Piattaforma per acqua, gas e calore
Come si può decarbonizzare l'approvvigionamento energetico delle fabbriche senza compromettere la competitività delle operazioni? Esiste già un gran numero di tecnologie individuali e di concetti di approvvigionamento e stoccaggio dell'energia, ma spesso mancano la fattibilità economica o le competenze per una pianificazione concreta e un funzionamento reale. La nuova centrale a H2 dell'Istituto Fraunhofer per le macchine utensili e la tecnologia di formatura (IWU) mira a colmare questa lacuna. L'IWU spera di utilizzarla per raccogliere esperienze pratiche che potrebbero in seguito essere utili per le piccole e medie imprese.
La centrale, completata di recente, è grande all'incirca come una tettoia per due veicoli ed è destinata a dimostrare l'idoneità pratica dell'idrogeno come tecnologia di accumulo decentralizzata in diversi progetti di ricerca e a costruire preziose conoscenze pratiche, soprattutto per le piccole e medie imprese. La centrale a H2 sarà utilizzata anche nei sottoprogetti di H2Mare (progetti guida sull'idrogeno: H2Mare: Offshore Technologies), uno dei tre progetti faro tedeschi sull'idrogeno, per convalidare modelli e simulazioni. Ci si aspetta che Kraftwerk fornisca risultati preziosi per la progettazione di sistemi di approvvigionamento energetico basati sull'idrogeno.
Il team del Fraunhofer IWU vede la centrale H2 come un'opportunità per acquisire conoscenze direttamente applicabili da una configurazione di test reale e rilevante per il settore. Mark Richter, responsabile della Business Unit Climate Neutral Factory Operation: «Stiamo studiando e rispondendo a domande molto specifiche per fornire il miglior supporto possibile, soprattutto alle medie imprese: per l'utilizzo di sistemi energetici basati sull'idrogeno per l'approvvigionamento energetico decentralizzato; per la pianificazione, la progettazione e l'integrazione di tali sistemi nelle fabbriche esistenti, per una gestione energetica complessiva ottimale e, in questo contesto, anche per la valutazione del ciclo di vita delle aziende».
Presso il Fraunhofer IWU, la centrale elettrica H2 deve essere integrata nell'approvvigionamento energetico della fabbrica di ricerca. L'idrogeno funge da accumulatore di energia: l'impianto fotovoltaico dell'istituto fornisce energia che l'elettrolizzatore della centrale H2 utilizza per generare idrogeno. A questo scopo, l'acqua viene trattata in un impianto speciale e poi immagazzinata in un serbatoio. L'idrogeno prodotto viene compresso da un compressore fino a 300 bar e immagazzinato in fasci di bombole. Se la fabbrica di ricerca ha bisogno di elettricità nei periodi in cui il sole non splende, l'idrogeno immagazzinato viene convertito in elettricità nel sistema di celle a combustibile. Per utilizzare il calore residuo generato dalla cella a combustibile si utilizza uno scambiatore di calore. L'energia elettrica prodotta dalla cella a combustibile e non consumata immediatamente può essere immagazzinata, se necessario, in una batteria supplementare. Tutti questi componenti sono alloggiati in una struttura compatta dietro lo stabilimento di ricerca.
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