Gli scienziati del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) hanno sviluppato un progetto per produrre idrogeno “verde” in alto mare. Secondo i ricercatori, il costo unitario per ottenere H2 sarà inversamente proporzionale alla potenza delle turbine eoliche che alimenteranno l’impianto di elettrolisi.
Il complesso di produzione dell’idrogeno sarà costituito da una turbina eolica offshore e da una piattaforma di elettrolisi da 500 megawatt (MW) ad essa collegata, che sarà in grado di produrre fino a 50.000 tonnellate di idrogeno verde all’anno. L’acqua di mare sarà desalinizzata utilizzando l’energia termica residua dell’elettrolizzatore e utilizzata per produrre idrogeno gassoso, che sarà purificato, “essiccato” e compresso a 500 bar (500 volte la pressione atmosferica) “in uscita”, e quindi pompato alla nave, che può trasportare fino a 400 tonnellate di idrogeno.
Il progetto prevede l’uso di una cella a membrana a scambio protonico (PEM), che utilizza un elettrolita polimerico solido per produrre idrogeno. Secondo gli esperti della Global Energy Association, nel 2021 questo tipo di impianti rappresentava il 25% della capacità globale di tutti gli elettrolizzatori, mentre il 69% erano elettrolizzatori alcalini che utilizzavano una soluzione di elettrolita liquido e il 6% erano tutti gli altri tipi di impianti, tra cui elettrolizzatori a ossido solido che utilizzano energia termica ed elettrica per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno a temperature superiori a 1.000 gradi Celsius.
Secondo i calcoli di ISE, un impianto da 500 MW richiederebbe una turbina eolica da 602 MW: con questa combinazione, l’impianto di elettrolisi potrebbe funzionare per 5.000 ore all’anno e il costo di produzione dell’idrogeno sarebbe di 5,92 euro al kg (6,53 dollari al kg). A sua volta, con una potenza dell’aerogeneratore di 490 MW, il carico delle celle sarà di 4.225 ore all’anno e il costo unitario di H2 sarà di 6,37 euro al kg. ($ 7,04 al kg). Questi valori rientrano ampiamente nel limite superiore dei costi comuni dell’industria: l’Oxford Institute for Energy Research stima che il costo unitario dell’idrogeno verde sia compreso tra 3,3 e 6,5 dollari al kg, a seconda del tipo di cella e del prezzo dell’elettricità pulita.
Tuttavia, la produzione offshore può facilitare la monetizzazione dei progetti eolici offshore, che sono relativamente ad alta intensità di capitale. Se l’ingresso di 1 MW di capacità delle turbine eoliche onshore nell’UE costa in media 1.590 dollari, per le turbine eoliche offshore questa cifra è di 3.040 dollari per MW. Pertanto, l’introduzione di impianti di elettrolisi offshore può aiutare i produttori di energia eolica a “recuperare” i costi di capitale.
