Le fonti rinnovabili quali l’energia eolica e solare hanno un ruolo strategico per i sistemi nazionali di produzione di elettricità nel contesto europeo di riduzione delle emissioni di gas a effetto serra. La natura fluttuante di queste fonti, però, richiede tecnologie efficienti per immagazzinare elettricità nei periodi di eccesso di produzione. Il progetto europeo ECO si prefigge di sviluppare una tecnologia innovativa basata sull’elettrolisi a ossidi solidi (SOE) per convertire l’elettricità dall’energia eolica e solare in metano immagazzinabile.
Le celle SOE (SOEC) producono idrogeno attraverso l’elettrolisi dell’acqua. La co-elettrolisi di vapore (H2O) e anidride carbonica (CO2) produce monossido di carbonio (CO) e idrogeno H2, una miscela nota come gas di sintesi. Questo può essere convertito in vari idrocarburi come lʼe-gas (metano sintetico) attraverso processi catalitici consolidati.
“L’idea generale da cui siamo partiti – afferma Anke Hagen, coordinatrice del progetto – era quella di utilizzare l’elettricità da fonti rinnovabili per produrre gas naturale sintetico, consentendo lo stoccaggio e la distribuzione su larga scala attraverso l’infrastruttura di gas naturale esistente in Europa, che attualmente può ospitare circa il 50% dell’elettricità prodotta da risorse rinnovabili come il metano”.
Sebbene il processo di elettrolisi mostri efficienze di conversione vicine al 100%, permangono sfide in termini di costi e durata. ECO ha migliorato con successo le prestazioni e la durata di SOEC e stack, riducendo anche i costi di investimento e manutenzione.
“Le SOEC sono composte da diversi strati – spiega Hagen – in cui le composizioni e le strutture dei materiali determinano prestazioni e durata. Il progetto ECO è riuscito a fornire versioni di celle migliorate e veramente transeuropee attraverso l’integrazione di componenti sviluppati da diversi partner in una singola cella. L’ECO ha dimostrato in che modo le SOEC riescano a far fronte a condizioni realistiche quali il consumo di elettricità fluttuante senza perdita di durata, sia a livello di cella che a livello di stack, riducendo le emissioni di GES e convertendo in modo efficiente l’elettricità verde in supporti di stoccaggio”.
Impatto economico e ambientale dell’integrazione della tecnologia SOE nelle strutture esistenti
Il progetto ECO ha progettato un impianto SOE e lo ha integrato in tre diversi impianti di emissione di CO2 esistenti: un impianto di produzione di cemento, un impianto di gassificazione della biomassa e un impianto di produzione di biogas.
“L’accesso all’elettricità pulita, e quindi a basso consumo di CO2, e a basso costo – dice Hagen – è fondamentale per la redditività economica di ECO. La quota di energie rinnovabili nel consumo di elettricità influisce sull’impatto ambientale. Tutte e tre i contesti impiantistici di cui sopra beneficiano dell’integrazione applicata, ma è nel cementificio che si raggiungono i maggiori vantaggi ambientali”.
Man mano che i mix di reti in Europa diventeranno ‘più puliti’, la soluzione ECO offrirà vantaggi ancora maggiori.
Il team che ha lavorato a ECO ha inoltre istituito strumenti di valutazione dei benefici per eventuali condizioni locali specifiche. Il miglioramento della tecnologia SOEC di ECO potrebbe essere determinante per il futuro stoccaggio dell’energia rinnovabile, aiutando l’UE a raggiungere i suoi obiettivi di riduzione delle emissioni di GES, garantendo al contempo una fornitura stabile e affidabile di energia per i suoi cittadini.
