Trasformazione dei cogeneratori a gas in ottica green
Dal settore elettrico a quello termico passando per quello dei carburanti per trasporti fino a quello cogenerativo. Il vettore H2 continua a farsi strada negli usi finali dell’energia e grazie ad un nuovo progetto tedesco si ritaglia un piccolo spazio anche negli interventi di retrofit. L’iniziativa è quella portata avanti dall’azienda tedesca 2G Energy (attiva in Italia con 2G ITALIA) in collaborazione con l’Università di Amberg-Weiden. I partner hanno realizzato un cogeneratore a idrogeno tramite riqualificazione di un impianto preesistente ma alimentato a gas.
Cogeneratori ad H2, un trend in crescita?
L’idea di realizzare cogeneratori a idrogeno non è nuova. Negli ultimi anni diversi progetti hanno raggiunto la maturità commerciale con nuovi impianti di piccola e grande taglia (industriali). La ricerca tedesca, però, ha lavorato su un cogeneratore già esistente. Il sistema, dotato di una capacità elettrica di 250 kW, era stato installato presso l’Ostbayerische Technische Hochschule dell’Ateneo nel marzo 2019 e in passato era già stato impiegato per attività scientifiche e di studio.
L’intervento di retrofit, concluso con successo, appare oggi quasi il suo destino naturale. “La nostra propensione alla sostenibilità in materia di produzione energetica autonoma ed efficiente ha radici ancora più lontane, quando 2G investiva le sue energie nell’ambito della cogenerazione alimentata a biogas nel settore agricolo trasformando uno scarto in opportunità“, spiega Christian Manca, CEO di 2G Italia. “La vocazione a sperimentare e il successivo connubio con la ricerca tecnico scientifica di livello internazionale nella sperimentazione di altri tipi di gas, hanno permesso a 2G di arrivare ad un ruolo di guida nel settore della cogenerazione ad idrogeno. Il felice esito della conversione dell’impianto di Amberg-Weiden rappresenta la naturale evoluzione di questo percorso oltreché un motivo di orgoglio”.
Il cogeneratore a idrogeno di 2G
La riuscita dell’operazione ha radici che affondano nell’attenta progettazione dei cogeneratori e una visione già da tempo orientata al vettore. Da diversi anni, infatti, tutti gli impianti cogenerativi 2G presentano un design modulare che ha facilitato la conversione tramite sostituzione dei singoli elementi. È il caso dell’adattamento della geometria della camera di combustione. “Oltre al cambiamento del rapporto di compressione determinato dall’impiego di pistoni differenti, durante la conversione è stato necessario modificare anche il processo di formazione della miscela che, con l’idrogeno, deve avvenire direttamente nella camera di combustione”, spiega l’azienda in una nota stampa.
A tal fine, l’idrogeno viene introdotto nel condotto di aspirazione tramite un iniettore di gas prima che la miscela venga immessa nella camera di combustione. Oltre alla maggiore facilità di accensione rispetto ai gas convenzionali, l’H2 presenta anche una velocità di fiamma laminare superiore, il che richiede che l’aria compressa venga mescolata con l’idrogeno solo poco prima della combustione per evitare una iniezione incontrollata.
“Sia i pistoni che gli iniettori di gas 2G, oltre al turbo compressore adatto all’idrogeno, sono standardizzati da tempo al punto da poter essere sostituiti o aggiornati – come già normalmente accade in fase di regolare revisione – in un secondo momento con un costo della conversione che può essere ridotto al 10-15% dell’investimento iniziale”.
I prossimi passi
Per Frank Grewe, CTO di 2G Energy AG, i prossimi passi della ricerca andranno nella direzione della potenza elettrica e dello stoccaggio: “Al momento, abbiamo introdotto motori a idrogeno con una pressione media fino a 14 bar, rispetto ai 18 bar della serie a gas naturale, il che comporta una leggera riduzione dell’output. A Heek stiamo testando anche l’idrogeno a 18 bar, garantendo prestazioni identiche. I colleghi ad Amberg dispongono delle stesse risorse per eseguire ricerche avanzate.”
L’altro versante riguarda l’impianto di stoccaggio dedicato, i cui lavori per la costruzione della stazione di alimentazione a idrogeno per il cogeneratore pilota ad Amberg vedranno un completamento nel prossimo futuro a dimostrazione dell’impegno continuo di 2G come facilitatore dei processi di autonomia energetica nella direzione della sostenibilità.
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