“The time to act is now”, “Il momento di agire è ora”. La “Strategia europea sull’idrogeno” che la Commissione europea ha presentato l’8 luglio del 2020 non lascia spazio a dubbi: urge cambiare rotta per rispettare gli impegni assunti nel 2015 con la firma degli Accordi di Parigi e per raggiungere la neutralità climatica al 2050.
La grande versatilità di utilizzo dell’idrogeno – quale materia prima, carburante o per l’accumulo di energia – ne dimostra le potenzialità applicative: dalla produzione decentralizzata di energia all’uso nei cosiddetti settori “hard to abate”, tra cui quello dell’acciaio e della chimica. Le istituzioni europee lo rimarcano anche nel “Work Programme 2021-2022 - Digital, Industry and Space” aggiornato a dicembre 2021.
In Italia, la nascita nel 2021 del Ministero per la Transizione ecologica (Mite), che stima di coprire quasi un quarto della domanda nazionale di energia con l’idrogeno entro il 2050, e la stesura di numerosi progetti legati al vettore per sfruttare le risorse disponibili con il Piano nazionale di ripresa e resilienza, PNRR, dimostra la volontà politica (dall’alto) e industriale (dal basso) di spingerne l’utilizzo per incentivare modalità di produzione e consumo più sostenibili. L’idrogeno è citato nella Componente 2 Missione 2 “Energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile” e sono stanziati, tra gli altri, 2 miliardi di euro per l’utilizzo in settori hard to abate, 500 milioni di euro per la produzione in aree industriali dismesse e 450 milioni di euro per l’espansione del mercato.
In altre parole, che si tratti di idrogeno verde, grigio o blu – ossia prodotto, rispettivamente, da energie rinnovabili, con tecnologie di cattura del carbonio o da fonti fossili –, il vettore può dare una concreta spinta alla transizione energetica. Il suo utilizzo nell’accumulo di lungo periodo, una volta che è prodotto tramite elettrolisi dall’acqua, ha enormi vantaggi derivanti dalla sua elevata densità energetica, pari quasi a 40 kWh al kg.
Per promuoverne l’impiego a livello nazionale ci sono alcuni nodi da sciogliere. Innanzitutto, l’emissione di norme tecniche, tramite decreti ministeriali, per la produzione, il trasporto, lo stoccaggio e l’utilizzo in sicurezza. Per quanto riguarda il trasporto, il Paese – al pari del resto d’Europa – punta a sfruttare la rete esistente di distribuzione del gas.
La soluzione è il blending: miscele di gas metano e idrogeno per puntare al trasporto di idrogeno puro. Nel 2019 il principale transmission system operator, TSO, italiano Snam ha sperimentato il blending al 5% e successivamente al 10% per alimentare le industrie locali di Contursi Terme (SA). Nemmeno due anni dopo è stata il primo al mondo a testare la miscela al 30% per la forgiatura di acciaio, immettendo un mix di gas nella rete di distribuzione interna dell’acciaieria del Gruppo Giva vicino Milano.
Per accogliere e distribuire percentuali di idrogeno in aumento progressivo, l’infrastruttura esistente deve essere completamente digitalizzata e automatizzata. Ad oggi, i dubbi riguardano due problematiche tecniche principali: il contenimento dell’idrogeno, date le ridotte dimensioni della molecola, e il rischio di alterazione delle proprietà meccaniche dell’acciaio che compone i tubi, in primo luogo duttilità e tenacità.
L’American Society of Mechanical Engineers, ASME, precisa in una norma tecnica che per tubature di grado inferiore ad API 5L X80, con tensione di snervamento minima 555 MPa, in pratica si tratta delle più comuni, è possibile trasportare miscele metano-idrogeno fino al 10%. Evidenzia, poi, che è possibile trasportare la miscela di idrogeno puro, al 100%, se il massimo atteso dello stato di tensione del materiale è inferiore alla metà della tensione di snervamento, ossia se si riesce a regolare la pressione a dovere.
Il misuratore di flusso di gas a ultrasuoni di nuova generazione H2 ready FLOWSIC-600XT di SICK, azienda specializzata in automazione e digitalizzazione dei processi, dimostra come gli strumenti di automazione industriale possono contribuire a rendere l’infrastruttura esistente idonea al passaggio del vettore e al processo di digitalizzazione delle reti gas. Questi rappresentano una soluzione economicamente accessibile che evitano ulteriori e più onerosi investimenti per la riqualificazione strutturale dei gasdotti a carico degli operatori della distribuzione e del trasporto di gas.
Il dispositivo FLOWSIC-600XT risponde ai dettami contenuti nel documento 250/2021/R/GAS dell’Autorità di regolazione per energia reti e ambiente, Arera, per la consultazione della scheda tecnica “Infrastrutture del gas naturale: progetti pilota di ottimizzazione della gestione e utilizzi innovativi”. Questa riporta gli orientamenti finali dell’Autorità per l’avvio di progetti pilota utili alla sperimentazione di soluzioni per la gestione ottimizzata e per nuovi utilizzi delle infrastrutture di trasporto e distribuzione del gas.
Evoluzione rispetto alla famiglia precedente, è disponibile nelle varianti con 4, 4+1, 4+4 e 8 percorsi. FLOWSIC-600XT promette un bilanciamento della rete ancora più semplice e preciso, grazie a minori incertezze anche alle portate minime. Il sistema di risparmio energetico PowerIn Technology consente, poi, di effettuare misurazioni in totale autonomia anche in assenza di alimentazione, fino a tre settimane. Di riflesso, cresce anche il livello di sicurezza per gli operatori.
I vantaggi dell’automazione industriale applicata alle infrastrutture critiche, in questo caso, sono molteplici: da citare le attività connesse al Power-to-gas (P2G), ossia la conversione di energia elettrica in un vettore gassoso, oltre alla digitalizzazione delle reti e l'autodiagnosi intelligente. Senza dimenticare la gestione da remoto grazie alla soluzione firmware e software i-diagnostic, con la quale si vuole prevenire eventuali malfunzionamenti del misuratore e intervenire con un’ispezione approfondita su uno specifico dispositivo per ridurre i costi di manutenzione. E rispondere incisivamente all’evoluzione sostenibile del settore energetico.
Fonte: www.sick.com
