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La transizione energetica passa per l'idrogeno: la sfida della riconversione dei cogeneratori esistenti
La cogenerazione è da anni una delle tecnologie più apprezzate per massimizzare l'efficienza energetica e ridurre le emissioni in numerosi settori. Produrre simultaneamente elettricità e calore permette di raggiungere rendimenti complessivi superiori all'80%, un traguardo che nessun impianto termoelettrico tradizionale riesce a garantire.
Tuttavia, per affrontare le sfide della decarbonizzazione e rispondere agli obiettivi fissati a livello europeo e internazionale, è necessario superare il limite rappresentato dall'impiego di combustibili fossili, primo fra tutti il gas naturale, e puntare su soluzioni più sostenibili come l'idrogeno.
L'idrogeno si distingue per alcune proprietà chimico-fisiche uniche: ha una densità energetica per unità di volume più bassa rispetto al metano, una fiamma più veloce e una maggiore infiammabilità.
Queste caratteristiche richiedono modifiche specifiche ai sistemi di combustione, materiali particolarmente resistenti e l'integrazione di sensori avanzati per garantire sicurezza e affidabilità. Ma la sfida non è solo tecnica: occorre rivedere i protocolli di manutenzione, aggiornare le competenze del personale e adattarsi a un mercato in evoluzione, dove la disponibilità di idrogeno verde non è ancora pienamente consolidata.
Un esempio concreto e pionieristico arriva dalla Germania, dove 2G Energy AG, in collaborazione con l'Ostbayerische Technische
Hochschule (OTH) di Amberg-Weiden, ha realizzato uno dei primi progetti di conversione di un cogeneratore esistente da gas naturale a idrogeno puro.
Questo progetto rappresenta una svolta per il settore, perché dimostra non solo la fattibilità tecnica dell'operazione, ma anche la sua sostenibilità economica e il potenziale di replicabilità su vasta scala.
Il cammino di 2G verso l'idrogeno è iniziato già nel 2019 con l'installazione di un primo cogeneratore a idrogeno ad Haßfurt, sviluppato insieme a Stadtwerk Haßfurt e all'Istituto IfE dell'OTH.
Quel primo impianto ha permesso di approfondire la conoscenza delle peculiarità legate alla combustione dell'idrogeno, alla gestione della miscela aria-combustibile e alla stabilità operativa in condizioni reali. Nel 2022, questo bagaglio tecnico si è trasformato in un nuovo passo avanti con il progetto CH2P, finanziato con circa 2,36 milioni di euro dal Ministero Federale per gli Affari Economici e la Protezione del Clima (BMWK).
Il consorzio, composto da 2G, il Centro di Competenza per la Cogenerazione dell'OTH e altri sette partner tra aziende e istituti di ricerca, si pone l'obiettivo di aumentare la densità di potenza, migliorare l'efficienza, contenere i costi e ridurre le emissioni
dei cogeneratori alimentati a idrogeno.
Nel cuore del progetto CH2P si trova un cogeneratore da 250 kW installato nel 2019 presso l'OTH di Amberg, inizialmente a scopo didattico e di ricerca.
Grazie all'approccio modulare tipico degli impianti 2G, la conversione realizzata nel dicembre 2022 ha potuto concentrarsi sulle componenti più sensibili: camera di combustione, pistoni, iniettori e turbocompressore.
Un aspetto determinante è stato il modo in cui viene gestita la miscela aria-gas: mentre nel funzionamento a gas naturale il combustibile viene miscelato con l'aria prima del turbocompressore, per l'idrogeno si è optato per un'iniezione diretta nel condotto di aspirazione, riducendo il rischio di pre-ignizioni e garantendo una combustione stabile.
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Queste caratteristiche richiedono modifiche specifiche ai sistemi di combustione, materiali particolarmente resistenti e l'integrazione di sensori avanzati per garantire sicurezza e affidabilità. Ma la sfida non è solo tecnica: occorre rivedere i protocolli di manutenzione, aggiornare le competenze del personale e adattarsi a un mercato in evoluzione, dove la disponibilità di idrogeno verde non è ancora pienamente consolidata.
Un esempio concreto e pionieristico arriva dalla Germania, dove 2G Energy AG, in collaborazione con l'Ostbayerische Technische
Hochschule (OTH) di Amberg-Weiden, ha realizzato uno dei primi progetti di conversione di un cogeneratore esistente da gas naturale a idrogeno puro.
Questo progetto rappresenta una svolta per il settore, perché dimostra non solo la fattibilità tecnica dell'operazione, ma anche la sua sostenibilità economica e il potenziale di replicabilità su vasta scala.
Il cammino di 2G verso l'idrogeno è iniziato già nel 2019 con l'installazione di un primo cogeneratore a idrogeno ad Haßfurt, sviluppato insieme a Stadtwerk Haßfurt e all'Istituto IfE dell'OTH.
Quel primo impianto ha permesso di approfondire la conoscenza delle peculiarità legate alla combustione dell'idrogeno, alla gestione della miscela aria-combustibile e alla stabilità operativa in condizioni reali. Nel 2022, questo bagaglio tecnico si è trasformato in un nuovo passo avanti con il progetto CH2P, finanziato con circa 2,36 milioni di euro dal Ministero Federale per gli Affari Economici e la Protezione del Clima (BMWK).
Il consorzio, composto da 2G, il Centro di Competenza per la Cogenerazione dell'OTH e altri sette partner tra aziende e istituti di ricerca, si pone l'obiettivo di aumentare la densità di potenza, migliorare l'efficienza, contenere i costi e ridurre le emissioni
dei cogeneratori alimentati a idrogeno.
Nel cuore del progetto CH2P si trova un cogeneratore da 250 kW installato nel 2019 presso l'OTH di Amberg, inizialmente a scopo didattico e di ricerca.
Grazie all'approccio modulare tipico degli impianti 2G, la conversione realizzata nel dicembre 2022 ha potuto concentrarsi sulle componenti più sensibili: camera di combustione, pistoni, iniettori e turbocompressore.
Un aspetto determinante è stato il modo in cui viene gestita la miscela aria-gas: mentre nel funzionamento a gas naturale il combustibile viene miscelato con l'aria prima del turbocompressore, per l'idrogeno si è optato per un'iniezione diretta nel condotto di aspirazione, riducendo il rischio di pre-ignizioni e garantendo una combustione stabile.
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Fonte: La Termotecnica giugno 2025
Settori: Caldaie e generatori idrogeno, Caldaie e Generatori industriali, Cogenerazione, Combustibili, Efficienza energetica industriale, GAS, Idrogeno, Rinnovabili
Parole chiave: Cogenerazione idrogeno, Idrogeno
