Come l’eolico offshore-per-idrogeno potrebbe aiutare a soddisfare la domanda europea di energia pulita
Eolico offshore-per-idrogeno e domanda di energia pulita in Europa.
L’idrogeno viene salutato come, se non una panacea, almeno un componente cruciale per decarbonizzare le fonti energetiche mondiali. E non è difficile capire perché: quando viene bruciato, l’idrogeno non produce emissioni di gas serra. Tuttavia, la transizione verso un’economia dell’idrogeno rinnovabile deve prima superare una non insignificante lista di sfide.
Chiamato idrogeno verde, prodotto mediante elettrolisi dell’acqua utilizzando energia rinnovabile, rappresenta attualmente solo circa l’1% della produzione globale. È anche circa tre volte più costoso del suo controparte grigio, prodotto da fonti di combustibili fossili.
Uno dei principali elementi del puzzle per la scalabilità dell’idrogeno verde è l’accesso a vaste quantità di energia rinnovabile e acqua. Ecco che entra in gioco l’idrogeno marino completamente offshore, in cui le turbine eoliche galleggianti ad alta capacità sono collegate agli elettrolizzatori che utilizzano acqua di mare.
“Ciò che è complesso e costoso nel dispiegare un sito offshore [di un parco eolico] è in realtà la conversione dell’energia in mare e il suo trasporto attraverso un cavo fino alla terraferma”, afferma Stéphane Le Berre, responsabile del progetto offshore presso il produttore di idrogeno rinnovabile Lhyfe, aggiungendo che per gli ultimi progetti su larga scala, questa parte da sola ammonta a miliardi di euro.
“Una soluzione per i sviluppatori di parchi eolici offshore per evitare la necessità di costose sottostazioni elettriche e cavi è sostituirli con una centrale di produzione di idrogeno, che converte l’elettricità in idrogeno”, afferma Le Berre. L’idrogeno può quindi essere trasportato attraverso un gasdotto – già abbondante nel Mare del Nord, grazie all’industria petrolifera e del gas.
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Obiettivo: lo status di unicorno verde (dell’idrogeno)
Fondata nel 2017 da Matthieu Guesné con sei persone, oggi Lhyfe, con sede a Nantes, impiega 200 persone ed è presente in 16 paesi. Ha attirato circa 80 milioni di euro di finanziamenti e afferma che la sua missione è diventare un “unicorno verde”. Piuttosto che misurare il suo status in base alla valutazione, spera di raggiungere un miliardo di tonnellate di emissioni di CO2 evitate. Il sito di Lhyfe a terra a Bouin, in funzione dall’H2 2021, produce attualmente 300 kg di idrogeno verde al giorno. Un chilogrammo di idrogeno equivale energeticamente a un gallone (3,78 litri) di benzina, che produce poco più di 9 kg di CO2 quando bruciato.
Il fatto che Lhyfe sia diventata una produttrice di idrogeno è quasi un effetto collaterale. Infatti, è nata in parte dalla motivazione di affrontare un altro aspetto del riscaldamento globale: il depauperamento di ossigeno degli oceani.
Quando si produce un chilogrammo di idrogeno mediante elettrolisi, si rilasciano anche otto chilogrammi di ossigeno come sottoprodotto. Lhyfe ha l’intenzione di riversarlo nuovamente in mare, per contribuire potenzialmente a ripristinare l’equilibrio degli ecosistemi marini perturbati dai cambiamenti climatici.
“Quando abbiamo avviato Lhyfe, volevamo produrre idrogeno offshore in modo da avere una redditività economica per portare ossigeno nell’oceano”, dice Le Berre.
Primo pilota di produzione di idrogeno offshore
A settembre dello scorso anno, Lhyfe ha inaugurato il primo sito pilota al mondo per la produzione di idrogeno rinnovabile offshore. A giugno, l’azienda ha annunciato che il progetto dimostrativo da 1 MW, chiamato Sealhyfe, aveva prodotto i primi chilogrammi di idrogeno verde. (L’azienda cinese di proprietà statale Donfang Electric potrebbe aver battuto Lhyfe nella produzione effettiva di qualche settimana.)
Sealhyfe si trova a circa 20 km al largo della costa di Le Croisic, in Francia. Oggi produce mezza tonnellata di idrogeno al giorno. È collegato al SEM-REV powerhub, il primo parco eolico galleggiante europeo e sito per test offshore multitecnologici.
SEM-REV ha un hub sottomarino, che è come un blocco gigante con quattro prese. Una di esse viene utilizzata per collegare la turbina eolica SEM-REV, e un’altra il cavo che collega il sito alla rete a terra. Ciò lascia due prese molto ambite disponibili per progetti dimostrativi, una delle quali consente ora alla piattaforma Sealhyfe di prelevare elettricità direttamente dalla turbina eolica.
L’elettrolizzatore di Sealhyfe si trova su una piattaforma galleggiante, progettata per stabilizzare l’unità di produzione in mare, e utilizza acqua desalinizzata per l’elettrolisi. Un chilogrammo di idrogeno verde richiede nove litri di acqua, e con la prevista significativa scarsità di acqua potabile nei prossimi decenni, questo è uno dei principali argomenti per localizzare i siti di produzione vicino al mare o su di esso.
Lhyfe ha tempo fino a maggio dell’anno prossimo prima di doversi scollegare dall’hub SEM-REV. Fino ad allora, spera di dimostrare non solo che la tecnologia funziona, ma che può resistere anche alle dure condizioni dell’Oceano Atlantico in inverno.
Hydrogen HOPE
Lezioni da Sealhyfe informeranno i futuri progetti offshore. Questo include l’enorme progetto HOPE da 10MW, coordinato da Lhyfe insieme ad altri otto partner. Il programma europeo Clean HydrogenPartnership ha selezionato il progetto per una sovvenzione di €20 milioni.
HOPE produrrà fino a quattro tonnellate di idrogeno verde al giorno. L’intenzione è di farlo funzionare al largo della costa del Belgio nel 2026. Entro il 2030, Lhyfe prevede di moltiplicare diversi progetti da 10MW per una capacità totale di 100MW.
In Europa, diversi altri progetti di produzione di idrogeno da energia eolica offshore stanno prendendo forma. Uno di questi è H2Mare, gestito da un gruppo di partner industriali e accademici guidati da Siemens Energy e Siemens Gamesa, la divisione di turbine eoliche del gigante energetico.
“I siti offshore potrebbero consentire a regioni densamente popolate come l’Europa e il Giappone di generare almeno parte del loro idrogeno vicino ai centri di domanda costiera, riducendo così i costi di trasporto”, afferma Mathias Mueller, coordinatore del progetto H2Mare e responsabile del programma per l’idrogeno offshore presso Siemens Energy. “Inoltre, le velocità del vento sono generalmente più elevate e costanti in mare, consentendo una produzione costantemente maggiore”.
Siemens ha investito €120 milioni nel progetto, che non installerà un sistema offshore su larga scala, ma piuttosto una piattaforma di test su una chiatta in mare aperto, insieme a un impianto di test a terra del sistema di elettrolisi. Cercherà di dimostrare la sostenibilità finanziaria e la migliore configurazione per la produzione di idrogeno da energia eolica offshore.
Saggio di non rimanere indietro sulle batterie, l’Europa non dorme neanche sull’idrogeno
Il Ministero Federale dell’Istruzione e della Ricerca tedesco ha scelto H2Mare come uno dei tre progetti di punta sull’idrogeno che riceveranno un totale di €700 milioni. Come parte dei piani della Germania di generare 30MW di energia eolica offshore nel 2030, il governo ha riservato un’area nel Mare del Nord per la produzione di idrogeno verde con una capacità fino a 1GW.
Tuttavia, l’industria non è soddisfatta delle ambizioni. A maggio, un gruppo composto da BP, Siemens Gamesa, RWE e Lhyfe ha firmato un appello al governo tedesco, chiedendo di aggiungere l’obiettivo di altri 10GW di produzione di idrogeno offshore entro il 2035 alla strategia nazionale e al piano di sviluppo delle aree.
Anche il governo olandese sta spingendo sull’agenda dell’idrogeno offshore. A marzo di quest’anno, ha designato un’area situata a nord del paese, vicino alle isole Wadden, per un progetto di produzione di idrogeno da energia eolica da 500MW. Come primo passo, svilupperà un progetto pilota più piccolo con una capacità di elettrolisi compresa tra 50MW e 100MW.
“Penso che l’Europa sia stata abbastanza intelligente da scommettere sull’idrogeno e supportarlo abbastanza presto. Perché hanno imparato da ciò che è successo con le batterie in Cina, e naturalmente tutto ciò che l’Europa ha cercato di fare con le batterie era in ritardo rispetto alla Cina”, afferma Le Berre. “Ora, l’Europa ha messo in atto le cose in modo che siamo puntuali e possiamo competere in modo efficiente, economico e tecnologico rispetto alla Cina”.
Con RePowerEU, la Commissione Europea si è posta l’obiettivo di produrre 10 milioni di tonnellate di idrogeno verde entro il 2030 e prevede che l’idrogeno – domestico e importato – possa rappresentare il 14% del suo mix energetico entro il 2050.
Per sostenere questo obiettivo, intende mobilitare €372 miliardi attraverso il programma InvestEU entro il 2027. Per le startup europee che costruiscono elettrolizzatori o creano domanda sviluppando aerei e automobili a idrogeno, questo tipo di supporto industriale potrebbe spingerle in alto – e noi verso un futuro più pulito.
