La rete europea di gas naturale potrebbe presto essere impiegata per fornire energia rinnovabile sotto forma di idrogeno, grazie a una tecnologia di separazione economicamente conveniente.
Gli esperti discutono ancora tra quanto tempo sarà possibile avere elettricità rinnovabile, stoccarla e trasportarla in modo efficiente.
L’opzione che gode sempre interesse negli ultimi tempi vede l’impiego degli esistenti gasdotti, usati per il gas naturale, come sistema per trasportare elettricità agli utenti finali sotto forma di idrogeno. Numerosi studi dimostrano che è possibile iniettare fino al 10-15 % di idrogeno in reti di gas naturale ad alta pressione, senza gravi preoccupazioni per la sicurezza, lo afferma Fausto Gallucci, professore di reattori a membrana e a membrana inorganica presso l’Università di Eindhoven. Il passo successivo che resta da mettere a punto è come separare l’idrogeno dal gas naturale, nel punto del percorso, dove serve estrarlo.
Il progetto HyGrid (Flexible Hybrid separation system for H2 recovery from NG Grids) riguarda proprio questo aspetto. Sebbene esistano già delle tecniche di separazione, i costi sono ancora troppo alti. Tra questi uno è quello dell’assorbimento a pressione oscillante, che può essere impiegate con gas a basse concentrazioni di idrogeno, in cui il 90 % del gas da comprimere e ricomprimere è rappresentato dal vettore. Il consorzio del progetto, guidato da Gallucci, ha deciso di ovviare a tale problema impiegando di diverse tecnologie, che combinano l’assorbimento a temperatura oscillante con separatori a membrana e separatori elettrochimici.
L’idea è di ottenere un alto recupero con costi contenuti. A partire dal flusso dalla rete di gas naturale, lo si sottopone a diversi passaggi attraverso le membrane inorganiche, che espellono il gas e recuperano l’idrogeno rimanente grazie a separatori elettrochimici. A quel punto, il gas naturale pulito viene reiniettato nella rete.
Nell’arco di qualche mese il progetto dovrebbe giungere a conclusione, ma i risultati già ottenuti sono molto interessanti. Il separatore elettrochimico, la produzione di membrane e i separatori a membrana sono stati ampliati, e le membrane sono state collaudate in condizioni industriali fino a 50 bar. I partner del progetto, l’Università tecnica di Eindhoven (TUE) e Tecnalia, hanno presentato due domande di brevetto: una per lo sviluppo di diversi schemi di separatori, che possono essere impiegati in vari contesti di recupero dell’idrogeno, l’altra per l’impiego di membrane a base di carbonio per la separazione del gas.
Le conoscenze raggiunte sono già state pubblicate in vari articoli scientifici, tra queste quelle sui separatori elettrochimici sono apparse sul Chemical Engineering Journal, in cui viene descritto il collaudo sviluppato per la purezza dell’idrogeno separato, i modelli dettagliati per la separazione e i meccanismi di inquinamento del sistema.
Altri studi pubblicati riguardano i meccanismi di permeazione della membrana, la produzione di membrane e l’impiego congiunto di membrane a base di palladio e di carbonio.
La commercializzazione del sistema
La modelizzazione completa del sistema ha dimostrato un abbassamento dei costi del 25-40 % rispetto all’impiego di altre tecnologie d’avanguardia. I collaudi finali devono ancora dimostrare i tassi di recupero e purezza raggiunti dalla tecnologia, ma la TUE e Tecnalia hanno già costituito un’impresa comune, per sfruttare parte della tecnologia sviluppata nel progetto HyGrid. L’impresa, chiamata H2SITE, svilupperà dei sistemi funzionanti ed economici per la produzione e la separazione di idrogeno, su piccola scala, per la produzione di idrogeno a elevata purezza.
Link: https://www.hygrid-h2.eu/content/publications
