Tormene Group lancia GreenBoost: il mixer statico che garantisce una miscelazione efficace di idrogeno e gas naturale

-PUBBLIREDAZIONALE-

La miscelazione del gas naturale e dell’idrogeno rappresenta un tema molto rilevante all’interno del dibattito sulla riduzione delle emissioni di gas serra e inquinanti atmosferici. L’idrogeno può essere prodotto da diverse fonti rinnovabili, come l’eolico o il solare, riducendo la dipendenza dalle fonti di energia fossile. Ciò contribuisce a una maggiore resilienza del sistema energetico e a una riduzione dell’impatto ambientale complessivo.

In particolare, la miscelazione del gas naturale con l’idrogeno prodotto da fonti rinnovabili, può consentire di ridurre la quantità di carbonio emessa nell’atmosfera poiché l’idrogeno non produce anidride carbonica quando viene bruciato. Inoltre, la miscelazione può migliorare l’efficienza del combustibile, aumentando la quantità di energia prodotta da unità di gas naturale.

I progetti pilota finora condotti hanno dimostrato i vantaggi effettivi dell’utilizzo della miscelazione di idrogeno con il gas naturale come soluzione plausibile per decarbonizzare la rete del gas. Il programma “HyDeploy” nel Regno Unito, che ha condotto un esperimento di miscelazione di idrogeno e gas naturale nella rete di distribuzione del gas della città di Keele e Il progetto “Green Gas for Grid” in Germania, che sta testando la miscelazione di idrogeno e gas naturale nella rete di distribuzione del gas della città di Fuchstal, sono degli esempi molto utili per dimostrare la fattibilità e l’efficacia dell’uso di idrogeno nella rete del gas esistente e hanno di fatto suggerito quali saranno i fattori da implementare all’interno del percorso distributivo dell’energia nel prossimo futuro.

Il rapporto del Dipartimento dell’Energia e del Cambiamento Climatico del Regno Unito “Hydrogen in natural gas grids: Decarbonising the gas sector through the use of hydrogen and natural gas blends”, analizza i vantaggi della miscelazione di gas naturale e idrogeno e presenta una valutazione dell’impatto sulla rete del gas esistente. L’uso di idrogeno per la miscelazione del gas naturale può rappresentare un metodo efficace per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione, sfruttando appieno il potenziale delle reti del gas esistenti. Al contempo, come evidenziato dall’articolo comparso su ScienceDirect nel febbraio scorso: “Study on the stratification of the blended gas in the pipeline with hydrogen into natural gas”, sono diversi gli aspetti tecnici da superare nell’uso dell’idrogeno all’interno delle reti di distribuzione del gas naturale esistenti. La distribuzione non uniforme della concentrazione causata dalla differenza di densità tra idrogeno e gas naturale può comportare fluttuazioni della pressione parziale locale dell’idrogeno, e superare quella impostata, portando a guasti alla conduttura, perdite, errori di misurazione e alterazioni all’apparecchio terminale. Alcuni test dimostrano che nella situazione di gas stagnante, il processo di miscelazione idrogeno-metano causerà un evidente fenomeno di stratificazione. Vengono individuate le relazioni tra l’elevazione, la pressione, la frazione di idrogeno e la stratificazione del gas. Inoltre, quando il gas miscelato scorre a bassa velocità, dovrebbe essere considerata la stratificazione causata anche dall’idrogeno.

Ciò significa che le infrastrutture già esistenti per il trasporto e la distribuzione del gas naturale possono essere utilizzate per il trasporto dell’idrogeno ma necessitano ancora di soluzioni che offrano un attento bilanciamento dei vantaggi e superino le sfide tecniche e regolamentari associate.

Da queste basi il gruppo Tormene, in linea con la propria visione di promuovere la transizione energetica, è da alcuni anni impegnato nello sviluppo di stazioni di miscelazione di idrogeno. Qui viene messa in campo tutta l’esperienza maturata in oltre 100 anni di storia sulle reti del gas naturale, sono questi i presupposti che tracciano lo sviluppo di soluzioni innovative e tecnologicamente avanzate.

Nel 2023 Tormene ha brevettato GreenBoost, un Mixer Statico che svolge un ruolo chiave nel processo di miscelazione. Il suo design garantisce la massima uniformità della miscela di gas nel minimo ingombro e con la minima sovrapressione dell’idrogeno. La distribuzione dell’idrogeno iniettato nel flusso principale del gas naturale è importante per molte ragioni. Oltre alle problematiche legate alla combustione, anche l’affidabilità di una misura diretta della concentrazione di idrogeno è strettamente correlata all’uniformità del gas nel punto di campionamento. Questi argomenti hanno rappresentato i driver di Tormene per lo sviluppo del nuovo mixer.

Il design del Mixer sfrutta infatti diversi fenomeni fluidodinamici che vengono combinati per massimizzare le prestazioni e per estendere il range di funzionamento.

La creazione di vortici nel flusso principale è protagonista nel caso di percentuali di idrogeno limitate, mentre il moto elicoidale dei micro-flussi iniettati è maggiormente efficace in caso di percentuali più elevate di idrogeno.

Un altro driver nella progettazione del GreenBoost è stato il limite di pressione dell’idrogeno verde, prodotto con elettrolizzatori di tecnologia alcalina o PEM. Il Miscelatore Statico Tormene riduce al minimo la sovrapressione dell’idrogeno, necessaria per un’iniezione efficiente, consentendo un consumo diretto dell’idrogeno generato dagli elettrolizzatori AEC o PEM, per la maggior parte delle applicazioni industriali. Ciò avviene sfruttando l’effetto Venturi sul flusso principale di gas naturale.

Il Gruppo Tormene attraverso le sue società Tormene Industriale Srl e Tormene España S.L., è stato recentemente incaricato dello sviluppo, la progettazione, l’ingegnerizzazione, la produzione, l’avviamento e la manutenzione del primo sistema di miscelazione H2 + NG in un sistema tradizionale di trasporto e distribuzione del gas per il progetto Green Island in Spagna. L’unità di miscelazione per il progetto sarà dotata di un Mixer statico DN 20″ CL 600 dimensionato per una portata massima di 90.000 Nm3/h di gas naturale da iniettare con lo 0.5% – 5% di idrogeno. Nella seconda fase del progetto, il design modulare del miscelatore consentirà di gestire una gamma di iniezione di idrogeno dal 2% al 20%.