Uso di celle a combustibile a idrogeno stazionarie per sostenere la transizione energetica
Il crescente utilizzo di energia fotovoltaica ed eolica in futuro, che dipende dall'ora del giorno e dalle condizioni meteorologiche, pone dei rischi per la rete elettrica svizzera. Una soluzione è l'uso dell'idrogeno come mezzo di accumulo dell'energia, che può essere utilizzato per la generazione ecologica di elettricità e calore negli edifici. Come componente integrale del sistema nell'edificio, la cella a combustibile a idrogeno stazionaria offre un'ampia gamma di vantaggi innovativi per tutte le parti interessate.
L’energia idroelettrica, fotovoltaica ed eolica sono i pilastri di un’infrastruttura energetica rinnovabile ed ecologicamente sostenibile in Svizzera. Tuttavia, la maggiore integrazione dell’energia solare ed eolica nella rete elettrica comporta alcuni rischi, in quanto queste fonti energetiche sono di natura volatile e quindi rappresentano una potenziale minaccia per l’equilibrio della rete.
L’uso dell’idrogeno offre un modo per compensare tali fluttuazioni energetiche. L’energia solare ed eolica in eccesso e imprevedibile non viene immessa direttamente nella rete, ma utilizzata per produrre idrogeno mediante elettrolisi. Nei periodi di carenza energetica, ad esempio a causa dell’assenza di vento e del tempo molto nuvoloso in inverno, l’idrogeno immagazzinato può essere utilizzato come fonte di energia.
Dal 2020, il Gruppo Hälg lavora sul tema delle “celle a combustibile a idrogeno stazionarie negli edifici”. In questo contesto, è stato costituito un team di progetto composto da tre aziende partner: Osterwalder AG di San Gallo è responsabile della produzione di idrogeno verde attraverso l’energia idroelettrica e del suo trasporto, H2Energy agisce come partner tecnologico e produttivo nel campo delle celle a combustibile, mentre il Gruppo Hälg, in qualità di fornitore di tecnologia edilizia integrale e di sistemi energetici, è responsabile della pianificazione, dell’implementazione e del supporto dell’intero edificio tecnologico. La visione di questo team di progetto è quella di creare reti energetiche ideali, in cui l’idrogeno ecologico come mezzo di stoccaggio dell’energia colmi le lacune lasciate da altre energie rinnovabili.
Celle a combustibile a idrogeno stazionarie: un approccio promettente per un’economia energetica verde
La base del sistema di celle a combustibile a idrogeno esiste da quasi due secoli. L’aumento dell’uso dell’idrogeno come mezzo energetico e sostituto delle fonti energetiche fossili ha portato a un ulteriore sviluppo significativo della tecnologia delle celle a combustibile nel recente passato. Il metodo di produzione dell’idrogeno è essenziale per la compatibilità ecologica di questo processo. Il cosiddetto idrogeno “grigio” viene prodotto dalla decomposizione dei combustibili fossili. L’idrogeno “verde”, invece, viene prodotto tramite elettrolisi dell’acqua, utilizzando fonti energetiche ecologiche come l’energia idroelettrica, l’energia solare e l’energia eolica.
Utilizzando solo idrogeno “verde” nell’ecosistema del gruppo di progetto, la cella a combustibile stazionaria genera elettricità e calore in modo ecologico. L’idrogeno e l’ossigeno vengono combinati nella cella a combustibile. Applicando una tensione elettrica tra un anodo e un catodo, i due elementi reagiscono e si combinano per formare vapore acqueo. Nel corso di questo processo, vengono generati anche energia elettrica e calore, che possono essere utilizzati direttamente per alimentare edifici e aree. L’acqua prodotta nel processo viene riutilizzata.
La cella a combustibile a idrogeno si caratterizza per la sua ecologicità, proprio perché non vengono prodotte o rilasciate emissioni inquinanti nel corso della reazione chimica. Solo il vapore acqueo puro, a bassa energia e innocuo fuoriesce come ‘gas di scarico’. Di conseguenza, il funzionamento della cella a combustibile a idrogeno è considerato completamente privo di emissioni.
Vantaggi della soluzione tecnologica dell’edificio con celle a combustibile a idrogeno
- Massimizza il valore dell’immobile e ne aumenta l’attrattiva
- Migliora la reputazione del proprietario della struttura e fa una dichiarazione responsabile e progressiva sulla protezione ambientale, il cambiamento climatico e la trasformazione verde.
- Alimentazione di emergenza nell’edificio: è possibile l’autosufficienza parziale o totale
- Riduzione dei costi di alimentazione e di connessione
- Bassi costi di manutenzione grazie alle parti non mobili
- Design modulare: da 80 kWel / 78 kWth, scalabile in base alle esigenze.
- Riduzione della domanda di energia elettrica invernale, del carico di rete e dei vuoti di energia elettrica invernali
- Assistenza alla decarbonizzazione, alla tutela dell’ambiente e alla riduzione dei gas serra
- Peak shaving della rete elettrica
Rete energetica ideale
È importante che i produttori e i consumatori di energia abbiano accesso a un’ampia gamma di tecnologie ecologiche. Oltre alle celle a combustibile a idrogeno, queste includono le pompe di calore, i refrigeratori, il solare termico, l’energia eolica e il fotovoltaico, nonché l’accumulo a batteria a breve termine e i veicoli elettrici bidirezionali. Ulteriori informazioni su https://haelg.ch/stationaere-wasserstoff-brennstoffzelle/