Stoccaggio dell'idrogeno, il rivoluzionario sistema di GKN Hydrogen da Falzes a Braunschweig

Immagazzinare in modo sicuro e compatto una grande quantità di idrogeno verde è la sfida che si è posta la GKN Hydrogen. Per raggiungere questo obiettivo, l’azienda altoatesina con sede a Falzes ha introdotto il primo sistema di stoccaggio dell’idrogeno basato su idruri metallici. Questo innovativo metodo è stato recentemente commercializzato per la prima volta, con la fornitura di due unità di stoccaggio dell’idrogeno da 500 kg ciascuna presso l’aeroporto di ricerca dell’Università Tecnica di Braunschweig. Il sistema a idruri metallici entrerà in funzione nei primi mesi del 2024 e consentirà di immagazzinare in modo sicuro e compatto una grande quantità di idrogeno verde.
Il progetto fa parte di un più ampio ecosistema dell’idrogeno, che sarà costituito anche da un impianto di produzione e da un sistema di distribuzione, da stazioni di rifornimento per camion e da sistemi per la fornitura sicura di idrogeno per le piazzole di prova delle celle a combustibile presso l’ateneo di Braunschweig, il Lower Saxony Research Center for Vehicle Technology (NFF) e il Fraunhofer Project Center for Energy Storage and Systems (Fraunhofer ZESS). Abbiamo intervistato Matthias Innerbichler, direttore globale e Head of Application Engineering e Program Management presso GKN Hydrogen.

Quello per l’Università Tecnica di Braunschweig è il primo sistema a idruri metallici in commercio. Come è nato il progetto e con quale obiettivo?

Tutto è nato dall’esigenza del cliente, che cercava un modo per immagazzinare grandi quantità di idrogeno verde in modo sicuro vicino all’edificio universitario. L’obiettivo era dunque quello di fornire una soluzione duratura e sostenibile, che costituisse un’alternativa valida agli attuali sistemi di stoccaggio dell’idrogeno. Attualmente ci stiamo occupando del trasporto, che avviene su ruote, mentre nei primi mesi del 2024, in seguito al montaggio, il sistema entrerà in funzione.

A cosa serve immagazzinare l’idrogeno?

Le energie rinnovabili come sole, vento e acqua, sono potenzialmente in grado di fornire al pianeta un’enorme quantità di energia elettrica. Il problema principale però, è che questa energia “verde” non sempre è a portata di mano, anzi. Il suo immagazzinamento è quindi cruciale per garantire un approvvigionamento costante, e uno dei metodi migliori per farlo è attraverso la conservazione sotto forma di idrogeno. Questo, infatti, è un vettore di energia elettrica in grado di alimentare fuel cells (generatori elettrici a pile) e fornire calore mediante sistemi termici. In questo caso, l’idrogeno immagazzinato nelle nostre unità sarà utilizzato dal team di ricerca dell’Università per condurre test su celle a combustibile e per rifornire alcuni camion presso specifiche stazioni.

Ritratto di Matthias Innerbichler

Come funziona questo serbatoio a idruri metallici?

L’idrogeno – che deve essere puro per non danneggiare il materiale di accumulo – viene assorbito nel reticolo cristallino di una lega speciale Fe-Ti che reagisce chimicamente in maniera reversibile, assorbendo grandi quantità di idrogeno come una spugna. Ciò significa che le molecole vengono prima immagazzinate nel materiale formando idruri metallici e successivamente liberate quando necessario attraverso un leggero riscaldamento. Questi idruri durano per decenni e non hanno alcuna perdita di idrogeno. Inoltre, anche lo stesso calore che viene generato durante la reazione di assorbimento può essere utilizzato, incrementando notevolmente l’efficienza dell’intero sistema.

Quali sono i vantaggi di questo sistema rispetto all’attuale tecnologia di stoccaggio del gas?

Innanzitutto, è importante citare gli altri metodi con cui l’idrogeno viene conservato e trasportato: il primo è sotto forma di gas ad alta pressione, tra i 350 e i 700 bar; il secondo invece è sotto forma di liquido a bassa temperatura e a pressione atmosferica. Questo metodo richiede però temperature criogeniche, ovvero estremamente basse e molto costose da mantenere. Qui interviene quindi il nostro sistema a idruri metallici, che presenta principalmente due vantaggi: il primo riguarda la sicurezza e il basso volume richiesto, dal momento che il 95% dell’idrogeno coinvolto è legato chimicamente e soltanto il restante 5% si presenta in forma gassosa, mentre il secondo è la complessiva semplificazione della struttura – e con essa il taglio dei costi di montaggio e manutenzione. Eliminando la compressione, l’idrogeno generato nell’elettrolizzatore viene direttamente trasportato allo stoccaggio di idruri metallici, distante 900 metri, tramite una conduttura, per poi essere utilizzato all’occorrenza.

Quali sono le aree di applicazione di questo sistema di stoccaggio?

La nostra soluzione è ideale per tutte le applicazioni in cui sicurezza e compattezza sono importanti, come ad esempio applicazioni stazionarie in aree densamente popolate. Oltre a queste, ci sono micro-reti, sistemi di alimentazione di emergenza, impianti di conversione dell’energia, stazioni di rifornimento di idrogeno e persino applicazioni marittime. Il sistema a idruri metallici, infatti, ha un peso notevole che si adatta perfettamente alle imbarcazioni, dove il peso di una struttura non conta come sulla terra ferma.

Come si inserisce questo progetto nella lotta al cambiamento climatico? Quali aspetti lo rendono sostenibile?

Per consentire alle aziende di raggiungere i propri obiettivi climatici, il nostro sistema di accumulo di energia può essere utilizzato per generare idrogeno verde da fonti rinnovabili. Inoltre, il fatto che nella produzione di energia elettrica sia coinvolto soltanto idrogeno puro e le emissioni di CO2 siano pari a zero (l’unico prodotto di scarto è l’acqua), lo rende la soluzione più sostenibile in commercio.

GKN Hydrogen è uno spin-off di GKN Powder Metallurgy, uno dei maggiori produttori mondiali di polveri metalliche. L’azienda ha iniziato a lavorare all’idea dello stoccaggio dell’idrogeno con gli idruri metallici già nel 2013, e negli anni successivi, attraverso il lavoro di ricerca, ha sviluppati i primi prototipi. Attualmente, questi sistemi sono progettati, costruiti e gestiti presso lo stabilimento a Falzes, in Alto Adige, che conta 65 dipendenti.

Vittoria Battaiola

Immagine in apertura: Guido Degen, CEO di GKN Hydrogen davanti al GKN HYMEGA per il terminal idrogeno di Braunschweig