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Hydrogen Storage
Soluzioni di stoccaggio sotterraneo
Lo stoccaggio dell'idrogeno potrebbe presto sostituire i combustibili fossili e aprire la strada a una Svizzera neutrale dal punto di vista climatico. Fino ad allora, le possibilità tecniche ed economiche dello stoccaggio dell'idrogeno devono essere esplorate. Implenia è lieta di essere coinvolta in varie iniziative e di contribuire così alla promozione delle energie rinnovabili.
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Cos'è lo stoccaggio dell'idrogeno
L'idrogeno è l'elemento chimico più leggero e allo stesso tempo più comune dell'universo. Le sue proprietà uniche lo rendono un ottimo combustibile per l'alimentazione: Un chilo di idrogeno fornisce quasi la stessa energia di tre chili di benzina. Inoltre, sia la sua produzione che il suo utilizzo sono meno inquinanti e più sostenibili di quelli dei combustibili fossili convenzionali. Affinché l'idrogeno possa funzionare come fornitore di energia, sono necessari sistemi di stoccaggio dell'idrogeno sicuri ed efficaci.
Stoccaggio dell'idrogeno: l'accumulo di energia del futuro?
Come faro di speranza per la transizione energetica e la decarbonizzazione dell'economia, l'idrogeno è da tempo al centro della politica climatica europea. Tuttavia, prima che possa essere effettivamente utilizzato come vettore energetico, la scienza deve ancora superare un ostacolo significativo: uno stoccaggio efficiente dell'idrogeno è essenziale per il trasporto, l'immagazzinamento e l'utilizzo, ma pone problemi a causa della volatilità del gas.
Per questo motivo, diversi gruppi di ricerca stanno attualmente testando diversi metodi di stoccaggio dell'idrogeno che utilizzano trucchi fisici e chimici.
Questo articolo tratta i seguenti aspetti
- Costruzioni senza emissioni grazie all'idrogeno
- Lo stoccaggio dell'idrogeno nella ricerca: il workstream sullo stoccaggio dell'idrogeno dell'hub energetico Subspace
- La chiave della transizione energetica?
- Le sfide tecniche dello stoccaggio di idrogeno nelle gallerie rocciose
- SwissSTES
- Stoccaggio a bolla nel lago (BILS)
Costruzione senza emissioni grazie all'idrogeno
In qualità di pioniere della sostenibilità, Implenia Norvegia è lieta di collaborare con la società norvegese di cleantech TECO 2030 per sviluppare soluzioni energetiche a idrogeno per cantieri senza emissioni. Con il supporto di Implenia, TECO 2030 sta progettando un generatore a celle a combustibile che sarà testato nei cantieri di Implenia e che in seguito sostituirà i generatori diesel.
In questo modo, le attrezzature da cantiere potrebbero presto non dipendere più dai combustibili fossili, ma essere alimentate dall'elettricità generata dall'idrogeno. Gli unici prodotti di scarto prodotti sarebbero il vapore acqueo e l'aria calda. Questo rappresenta un passo decisivo verso un'edilizia a impatto climatico zero, un obiettivo per il quale Implenia lavora da anni.
Il progetto fa parte del piano del governo norvegese per eliminare l'uso di combustibili fossili nel settore delle costruzioni e dei trasporti entro il 2025. È sovvenzionato dalla società statale norvegese Enova con un generoso contributo di 15,6 milioni di corone norvegesi.
Lo stoccaggio dell'idrogeno nella ricerca: il workstream dello stoccaggio dell'idrogeno del Subspace Energy Hub
Il Subspace Energy Hub è un'iniziativa per progetti energetici innovativi, che si concentra tra l'altro sulle tecnologie di stoccaggio, in particolare dell'idrogeno. Il workstream sullo stoccaggio dell'idrogeno sta studiando la possibilità di immagazzinare l'idrogeno in gallerie di roccia dura. In caso di successo, potrebbe essere presto disponibile un metodo di stoccaggio dell'energia nel sottosuolo che consenta di risparmiare spazio, sia in termini di sicurezza che di costi.
La chiave della transizione energetica?
Noi di Implenia sappiamo che il sottosuolo a volte può essere la soluzione per andare avanti. Nell'ambito del workstream Hydrogen Storage, il Subspace Energy Hub intende dimostrare che il sottosuolo è un elemento chiave per la transizione energetica: se i test avranno successo, grandi quantità di idrogeno potrebbero essere immagazzinate nelle gallerie rocciose, garantendo un approvvigionamento energetico stabile.
Il Subspace Energy Hub non sta solo studiando la fattibilità tecnica, ma anche la redditività economica dell'utilizzo dell'idrogeno verde come risorsa energetica rinnovabile per ridurre le emissioni di anidride carbonica.
Sfide tecniche dello stoccaggio di idrogeno nelle gallerie rocciose
Non solo le proprietà dell'idrogeno in sé, ma anche le particolari condizioni del sottosuolo pongono requisiti elevati alla costruzione di un impianto di stoccaggio dell'idrogeno: per mantenere il gas volatile al suo posto, è necessaria una struttura a camicia particolarmente stretta.
Tra l'involucro e la roccia circostante deve essere installato un riempimento forzato per garantire una distribuzione uniforme delle sollecitazioni ed evitare così che l'involucro venga danneggiato. È inoltre necessaria una gestione lungimirante dell'acqua per evitare punti di pressione e perdite localizzate. Infine, è necessario effettuare un monitoraggio regolare (structural healt monitoring) per verificare se gli sviluppi effettivi corrispondono ai calcoli originali o se è necessario apportare modifiche.
La Confederazione progetta una Svizzera neutrale dal punto di vista climatico entro il 2050
Anche il governo federale riconosce il potenziale dello stoccaggio di calore sotterraneo. Insieme agli uffici federali competenti, il Consiglio federale sta pianificando di ottimizzare l'uso dello stoccaggio stagionale di calore nel sottosuolo. In questo modo, persegue l'obiettivo di rendere la Svizzera neutrale dal punto di vista climatico entro il 2050 e di ridurre leemissioni di CO2 utilizzando tutte le opzioni disponibili.
Svizzera-STES
SwissSTES (STES è l'acronimo di "seasonal thermal energy storage") sta conducendo ricerche anche nel campo dello stoccaggio dell'idrogeno. Il progetto faro mira a ridurre la dipendenza della Svizzera dai combustibili fossili e ad aprire la strada a una societàneutrale dal punto di vista delle emissioni di CO2. A tal fine, diversi istituti di ricerca svizzeri e partner industriali stanno sviluppando e implementando tecnologie STES come lo stoccaggio dell'idrogeno. Anche Implenia fa parte del gruppo di ricerca SwissSTES.
Stoccaggio a bolle nel lago (BILS)
La questione di come l'idrogeno possa essere immagazzinato in modo sicuro ed efficace non è l'unico ostacolo sulla strada verso una Svizzera neutrale dal punto di vista climatico. I sistemi di stoccaggio dell'energia richiedono infatti spazio, una risorsa che è disponibile solo in misura limitata nelle aree urbane del Paese.
Mentre il Subspace Energy Hub sta cercando una soluzione nei tunnel sotterranei di roccia, SwissSTES, con la partecipazione di Implenia, sta adottando un approccio diverso. Uno degli approcci di SwissSTES si chiama"Bubble in the Lake Storage"(BILS). Si tratta di collocare nei laghi grandi strutture di stoccaggio dell'energia che non sono costituite da materiali rigidi ma da una pelle flessibile - una "bolla nel lago" - che consente di costruire e smontare le strutture di stoccaggio in modo rapido ed economico.
SwissSTES e Implenia stanno attualmente testando questo approccio innovativo nel lago di Ginevra. Se lo stoccaggio a bolle nel lago può essere realizzato tecnicamente ed economicamente, in futuro l'energia rinnovabile potrebbe essere immagazzinata sul fondo dei laghi svizzeri.
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