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Immagazzinamento e stoccaggio dell'idrogeno: verso un pianeta green

05/09/2023 da Redazione, pubblicato in Idrogeno, Power Generation

Immagazzinamento e stoccaggio dell'idrogeno: verso un pianeta green

Posted by Redazione on 05/09/2023

Il passaggio dall'utilizzo di combustibili fossili a vettori energetici ecologici vede alcune sfide molto significative che devono essere affrontate e a cui dare risposte concrete nei prossimi anni, affinché la transizione energetica sia attuabile. Nel caso dell'idrogeno un aspetto da tenere in considerazione è quello di carattere infrastrutturale ed è legato al trasporto e allo stoccaggio dell'idrogeno stesso.

 

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In questo articolo parliamo di: 

Perché è importante l'immagazzinamento dell'idrogeno?

Nell'articolo "La transizione energetica: focus idrogeno" abbiamo visto come l'idrogeno sia un vettore energetico perché è un composto in grado di veicolare l’energia da una forma ad un’altra. Una delle sfide fondamentali da vincere, affinché diventi uno dei vettori protagonisti della transizione energetica, è la gestione dell’immagazzinamento dell'idrogeno stesso.

Si è già detto di come l'idrogeno sia allo stesso tempo una fonte di energia pulita e un vettore energetico per lo stoccaggio. Quindi, l'idrogeno può essere immagazzinato in grandi quantità per lunghi periodi di tempo: l'energia prodotta non viene persa nel tempo e può immagazzinata su scala industriale e recuperata come fonte di energia di riserva quando è necessario. Ad esempio, nei processi che richiedono elevate temperature, come quelli adottati dall'industria siderurgica, nelle raffinerie, o nella produzione di fertilizzanti, l'idrogeno immagazzinato può essere utilizzato come materia prima per le applicazioni industriali. Inoltre, ad oggi l’idrogeno può essere trasportato attraverso i gasdotti esistenti miscelato con il gas naturale e in futuro, con gli investimenti previsti dal piano strategico europeo per l'idrogeno anche in Italia si prevede di costruire condotte dedicate.

Negli utilizzi appena citati, un fattore importante da evidenziare è che in tutte le fasi di produzione e stoccaggio l'idrogeno non genera emissioni di anidride carbonica, né altre forme di emissioni nocive per l’uomo o inquinanti per l’ambiente. Vuoi approfondire il tema della transizione energetica? Clicca qui e scopri la guida completa con gli approfondimenti dedicati ai vettori energetici protagonisti. 

immagazzinamento idrogeno


Stoccaggio dell'idrogeno: come fare?

L’idrogeno può essere conservato e trasportato come:

  • gas ad alta pressione, in questi casi lo stoccaggio richiede l'uso di serbatoi ad alta pressione (350-700 bar o 5000-10.000 psi);
  • liquido a bassa temperatura e a pressione atmosferica (stoccaggio di liquidi criogenici). Lo stoccaggio dell'idrogeno liquido richiede temperature criogeniche per evitare che ribollisca in un gas (che si verifica a -252,8 ° C). Occorre qui fare attenzione, perché l'idrogeno liquido ha una densità di energia maggiore dell'idrogeno gassoso, in questi casi portarlo alle temperature richieste può essere molto costoso. Inoltre, i serbatoi di stoccaggio e le strutture per lo stoccaggio dell'idrogeno liquido criogenico devono essere isolati per impedire l'evaporazione nel caso in cui il calore venga trasportato nell'idrogeno liquido a causa di conduzione, convezione o radiazione. 
  • sotto forma di sostanze chimiche dove l’idrogeno è legato in modo stabile ma reversibile. In questo caso l'idrogeno può essere immagazzinato utilizzando materiali. Esistono tre tipi di materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno; quelli che utilizzano l'adsorbimento per immagazzinare l'idrogeno sulla superficie del materiale, quelli che usano l'assorbimento per immagazzinare l'idrogeno all'interno del materiale. La terza via è quella rappresentata dallo stoccaggio di idruri, che utilizza una combinazione di materiali solidi e liquidi.
Stoccaggio idrogeno

Hydrogen Storage: è sicuro?

Una delle proprietà chimiche più importanti dell'idrogeno è l'infiammabilità. L’idrogeno reagisce con tutti gli agenti ossidanti: ossigeno, cloro, protossido d’azoto etc., ed in tutti i casi le reazioni sono accompagnate da un elevato sviluppo di calore. Occorre quindi fare molta attenzione, perché in presenza di una fonte di innesco le reazioni possono diventare esplosive, soprattutto se avvengono in ambienti chiusi. 

Esistono alcune criticità legate all'idrogeno, che richiedono attenti controlli ingegneristici e l'adozione di rigorose condizioni di sicurezza per garantirne un uso sicuro. Ad esempio:

  • con un'energia di accensione inferiore rispetto alla benzina o al gas naturale, l'idrogeno ha una vasta gamma di concentrazioni infiammabili nell'aria: all'interno di un impianto di stoccaggio e immagazzinamento di idrogeno la ventilazione e il rilevamento delle perdite sono importanti per i sistemi a idrogeno;
  • all'interno degli impianti sono necessari anche speciali rilevatori di fiamma poiché l'idrogeno brucia con una fiamma quasi invisibile;
  • anche la selezione del materiale per i sistemi a idrogeno è importante poiché alcuni metalli diventano fragili se esposti all'idrogeno;
  • l'idrogeno richiede l'impiego di personale altamente specializzato sulle procedure di sicurezza, tutti i sistemi impiegati nella lavorazioni devono essere sottoposti ad un monitoraggio costante e testati per rilevare eventuali perdite e altri potenziali problemi.

In conclusione, l’idrogeno rappresenta un combustibile sicuro e pulito, idoneo a traghettare l'Europa verso un futuro più verde. Affinché l'economia dell'idrogeno non rimanga solo una visione utopistica, una delle principali sfide da vincere per avviare l'utilizzo dell'idrogeno come vettore energetico, consiste nella capacità di progettisti e costruttori di trovare sistemi pratici per immagazzinare e distribuire l’idrogeno, oltre ai materiali idonei a supportarne lo stoccaggio su larga scala, che siano conformi a tutti i principi di protezione dalle esplosioni.

 

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