IMI VIVO consegna i primi due elettrolizzatori PEM da 500kW

-PUBBLIREDAZIONALE-

IMI Vivo è il nuovo brand di IMI Plc dedicato alla produzione di elettrolizzatori PEM. L’ingegneria e costruzione dei sistemi avviene grazie all’esperienza e alle risorse di IMI Remosa, una azienda italiana entrata a far parte del gruppo IMI nel 2012. Fondata a Cagliari nel 1955, IMI Remosa conta circa 230 dipendenti, e da oltre 50 anni è leader mondiale nel settore valvole speciali e sistemi elettroidraulici di controllo, usati principalmente nel campo Oil & Gas. Il nuovo stabilimento di oltre 16000 mq, recentemente inaugurato nella zona industriale di Macchiareddu, ha visto in questi mesi nascere una nuova linea di produzione dove ingegneri e tecnici specializzati hanno con passione e competenza sviluppato, assemblato e testato i nuovi sistemi per la produzione di idrogeno verde da fonti rinnovabili. Particolare attenzione è stata data naturalmente alla sicurezza, e le competenze pregresse di IMI Remosa nella progettazione di componenti per aree esplosive in un settore critico come quello della raffinazione si sono rivelate fondamentali. In aggiunta, le filosofie di sicurezza del sistema sono state studiate e analizzate in dettaglio con consulenti esterni ed enti terzi, allo scopo di garantire la massima affidabilità e il rispetto delle normative di sicurezza.

A meno di dodici mesi dalla prima commessa esecutiva, IMI Vivo è adesso pronta a consegnare i primi due elettrolizzatori da 500kW di potenza con tecnologia PEM (Proton Exchange Membrane). Entrambe le unità consistono in un sistema containerizzato chiavi in mano completo di raddrizzatore, sistema di filtrazione, circolazione e raffreddamento acqua, purificazione e chilling idrogeno, il tutto gestito da un sistema di controllo con PLC, interamente programmato dai tecnici VIVO. Il sistema è facilmente gestibile in locale da una comoda interfaccia locale touchscreen, ma può essere controllato in ogni parametro da sala controllo o anche via internet con un semplice PC.

Completano la fornitura due importanti serbatoi di stoccaggio idrogeno a bassa pressione (30 bar) anche questi progettati e realizzati da IMI Remosa nel proprio stabilimento. Non è sicuramente un caso se i primi due clienti di IMI Vivo sono due importanti centri di ricerca che stanno facendo importanti investimenti nelle nuove tecnologie collegate alla filiera dell’idrogeno verde. Il primo dei due istituti è attivo nel settore dei carburanti sostenibili per aviazione (SAF, Sustainable Aviation Fuel), che attualmente sembrano la strada più promettente per una decarbonizzazione di massa del trasporto aereo. L’idrogeno prodotto dall’elettrolizzatore IMI Vivo servirà quindi a produrre carburanti sintetici che verranno messi alla prova nelle turbine aeroderivate già disponibili nei laboratori del centro di ricerca.

Si parla ancora di mobilità – e si parla ancora inglese – con il secondo progetto che vede come cliente un centro di ricerca e sperimentazione in cui l’elettrolizzatore di IMI Vivo servirà a studiare la mobilità su ruota. Il laboratorio è già dotato di banchi prova per motori e per veicoli completi e collabora con i principali costruttori automobilistici. L’ambito di ricerca spazierà dai veicoli elettrici alimentati da una cella a combustibile (Fuel Cell) alla riconversione a idrogeno di motori termici a pistoni. L’adattamento a idrogeno di un motore a combustione interna, infatti, è oggetto attivo di ricerca e sviluppo. In un propulsore a idrogeno, infatti, la dinamica di combustione varia per via della diversa velocità del fronte di fiamma e la miscelazione del carburante è fortemente influenzata dalla diversa densità del gas. Inoltre, l’adozione dell’idrogeno come combustibile necessita di una approfondita sperimentazione sui materiali, specie su eventuali effetti a lungo termine di natura metallurgica.

I due progetti, sebbene relativi a prodotti simili per taglia e caratteristiche, hanno richiesto un intenso lavoro di allineamento tecnico con i clienti, che è alla fine è scaturito in un rapporto di partnershiptecnologica tra industria e ricerca. I centri di ricerca hanno infatti considerato l’elettrolizzatore non come una scatola nera che produce idrogeno, ma come un sistema complesso e di per sé interessante che è parte stessa della ricerca industriale, e i cui parametri operativi saranno attivamente studiati durante l’utilizzo. A questo scopo, entrambi gli elettrolizzatori forniti da IMI Vivo sono stati dotati di un pacchetto di opzionale sensoristica aggiuntiva (il Research Package) che sarà in grado di caratterizzare ogni singolo parametro elettrico e fisico della macchina. Ciò consentirà per misurare e confrontare le prestazioni e l’efficienza del sistema nel completo ciclo di vita. Il monitoraggio dei parametri avverrà in collaborazione con IMI Vivo, i cui tecnici sono già al lavoro alla realizzazione di un Digital Twin dell’elettrolizzatore. Lo scopo del gemello digitale è replicare e modellare il comportamento dinamico del sistema, sia sul rapido transitorio che sul lungo termine. I dati acquisiti dalle prime due unità commerciali, insieme a quelli registrati dal prototipo di 250kW realizzato per prove interne, consentiranno di convalidare e migliorare il comportamento predittivo del Digital Twin sino a trasformarlo in uno strumento di diagnostica e controllo messo a disposizione del cliente. La realizzazione del gemello digitale non è però il fine ultimo della ricerca. Una volta acquisita una quantità sufficiente di dati, questi ultimi verranno utilizzati per il training di un modello di intelligenza artificiale a reti neurali.

La natura delle domande a cui questo modello dovrà trovare una risposta è duplice. Da un lato si cercheranno le correlazioni tra i parametri di funzionamento istantanei e la variazione di prestazione nel tempo del sistema. Questo permetterà di ottenere informazioni preziose sulla efficienza del sistema sul lungo termine, e mettere in piedi tecniche di manutenzione predittiva volte a minimizzare il parametro più importante, cioè il costo unitario dell’idrogeno verde prodotto dal sistema. Sarà quindi il sistema a segnalare se e quando i componenti dovranno essere sostituiti. In generale quindi l’intervallo ottimale di manutenzione sarà diverso per ciascun impianto in quanto funzione non solo del numero di cicli di avviamento e fermo, della fluttuazione del carico elettrico e della domanda, ma anche del costo specifico dell’energia utilizzata. Queste funzionalità aggiuntive, una volta sperimentate e validate con l’aiuto dei centri di ricerca coinvolti, verranno rese disponibili ai clienti tramite aggiornamenti software del sistema di controllo. In conclusione, gli elettrolizzatori PEM di IMI Vivo sono dei sistemi aperti, adatti sia ad uso industriale che di ricerca applicata su larga scala. In un momento in cui il mercato dell’idrogeno sembra pronto a partire in concreto, complici anche gli investimenti del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, IMI Vivo e Remosa sono pronti a raccogliere la sfida.