Storie stimolanti sull’energia dell’idrogeno: la tecnologia dell’idrogeno di Wood

"Mentre i riflettori del settore energetico si concentrano sempre di più sull'idrogeno, è più che mai fondamentale stringere solide partnership che ci consentano di raggiungere obiettivi ambiziosi ed essenziali.

È stato stimolante sentire i progressi compiuti dai nostri partner in questo viaggio nell'ultimo anno. I passi che abbiamo compiuto collettivamente ci stanno avvicinando al raggiungimento di zero netto e vogliamo continuare a costruire questa comunità e lavorare insieme per supportarci a vicenda per raggiungere un obiettivo comune".

Le parole di Fabrizio Fabbri, Vicepresidente esecutivo di EthosEnergy , al termine del secondo evento Our Hydrogen Future ospitato da EthosEnergy a giugno.

Tra le storie stimolanti sull'energia dell'idrogeno, durante l'annuale tavola rotonda abbiamo ascoltato la presentazione di Fabio Ruggeri, Responsabile Process Technologies di Wood a Milano.

Questo post del blog è un'istantanea del discorso di Fabio. Scopri come puoi fare la tua parte nella transizione energetica unendoti a noi in un entusiasmante viaggio nell'idrogeno.

Ma prima di tutto, qual è il curriculum di Wood?

Un esperto globale nella fornitura di tecnologia dell'idrogeno

Dagli anni '60, Wood è stata riconosciuta in tutto il mondo come licenziataria della tecnologia dell'idrogeno e fornitrice di riscaldatori per reforming a vapore. È stata pioniera nella progettazione di reformer di metano a vapore ad alta pressione e ha progettato e costruito oltre 120 impianti a idrogeno.

Wood ha avuto successo nella fornitura modulare e la sua profonda esperienza aziendale nei riscaldatori a fuoco ha visto sviluppare un design specifico per i riscaldatori a reforming a vapore noto come Terrace Wall. Questo ottimizza la produzione di combustibile e vapore e le sue caratteristiche uniche forniscono una serie di vantaggi in termini di prestazioni, flessibilità e affidabilità della produzione di idrogeno.

Wood ha fornito oltre 220 forni di reforming a vapore Terrace Wall in tutto il mondo e i suoi impianti per l'idrogeno vantano un'ampia gamma di capacità produttiva, da 3.000 a 300.000 Nm3/h in un'unica unità ferroviaria.

Più di recente, Wood ha sviluppato un reformer riscaldato a gas (GHR) per unità di piccola scala (fino a 3.000 Nm3/h).

Una panoramica dello spazio dell'idrogeno blu

La tecnologia dell'idrogeno blu consente di produrre idrogeno tramite gas naturale o altre materie prime a base di idrogeno, catturando al contempo l'anidride carbonica come sottoprodotto.

Fabio ci ha illustrato tre diversi tipi di tecnologia dell'idrogeno blu:

1. Reforming del metano tramite vapore (SMR)

Questa è la tecnologia più comune sul mercato oggi. Con calore fornito dalla combustione di una fonte di gas combustibile, utilizza materia prima e reazione a vapore. Richiede un catalizzatore ma non un'unità di separazione dell'aria (ASU).

2. Reforming autotermico (ATR)

Questo è considerato uno dei percorsi più adatti per la produzione di idrogeno a basso tenore di carbonio. Coinvolge materia prima e una reazione all'ossigeno (combustione parziale), con l'ossigeno come mezzo ossidante primario. Di nuovo, è richiesto un catalizzatore, ma a differenza del reforming del metano tramite vapore è richiesta anche un'ASU.

3. Ossidazione parziale (POX)

Ciò comporta la gassificazione di materie prime liquide a temperature molto elevate tramite un processo esotermico. Richiede un ASU ma non un catalizzatore.

Ottenere un maggiore recupero di CO2

Wood ha sviluppato un paio di tecnologie dell'idrogeno blu:

● SMR blu, che è completamente disponibile in commercio ed è più flessibile in termini di produzione di vapore; e

● Blue SMR+, che è ancora più efficiente e comporta minori emissioni di CO2. Ha un GHR integrato che Wood ha sviluppato internamente.

Entrambe le soluzioni utilizzano un sistema integrato di cattura e stoccaggio del carbonio (CCS) pre-combustione. Questo ha un vantaggio rispetto a uno schema post-combustione perché quest'ultimo è ad alta intensità di capitale ed energia e degrada la soluzione di ammina più velocemente.

Quanta CO2 possono catturare le tecnologie all'idrogeno blu di Wood? I risultati sono impressionanti. Le soluzioni di Wood possono ridurre le emissioni di CO2 fino al 95%.

Ma come si confrontano le prestazioni delle due soluzioni di Wood con quelle di altre tecnologie dell'idrogeno blu?

Le opzioni di Wood rispetto ad altre tecnologie dell'idrogeno blu

Fabio ci ha illustrato i risultati di due studi: uno per una tipica unità di produzione di idrogeno da 100.000 Nm3/h e l'altro per una tipica unità da 300.000 Nm3/h.

Gli studi hanno esaminato le prestazioni delle opzioni Blue SMR di Wood rispetto a POX, ATR standard e ATR con GHR integrato (ATR avanzato).

I fattori di confronto includevano:

● Tassi di cattura del carbonio

● CAPEX

● OPEX

● Consumo energetico

● Impronta di carbonio (emissioni nette di CO2, inclusa la generazione di servizi di pubblica utilità)

● Il costo livellato dell'idrogeno

Entrambe le soluzioni di Wood hanno dato risultati favorevoli nel confronto: la Blue SMR+ ha superato tutte le altre tecnologie a idrogeno blu sotto ogni aspetto.

Costi inferiori e impronta di carbonio

Come abbiamo visto in precedenza, ATR richiede un'ASU. Ciò comporta un consumo energetico significativo. Quindi la credibilità di ATR come soluzione a minore impronta di carbonio dipende dalla disponibilità di fonti di energia rinnovabili.

Gli impianti ATR che utilizzano l'energia della rete disponibile avrebbero in genere un'impronta di carbonio maggiore rispetto alle soluzioni a idrogeno blu di Wood.

Inoltre, l'assenza di un'ASU nelle soluzioni di Wood comporta una notevole riduzione del costo totale del progetto, fino al 36% in meno rispetto all'ATR.

Passi avanti significativi

Wood sta facendo passi avanti significativi nello spazio di sviluppo dell'idrogeno per asset di generazione di energia. Le sue tecnologie di idrogeno blu offrono una serie di vantaggi:

1. Uno schema di impianto semplificato

2. Integrazione avanzata di un sistema CCS pre-combustione

3. Aumento dell'efficienza energetica riducendo al minimo il consumo di gas combustibile e la produzione di vapore

4. Riduzione delle emissioni di CO2

5. Maggiore capacità di ridurre l'impatto ambientale grazie alla potenziale applicazione alle ristrutturazioni delle unità

6. Minore consumo energetico rispetto all'ATR, riducendo sia l'OPEX che l'impronta di carbonio

Un percorso alternativo

Fabio ha condiviso con noi anche la notizia di un altro entusiasmante percorso sviluppato da Wood: il suo progetto sul bioidrogeno.

Anche questo si basa sullo steam reforming ed è la risposta di Wood alla necessità di idrogeno da fonti rinnovabili. Crea idrogeno pulito da biofeedstock.

Il bioH2 di Wood è carbon-neutral e può competere con l'elettrolisi dell'acqua. Una campagna di test su scala di laboratorio è stata completata con successo e Wood è attualmente in attesa di feedback sulla sua domanda di brevetto.

Quest'anno Wood è alla ricerca di un'applicazione industriale su piccola scala, da sola o in partnership.