Fotovoltaico, batterie, idrogeno, tutto in un solo impianto economicamente sostenibile

Un gruppo di ricercatori giapponesi ha stimato la fattibilità tecnico-economica di un sistema integrato per produrre energia con fonti rinnovabili. Lo studio in sintesi.

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Come produrre idrogeno con fonti rinnovabili e a basso costo?

Un po’ in tutto il mondo, gli scienziati stanno lavorando a possibili soluzioni a questa domanda, perché l’utilizzo di un gas totalmente pulito, a zero emissioni inquinanti, potrebbe diventare indispensabile per de-carbonizzare il mix energetico.

In Italia, come in Europa, si sta discutendo moltissimo sul ruolo futuro dell’idrogeno in un sistema economico-industriale alimentato al 100% da risorse “verdi” in tutti i settori, compresi i trasporti.

Questo vettore energetico, infatti, potrebbe accelerare l’elettrificazione dei veicoli: si parla, nello specifico, di mobilità con celle a combustibile (fuel cell). Di una applicazione interessante su piccola scala per alcuni edifici svedesi ne abbiamo parlato di recente.

Intanto in Giappone un gruppo di ricercatori ha provato a stimare la fattibilità tecnico-economica di un impianto integrato per produrre idrogeno tramite elettrolisi, impiegando esclusivamente elettricità generata con il fotovoltaico e inserendo anche delle batterie di accumulo.

In pratica (vedi lo schema sotto), grazie a un software intelligente per la gestione dell’energia, l’intero “pacchetto” tecnologico sarebbe in grado di modulare la carica/scarica delle batterie e la produzione dell’idrogeno secondo differenti parametri, tra cui soprattutto l’output effettivo dei pannelli solari.

Grazie alle batterie, si potrebbe installare un elettrolizzatore più piccolo e così ottimizzare il rendimento complessivo dell’impianto.

Lo studio, pubblicato di recente sull’International Journal of Hydrogen Energy (qui un estratto), vuole essere un punto di partenza per valutare come espandere la potenza installata nelle rinnovabili risolvendo alcuni problemi tipici delle risorse intermittenti: la continuità delle forniture, innanzi tutto.

Finora, le soluzioni individuate per convertire in idrogeno il surplus elettrico delle rinnovabili e quindi stoccare l’energia per utilizzarla in un altro momento (sistemi power-to-gas, P2G), evidenziano gli scienziati giapponesi in una nota divulgativa del National Institute for Material Science (NIMS), si sono rivelati troppo costosi e difatti gli investimenti in questo settore languono.

Nello studio i ricercatori hanno definito i requisiti tecnologici che dovrebbero portare un impianto integrato di questo tipo a funzionare bene e a costi concorrenziali, grazie soprattutto alla prevista diminuzione dei prezzi delle batterie, oltre che degli altri componenti: si parla di scendere a 17-27 yen per metro cubo d’idrogeno nel 2030, quindi circa 0,13-0,21 euro al cambio attuale.

Gli scienziati, infine, intendono affinare le loro attività di ricerca e sviluppo per realizzare un prototipo dell’impianto completo.

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