L’idrogeno verde potrebbe ricoprire un ruolo di primo piano per il raggiungimento della neutralità climatica al 2050, come prevede l’Hydrogen Strategy for a Climate-neutral Europe lanciata dalla Commissione Europea l’8 luglio 2020; a dare concreta attuazione alla strategia UE sarà la European Clean Hydrogen Alliance che riunirà al suo interno industria, ricerca, istituzioni pubbliche e società civile.

Gli obiettivi posti dalla strategia potranno essere raggiunti anche grazie ad una maggiore sinergia tra il settore della ricerca e la filiera industriale: sarà necessario supportare lo sviluppo delle diverse tecnologie che rappresentano l’intera catena del valore dell’idrogeno (produzione logistica e trasporto, usi finali) anche attraverso la realizzazione di dimostratori su scala significativa che possano fungere da incubatori di tecnologie, prodotti e servizi.

L’Italia può giocare un ruolo fondamentale in questa partita, contando su una filiera industriale e centri di ricerca di rilevanza internazionale: l’industria italiana è pronta a raccogliere la sfida, a raccordarsi secondo un modello di filiera, ad aumentare i livelli occupazionali e a creare prodotti e indotto, facendo leva sul proprio estro creativo e leadership tecnologica in molti settori manifatturieri, che ben si prestano a convertirsi ad una economia dell’idrogeno.

Ed è in questo contesto che nasce il progetto per la realizzazione della prima Hydrogen demo Valley Italiana: sorgerà presso il Centro Ricerche ENEA della Casaccia, alle porte di Roma. Una piccola cittadella con infrastrutture hi-tech per la ricerca, l’innovazione e la sperimentazione delle diverse tecnologie di produzione, accumulo, distribuzione e utilizzo dell’idrogeno - puro o in miscela con il gas naturale - per applicazioni nei settori energia, industria, residenziale e mobilità.

L’Hydrogen demo Valley si pone l’obiettivo principale di dimostrare, su scala rilevante, l’integrazione delle diverse tecnologie dell’idrogeno, attraverso la definizione di un “ecosistema” in cui la domanda e l’offerta di idrogeno si possono incontrare. L’HdV vedrà la collaborazione con numerose industrie nazionali alle quali verrà offerta l’opportunità di fare innovazione e validare i propri processi, sistemi e prodotti, in un ambiente dedicato e con il supporto di personale qualificato.

Il Centro di Ricerca Casaccia è il più grande ed esteso complesso di laboratori ed infrastrutture di ricerca dell’ENEA e si sviluppa su più di 100 ettari di superficie, possiede una comunità di ricercatori e tecnici numericamente significativa (circa 1.000) che si dedica alla sperimentazione e validazione di nuove tecnologie, componenti e sistemi che ricadono nei temi della decarbonizzazione, delle fonti rinnovabili, dell’efficienza energetica, dell’economica circolare. Inoltre, il Centro della Casaccia può mettere a disposizione del progetto una rete del gas naturale per l’accumulo, il trasporto e la distribuzione dell’idrogeno prodotto.

L’HdV Casaccia è un progetto tutto italiano di durata triennale, finanziato con circa 14 Mln euro dal Ministero della Transizione Ecologica nell’ambito di Mission Innovation, un’iniziativa mondiale che vede il coinvolgimento di 24 paesi più la Commissione Europea (in rappresentanza dell’Europa) e che mira ad accelerare l'innovazione tecnologica per il raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione. Nell'ambito di tale iniziativa i paesi partecipanti si sono impegnati a raddoppiare gli investimenti nella ricerca e sviluppo in tecnologie per l’energia pulita, incoraggiando al contempo maggiori livelli di investimento del settore privato.

I primi due anni del progetto, iniziati a maggio 2021, saranno dedicati alle fasi di progettazione e realizzazione dell’intera infrastruttura di base (principalmente sistemi per la produzione di idrogeno e pipelines per il suo trasporto e distribuzione); nel terzo anno si avvieranno le attività di sperimentazione.

Cosa esattamente nascerà presso la HdV?

Saranno sperimentate tecnologie per la produzione di idrogeno attraverso processi noti e maturi, come l’elettrolisi alimentata da fonte rinnovabile, ma anche con approcci innovativi che partono ad esempio dallo smaltimento dei rifiuti (biomasse residuali), o dal recupero di sottoprodotti industriali e dal calore rinnovabile ad alta temperatura ottenuto da impianti solari a concentrazione.

L’idrogeno prodotto verrà trasportato e distribuito, puro e in miscela con il gas naturale; un tratto della rete interna di distribuzione del gas naturale (circa 1 km) sarò dedicato alle attività di ricerca, sperimentazione e caratterizzazione di sistemi che producono ed utilizzano idrogeno, anche mediante l’immissione nella rete stessa di % vol. di idrogeno. Attraverso l’uso della rete del gas si dimostrerà così anche il ruolo che l’idrogeno può svolgere come connessione tra rete elettrica e rete gas e di bilanciamento della rete elettrica nel caso di sovrapproduzione di RES (l’energia rinnovabile in eccesso viene convertita in idrogeno che può essere trasformato in metano o immesso tal quale nella rete del gas naturale, in percentuali da definire). Verrà anche realizzato un idrogenodotto dedicato al trasporto di idrogeno puro.

Saranno quindi sperimentati, caratterizzati e validati componenti e sistemi dell’intera filiera dell’idrogeno: saranno condotte prove di fuel e load flexibility su turbine a gas per la valutazione del comportamento delle macchine in condizioni di miscele gas naturale/idrogeno e di carico variabili; verrà realizzata una stazione di rifornimento per l’alimentazione di veicoli FCEV (auto o minibus) per la movimentazione delle merci, bus e automobili, in uso all’interno del centro ricerche ENEA; saranno installate caldaie per il riscaldamento degli edifici – alimentate con miscele gas naturale/idrogeno – e sistemi di cogenerazione a fuel cell.

Un esempio di best-practice che ci auguriamo possa essere replicato in realtà analoghe e/o similari, quali: siti produttivi e distretti industriali, aree dismesse, comunità energetiche isolate (isole e/o comunità montane).