Come ben sappiamo l’idrogeno è un vettore energetico e, di conseguenza, non è presente in natura come elemento isolato. Proprio grazie a questa caratteristica ha bisogno di essere prodotto in combinazione con altri elementi che, tramite processi e lavorazioni, ne consentono l’utilizzo.
L’uso dell’idrogeno ha molti vantaggi, soprattutto in vista della decarbonizzazione industriale e dei settori che vogliono contribuire a velocizzare la transizione energetica.
Questo vettore energetico, in realtà, viene già utilizzato in diversi ambiti e da diverse aziende all’interno dei propri impianti.
Ma come viene prodotto?
Vediamolo insieme.
Quali sono i principali metodi di produzione
L’idrogeno può avere diverse modalità di produzione e per capire il ruolo che potrà avere all’interno della decarbonizzazione della società moderna bisogna distinguere i processi di produzione in base alla fonte energetica che viene utilizzata.
Uno dei grandi vantaggi è la sua flessibilità. Infatti, può essere prodotto utilizzando varie tipologie di materie prime, risorse energetiche e processi produttivi:
- dagli idrocarburi, ossia dalle fonti di energia fossili come il petrolio, il carbone e gas naturale
- da fonti rinnovabili: solare, eolica, idrica
Questa diversità di potenziali fonti di approvvigionamento è il motivo più importante per cui l’idrogeno è un vettore energetico che può rivelarsi fondamentale per il futuro del pianeta.
Nel concreto, l’idrogeno si ricava tramite processi di produzione che utilizzano diverse metodologie e sono caratterizzate da impatti ambientali molto differenti fra loro.
La produzione di idrogeno tramite fonti fossili
Le tecnologie di produzione dell’idrogeno a partire dai combustibili fossili sono già ampiamente utilizzate e causano l’emissione di enormi quantità di CO2 .
Per questo motivo, in vista del progetto di decarbonizzazione avviato dall’Unione Europea, sono da ridurre progressivamente fino a fermarle. Vediamole insieme:
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Steam reforming
Il reforming del gas naturale, chiamato anche steam methane reforming o SMR, è il processo più utilizzato per l’estrazione dell’idrogeno. Deve il suo nome proprio alla reazione che si ottiene grazie ad un trattamento termico.
In un primo momento il metano viene scomposto in monossido di carbonio e idrogeno, successivamente con la presenza di un catalizzatore in un’unità di steam reforming del metano, si verifica una reazione in cui l’acqua e il gas si scambiano e producono anidride carbonica e idrogeno.
Questo processo genera anidride carbonica e quindi purtroppo, non è sostenibile a livello ambientale.
Ossidazione parziale non catalitica di idrocarburi
L’ossidazione parziale non catalitica di idrocarburi è la trasformazione a temperatura elevata di idrocarburi pesanti. Tramite una reazione controllata tra combustibile e ossigeno, si ottiene anidride carbonica, ossigeno ed elevato calore.
Anche in questo caso è poco adatto dal punto di vista ambientale perché genera emissioni di anidride carbonica.
Gassificazione del carbone
La gassificazione del carbone è un processo termochimico che permette di convertire materiali combustibili solidi in composti gassosi.
In linea generale, questo processo consiste nella parziale ossidazione del carbone (composto da carbonio, idrocarburi pesanti, cenere ed altri elementi), precedentemente ridotto in polvere e trasformato in combustibile gassoso, formato principalmente da idrogeno, ossido di carbonio e da idrocarburi leggeri. Il calore necessario all’ossidazione parziale viene fornito miscelando al vapore acqueo una parte di ossigeno in modo che avvenga anche la reazione esotermica.
Esistono tre metodologie diverse, a seconda del gassificatore che viene utilizzato:
- entrained flow, letto trascinato
- fluidised bed, letto fluido
- moving bed, letto mobile
La produzione di idrogeno tramite fonti rinnovabili
Se prodotto tramite fonti di energia rinnovabili (quali l’energia solare, eolica e idroelettica), è possibile generare idrogeno senza rilevanti emissioni di anidride carbonica.
Elettrolisi dell’acqua
Tra i vari processi che consentono di ricavare idrogeno dall’acqua scindendo la stessa nei suoi componenti (idrogeno e ossigeno) troviamo l’elettrolisi.
In particolare, si tratta di un processo di trasformazione chimica tramite l’apporto di energia elettrica, e l’energia necessaria per scomporre l’acqua nei suoi due elementi, è essenzialmente quella “immagazzinata” nell’idrogeno stesso.
In poche parole, questo processo permette di scomporre le molecole d’acqua attraverso un elettrolizzatore in grado di separare l’ossigeno dall’idrogeno.
Attualmente, l’idrogeno prodotto tramite elettrolisi è l’unico combustibile che non genera alcuna sostanza inquinante.
Biomasse
Trarre energia dalle biomasse consente di eliminare rifiuti prodotti dalle attività umane, producendo energia elettrica e riducendo, di conseguenza, la dipendenza dalle fonti di natura fossile come il petrolio.
Le modalità di conversione della biomassa per l’impiego a fini energetici sono principalmente due:
- la gassificazione
- la pirolisi
Le soluzioni idrogeno Simplifhy
Con l’aggravarsi degli effetti del cambiamento climatico è necessario utilizzare metodi di produzione più sostenibili, per questo motivo in Simplifhy proponiamo diverse soluzioni e tecnologie basate sull’utilizzo dell’idrogeno come vettore energetico e come carburante alternativo.
In Simplifhy proponiamo diverse soluzioni per la produzione di idrogeno:
- H2-BASIC per la produzione e stoccaggio opzionale dell’idrogeno
- H2-POWER per la conservazione e il riutilizzo di energia rinnovabile
- H2-FULL, una soluzione modulare completa
- H2-OXY, un armadio modulare che è in grado di estrarre l’ossigeno
- HYPER-GEN per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili
La nostra forza risiede, infatti, nel proporre soluzioni personalizzate, studiate per rispondere alle esigenze specifiche di ciascun cliente.
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