Produrre idrogeno in ambito industriale a meno di due euro al chilo. È l’ambizioso obiettivo dell’innovativo progetto Prometeo: combinare calore da solare a concentrazione e elettricità prodotta da fonti rinnovabili (fotovoltaico o eolico).

Usato come combustibile o come mezzo di accumulo, l’idrogeno è una fonte di energia pulita. Tuttavia, i processi utilizzati per produrlo non lo sono, poiché si basano ancora sull’elettricità o sui combustibili fossili come petrolio, gas e carbone. Senza considerare il costo elevato, dovuto agli elettrolizzatori e alle altre componenti di impianto, dal costo dell’energia elettrica rinnovabile che li alimenta e dal fattore di carico, ossia il numero di ore annue alla potenza nominale equivalente, che impatta sull’ammortamento dell’impianto di produzione. Per questo motivo la ricerca è impegnata a trovare nuove strade per produrre e sfruttare al massimo le potenzialità del vettore energetico anche su larga scala e poter così raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione fissati dalla commissione europea al 2030 e al 2050. Secondo Giorgio Graditi, direttore del dipartimento di Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili dell’Enea “l’idrogeno verde ha tutte le caratteristiche per supportare la transizione energetica” e decarbonizzare l’industria energivora e la mobilità pesante che altrimenti farebbero fatica a ridurre le proprie emissioni di CO₂.

Il progetto Prometeo si basa sull’idea di costruire un prototipo che utilizzi l’elettrolisi per estrarre l’idrogeno dall’acqua. Anziché usare l’acqua nella sua forma liquida, come si fa normalmente, il nuovo sistema utilizzerà l’elettrolisi a vapore e ossido solido (Soe) a temperature superiori a 700 ° C .

L’elettrolizzatore a ossidi solidi da 25 KWe sarà in grado di produrre 15 kg di idrogeno al giorno, verrà realizzato in Italia e successivamente validato in Spagna in un impianto fotovoltaico. Gli ingegneri sperimenteranno una strategia innovativa per la gestione delle varie fasi di conversione dell’energia, riducendo al minimo il prelievo dalla rete elettrica e aumentando la generazione da fonti rinnovabili immagazzinate – utilizzabili in caso di indisponibilità dell’energia solare (o eolica, per la fase di elettrolisi).

L’elettrolisi a vapore ha bisogno di un terzo di energia in meno rispetto a quella usata per l’elettrolisi dell’acqua. Inoltre è reversibile, il che significa che può generare energia su richiesta, che viene poi immessa nella rete. La continuità di produzione di idrogeno da elettrolisi, anche quando l’energia rinnovabile non è disponibile, rende questa tecnologia altamente competitiva.

Il progetto Prometeo, il cui acronimo è ricavabile da «Hydrogen production by means of solar heat and power in high teemperature solid oxide electrolysers» ovvero «produzione di idrogeno per mezzo del calore e dell’energia solare in elettrolizzatori a ossido solido ad alta temperatura», coinvolge enti di ricerca e imprese italiane ed europee. Prevede un investimento di 2,7 milioni di euro, di cui circa 2,5 milioni finanziati dall’Unione europea attraverso il programma pubblico-privato Fuel cells and hydrogen joint undertaking (Fch Ju).

La sperimentazione sarà coordinata da Enea, che nei 42 mesi previsti si occuperà dell’integrazione del prototipo con le fonti rinnovabili, in collaborazione con Fondazione Bruno Kessler (Fbk), l’azienda spagnola Imdea Energy e l’istituto di ricerca svizzero Epfl. La società italo-svizzera Solidpower fornirà elettrolizzatori e il sistema di termo-regolazione, il gruppo italiano Maire Tecnimont guiderà l’ingegnerizzazione del prototipo e la messa in marcia dell’impianto attraverso due sue controllate, l’italiana NextChem e l’olandese Stamicarbon.

Nello sviluppo delle applicazioni finali avranno un ruolo chiave anche i potenziali utilizzatori della tecnologia: l’italiana Snam per l’iniezione di idrogeno verde nella rete gas, la spagnola Capital Energy per lo stoccaggio chimico di elettricità rinnovabile e l’olandese Stamicarbon per i possibili impieghi nell’industria chimica.

Il progetto Prometeo rappresenta una preziosa occasione per l’Italia di sviluppare la filiera industriale nel settore dell’idrogeno verde, in stretta connessione con l’industria europea, e dare concretezza alle misure incluse nel Recovery Plan per l’idrogeno. AMasili

Attività finanziata a valere sul fondo per la ricerca di sistema elettrico PTR 2019-2021.