L’elettrolisi – in ottemperanza alla tassonomia oggi esistente - è la sola modalità che consente di ottenere idrogeno verde o cosiddetto RFNBO (Renewable Fuels of non biological origin): un elettrolizzatore, alimentato da energia rinnovabile, rompe le molecole d’acqua separando l’ossigeno dall’idrogeno. Il processo di reforming invece “estrae” l’idrogeno, di solito dal metano, liberando significative quantità di anidride carbonica, e porta al cosiddetto “idrogeno grigio”. Se durante questo processo la CO₂ viene catturata e stoccata, si ottiene l’“idrogeno blu” che comporta comunque una dispersione in atmosfera di anidride carbonica.

L’unico totalmente decarbonizzato è perciò l’idrogeno verde: usa come materia prima l’acqua, è alimentato da energia 100% green e, bruciando per produrre energia, libera solo vapore acqueo. La temperatura alla quale si svolge la sua combustione ne permette l’uso anche nei processi industriali ad alta temperatura.

Vantaggi

Tra i vantaggi dell’idrogeno verde si annoverano:

• Zero emissioni di carbonio. Considerato un combustibile pulito, l'idrogeno verde non rilascia anidride carbonica durante la sua produzione e il suo utilizzo, aiutando a ridurre drasticamente l'inquinamento atmosferico.
• Alternativa sostenibile ai combustibili fossili. L'implementazione dell'idrogeno verde diminuisce l'impatto ambientale legato all'estrazione e all'impiego dei combustibili fossili per la generazione di energia.
• Elevata efficienza e densità energetica. L'idrogeno vanta la più alta densità energetica tra i combustibili. Infatti, 1 kg di idrogeno possiede un contenuto energetico equivalente a quello di 2,4 kg di metano o 2,8 kg di benzina.
• Versatilità e adattabilità. L'idrogeno verde trova applicazione in numerosi settori, tra cui i trasporti, l'industria e il riscaldamento. Le tecnologie per la sua produzione soddisfano le esigenze energetiche di grandi infrastrutture industriali.
• Green economy. Adottare l’idrogeno verde può aprire la strada a nuove opportunità economiche, creando nuovi posti di lavoro nel settore delle energie rinnovabili e delle tecnologie a basse emissioni di carbonio. Negli ultimi anni, sono stati avviati numerosi progetti di ricerca sull'idrogeno verde in ambiti strategici dell'economia sostenibile.

Il coraggio di ripensare il processo produttivo 

Al di là di queste condizioni generali, la singola azienda che decide di intraprendere questo percorso sarà chiamata a ripensare i propri processi produttivi perché, oltre a cercare risparmio energetico e sostenibilità ambientale, deve preservare la competitività e la qualità del prodotto. Ad esempio, nella produzione di acciaio sono necessari importanti adeguamenti tecnologici a causa delle caratteristiche di combustione dell’idrogeno, molto diverse da quelle del gas naturale. 

La fiamma nella combustione dell’idrogeno ha una velocità quasi 5 volte superiore a quella del gas naturale e una temperatura più elevata, caratteristiche che impongono, ad esempio, una valutazione attenta dei materiali utilizzati nella costruzione dei bruciatori e nel tipo di bruciatore impiegato. L'aumento della temperatura della fiamma, infatti, richiede che l'acciaio utilizzato all’interno dei bruciatori sia migliorato con una lega o un acciaio inossidabile di grado superiore per resistere a temperature elevate e non andare incontro a infragilimento.

Inoltre, l’intero processo produttivo deve cambiare: si parla di quello che in gergo viene chiamato Direct Reduced Iron (DRI), ossia la riduzione diretta del ferro, processo in cui l’idrogeno reagisce direttamente con i minerali ferrosi per produrre ferro e acqua all’interno di un forno a temperature relativamente basse (circa 1000°C). Il ferro ridotto viene poi ulteriormente trasformato grazie a un forno elettrico in acciaio liquido. 

Si tratta di aspetti sfidanti che implicano l’uso di tecnologie innovative: l’evoluzione tecnologica è fondamentale per la decarbonizzazione, perché è proprio la trasformazione delle macchine che può abilitare la trasformazione del processo produttivo. Questa sfida può essere vinta mettendo in campo una dose di intraprendenza e una visione aperta al futuro.

Questa sfida può essere vinta mettendo in campo intraprendenza e una visione aperta al futuro. Ed è proprio con una visione prospettica che Iris Ceramica Group ha avviato l’H2 Factory™, un progetto per utilizzare idrogeno verde prodotto in situ nel nuovo stabilimento produttivo di Castellarano (RE), presso il quale avviene la produzione di grandi lastre in ceramica tecnica 4D – dove la quarta dimensione è quella della sostenibilità –, ovvero ampie superfici in ceramica tecnica a tutta massa con spessori di 12 e 20 mm, destinate in particolar modo al settore dell’arredamento di lusso.

Questo progetto basato sull’impiego di idrogeno verde dà concretezza a una nuova cultura industriale che vede nella transizione energetica un’importante occasione di cambiamento per un futuro più sostenibile.

Questo progetto si compone di due fasi: la prima, durata un anno e mezzo e già conclusa, ha visto Iris Ceramica Group impegnata nello studio di fattibilità e nella realizzazione del sito H2 Factory™ sviluppato con i più elevati standard progettuali, idonei a ospitare l’impianto di produzione di idrogeno verde. L’impiego di questa fonte energetica nel processo produttivo infatti, prevede accorgimenti speciali, non solo in termini di impiantistica - come il forno ingegnerizzato per essere alimentato con un blend di idrogeno e gas naturale - ma anche in termini di opere cantieristiche strategiche, come le vasche di raccolta dell’acqua piovana, aree ad hoc di produzione e stoccaggio dell’idrogeno e tutta l’infrastruttura per la distribuzione dell’idrogeno all’interno dello stabilimento. Sono stati inoltre installati 2 impianti fotovoltaici di potenza complessiva pari a 3,8 MWp per generare l’energia rinnovabile a supporto dell’impianto.

La seconda fase, avviata lo scorso anno insieme a Edison Next prevede la realizzazione dell’impianto di produzione di idrogeno green tramite un elettrolizzatore di capacità di elettrolisi pari a 1MW, alimentato da energia rinnovabile. Anche la ‘materia prima’ è locale: l’acqua utilizzata nel processo di elettrolisi sarà acqua piovana raccolta dal sistema di vasche già realizzate, favorendo così una gestione virtuosa di questa preziosa risorsa, improntata sui principi dell’economia circolare.

La produzione attesa dell’impianto ammonta a circa 132 tonnellate di idrogeno verde l’anno che sostituiranno circa 500.000 metri cubi di gas metano, consentendo di evitare l’emissione in atmosfera di circa 900 tonnellate all’anno di CO2*. 

L’idrogeno verde così prodotto sarà utilizzato in blending fino al 50% con gas naturale per alimentare un forno ad alto valore tecnologico. Ed è già allo studio un nuovo forno che funzionerà al 100% a idrogeno verde.