’effettiva disponibilità del vettore, ad oggi, sembra essere il principale ostacolo ad una sua diffusione nell’industria, che parrebbe essere già pronta dal punto di vista tecnologico ad avviare questo switch, non mancano problematiche legate alla sicurezza, come ha illustrato nella sua presentazione Andrea Magarotto, Responsabile Tecnico di PPC (Power Project Consulting), che ha analizzato, tra le altre cose, i rischi connessi alle fuoriuscite di H2.