AES_7 2022

ENERGIA Tecnica 88 Ottobre 2022 n Automazione e Strumentazione materiali (metalli, polimeri, ceramiche), impiegati come catodo, anodo e diaframma di separazione. L’energia verde alimenta i soli elettrolizzatori e i loro sistemi afferenti. In linea di massima ci sono due modalità di produzione ed esse dipen- dono dal fatto che l’impianto produttivo si doti o meno di un sistema di accumulo di energia a batteria (Bess - Battery energy storage system). In quest’ultimo caso la produzione deve avvenire nelle ore diurne, con una rampa di salita al sor- gere del sole e una rampa decrescente che porterà verso il tramonto del sole; le ore notturne verranno utilizzate per tenere in modalità hot-stand by i singoli moduli elettrolizzatori, che non devono essere fermati, pena riduzione di rendimento nel tempo (tipicamente sono moduli da 4 MW l’uno, che però in questa fase lavorano a regime ridotto); generalmente in questa fase l’idrogeno prodotto viene ventato in atmosfera. Di contro, gli impianti dotati di sistemi Bess , tipi- camente forniti in container industriali e dimensio- nati ragionevolmente per 8 ore di autonomia, sono in grado di produrre idrogeno verde anche nelle ore notturne nella misura dipendente dal dimen- sionamento dei Bess che richiede considerazioni in materia di investimento iniziale ed operativo ma soprattutto gli spazi necessari per poterli ospitare. La tecnologia Bess aiuta a migliorare il flusso di energia in ogni fase, semplificando la gestione ed il livellamento del profilo di carico, aumentando la stabilità e la sicurezza della rete e fornendo una fonte di energia affidabile in grado di compensare gli sbalzi di tensione, le brevi interruzioni di cor- rente e i picchi di produzione. Distribuzione e tracciabilità A valle dell’elettrolizzatore si trovano invece lo stoc- caggio e la distribuzione dell’idrogeno, destinato ad essere impiegato come prodotto nell’industria (ferti- lizzanti, metano) e come combustibile nei trasporti e anche per uso civile. Al fine di assicurare la corretta tracciabilità della generazione di H 2 e garantirne la genuina vendita (che tipicamente non avviene nello stesso posto dove avviene la cessione di custodia fisica del prodotto) è necessario implementare un sistema di certificazione digitale attraverso tecniche di blockchain in cui ogni lotto di produzione viene univocamente indentificato mezzo NFT (Non Fungible Token) che conterrà i dati salienti che lo caratterizzano quali ad esempio: identificativo del lotto, intervallo di tempo di produ- zione, identificativo impianto di produzione, identifi- cativo cliente, portata fiscale volumetrica e massica, energia elettrica rinnovabile necessaria per produrlo. Criticità e materiali Proprio perché già prodotto ed impiegato negli impianti petrolchimici l’idrogeno non è sconosciuto a chi si occupa di processi industriali e della relativa automa- zione; la strumentazione e i sistemi di controllo sono pertanto già pronti ed attrezzati per il monitoraggio e la gestione dei nuovi impianti. Alcuni accorgimenti vanno naturalmente tenuti in considerazione: ecco i principali. Data la estrema permeabilità dell’idrogeno gassoso, i trasmettitori di pressione differenziale devono rivestire le membrane con un film d’oro in modo che gli ioni H+ non si combinino con elettroni nel diaframma infi- ciando il risultato della misura; diversi spessori di oro sono disponibili, insieme con la loro più o meno estesa applicazione sul trasmettitore (membrane, separatori ecc.). È bene tenere presente però che ciò accade solo in determinate condizioni di pressione e temperatura che dipendono dalla concentrazione di idrogeno: a sini- stra delle curve tracciate a titolo esemplificativo nella figura 2 , non è necessario ricorrere all’oro e il tradizio- nale acciaio AISI 316 può essere impiegato ma occorre tenere presente anche la corrosività: sono disponibili allora membrane in Hastelloy HC276 con uno strato Figura 2 - Relazione P/T per il rivestimento in oro delle membrane