Svezia, calore di scarto e teleriscaldamento in aiuto dell’idrogeno!

Per aumentare la redditività dell’idrogeno verde, i ricercatori della Mälardalen University hanno studiato un sistema per integrare nelle reti del teleriscaldamento il calore di scarto del processo di produzione di H2.

Si è ormai capito che per raggiungere la tanto bramata decarbonizzazione bisogna puntare sulla diversificazione di fonti e tecnologie. L’utilizzo di idrogeno – quello verde, naturalmente! –  può rappresentare una delle soluzioni per ridurre le emissioni climalteranti soprattutto nei settori hard to abate dove queste sono più elevate. Idrogeno green che, al momento, ha un piccolo grande problema: l’elevato costo di produzione.

A questo proposito, uno studio della Mälardalen University – ateneo svedese che eccelle nella ricerca in Future Energy ed Embedded Systems – analizza come rendere economicamente più attrattiva la produzione verde di questo vettore energetico. Ebbene, secondo i ricercatori svedesi una soluzione può essere rappresentata dall’integrazione nelle reti del teleriscaldamento del calore di scarto ottenuto durante il processo di produzione dell’H2 verde. Durante il processo di elettrolisi si ottengono infatti sottoprodotti come il calore e l’ossigeno la cui valorizzazione potrebbe portare a riconsiderare i costi di produzione.

In particolare, nello studio Utilization of waste heat from hydrogen production: A case study on the Botnia Link H2 Project in Luleå, Sweden i ricercatori hanno presentato un sistema per utilizzare il calore di scarto di un processo di elettrolisi nella rete di teleriscaldamento in esercizio a Luleå, cittadina costiera nel nord della Svezia, valutando i benefici economici dell’investimento.

Obiettivo della ricerca è un sistema di recupero del calore per due tipi di elettrolizzatori, a membrana a scambio protonico (PEM) e alcalini, con una capacità installata di 100 MW. Il sistema proposto è composto da un’unità a pompa di calore utilizzata durante i periodi di alte temperature di alimentazione della rete di teleriscaldamento e uno scambiatore che trasferisce il calore quando la temperatura di alimentazione dell’acqua calda è inferiore alla temperatura del calore di scarto.

“I risultati – hanno dichiarato i ricercatori – hanno mostrato che 203.060 MWht possono essere estratti dall’elettrolizzatore PEM con una temperatura del calore di scarto di 79 °C, mentre 171.770 MWht possono essere integrati nella rete del teleriscaldamento ogni anno”. L’efficienza complessiva del sistema è risultata del 94,7 per cento se collegato a un elettrolizzatore PEM e dell’88,4 per cento se si tratta di elettrolizzatore alcalino, con un Levelized Cost of Hydrogen (LCOH) di 0,021 euro/kWht per i PEM e 0,022 euro/kWht per gli alcalini. Costi che si prevedono diminuiranno con il teleriscaldamento di quarta generazione.

“Il sistema proposto – concludono i ricercatori – è in grado di utilizzare il calore di scarto degli elettrolizzatori a un prezzo competitivo, fornendo allo stesso tempo un raffreddamento essenziale allo stack dell’elettrolizzatore. Con le reti di quarta generazione (con temperature di mandata inferiori a 80 °C) non sarà inoltre necessaria una pompa di calore, e questo ridurrà ulteriormente l’LCOH”.

 

Per visualizzare lo studio cliccare su link