Sicurezza negli impianti di produzione di idrogeno mediante elettrolisi

Crisi energetica 2022 e transizione energetica in Italia

La crisi energetica del 2022 ha messo in evidenza l'urgente necessità di una transizione verso fonti energetiche sostenibili e a basse emissioni. In questo contesto, l'idrogeno svolge un ruolo chiave come alternativa pulita ed efficiente dal punto di vista energetico. L'idrogeno, nella sua forma di molecola H₂, offre la possibilità di produrre energia senza emissione di anidride carbonica. Tuttavia, la sua produzione richiede energia e presenta costi associati.

L'importanza dell'idrogeno nella transizione energetica

Quando si parla di "idrogeno" nel contesto energetico, si fa riferimento alla molecola di idrogeno H₂. Questa molecola è presente allo stato gassoso in condizioni ambientali ed è poco diffusa in atmosfera. Tuttavia, l'importanza dell'idrogeno risiede nella sua capacità di produrre energia in modo pulito senza emettere anidride carbonica. Sebbene la molecola di idrogeno non sia abbondante in natura, può essere prodotta utilizzando diverse fonti di energia, come l'elettrolisi dell'acqua. È importante valutare il bilancio tra le emissioni di CO₂ associate alla produzione dell'idrogeno e i costi complessivi per la sua generazione, trasporto e stoccaggio al fine di valutare l'efficacia dell'idrogeno come forma di energia alternativa.

L'utilizzo dell'idrogeno come fonte energetica alternativa offre numerosi vantaggi. Innanzitutto, l'idrogeno è un combustibile pulito che produce solo acqua come prodotto di scarto durante la sua combustione. Ciò significa che l'idrogeno può contribuire significativamente alla riduzione delle emissioni di gas serra e all'abbattimento dell'inquinamento atmosferico.

Inoltre, l'idrogeno è un'opzione versatile e può essere utilizzato in diversi settori, come il trasporto, l'industria e la produzione di energia elettrica. Nei veicoli a idrogeno, ad esempio, l'idrogeno può essere utilizzato per alimentare celle a combustibile, che generano elettricità senza produrre emissioni nocive. Questa tecnologia offre un'alternativa pulita e sostenibile ai veicoli a combustione interna

Stato normativo

Ad oggi non esistono norme cogenti, se non il decreto 23 ottobre 2023 relativa a “Regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione ed esercizio degli impianti di distribuzione di idrogeno per autotrazione”, che poco si allinea alla produzione di idrogeno.

È in bozza ed in corso di approvazione il decreto “NORMA TECNICA DI PREVENZIONE INCENDI PER L’INDIVIDUAZIONE DELLE METODOLOGIE PER L’ANALISI DEL RISCHIO E DELLE MISURE DI SICUREZZA ANTINCENDIO DA ADOTTARE PER LA PROGETTAZIONE, LA REALIZZAZIONE E L’ESERCIZIO DI IMPIANTI DI PRODUZIONE DI IDROGENO MEDIANTE ELETTROLISI E RELATIVI SISTEMI DI STOCCAGGIO” che a breve colmerà la lacuna in essere.

Elementi costitutivi degli impianti di produzione di idrogeno

Gli impianti di produzione e stoccaggio di idrogeno sono costituiti da diversi elementi che devono essere progettati e realizzati secondo specifiche norme di sicurezza. Tra gli elementi comuni degli impianti di distribuzione di idrogeno vi sono:

Modulo di elettrolisi

Il modulo di elettrolisi è responsabile della produzione di idrogeno attraverso il processo di elettrolisi dell'acqua. Questo modulo deve essere soggetto a una valutazione specifica del rischio e deve essere progettato in conformità con le norme tecniche riconosciute.

Serbatoio tampone

Il serbatoio tampone è utilizzato per immagazzinare temporaneamente l'idrogeno prodotto. Deve essere progettato per garantire la sicurezza e la stabilità del sistema.

Sistema di compressione

Il sistema di compressione è responsabile di aumentare la pressione dell'idrogeno per facilitarne il trasporto e la distribuzione. Questo sistema deve essere dotato di dispositivi di sicurezza per gestire eventuali sovrappressioni e deve essere collegato agli altri elementi dell'impianto tramite sistemi di smorzamento delle vibrazioni.

Stoccaggio di idrogeno

L'idrogeno può essere stoccato in unità di stoccaggio, che possono essere costituite da uno o più recipienti. La pressione di esercizio delle unità di stoccaggio non deve superare i 1000 bar. È importante che queste unità di stoccaggio siano collocate in appositi box, con adeguati requisiti di resistenza al fuoco e di protezione.

Stazione di caricamento (baie di carico)

Le baie di carico sono aree dedicate per il caricamento e lo scarico dei carri bombolai contenenti idrogeno. Durante queste operazioni, i tubi del carro bombolai sono considerati parte dell'installazione. È fondamentale che il percorso per il carro bombolai sia privo di ostacoli e che vengano adottate misure di sicurezza per il caricamento in tempi rapidi e per il parcheggio sicuro del carro bombolai.

Gruppo di riduzione e stabilizzazione della pressione

Il gruppo di riduzione e stabilizzazione della pressione è responsabile di controllare e regolare la pressione dell'idrogeno all'interno dell'impianto. Questo gruppo deve essere progettato e dimensionato correttamente per garantire un corretto funzionamento del sistema.

Tubazioni di collegamento

Le tubazioni di collegamento sono gli elementi che consentono il trasferimento dell'idrogeno tra i diversi componenti dell'impianto. Queste tubazioni devono essere progettate e realizzate secondo le norme di sicurezza specifiche e devono garantire l'integrità del sistema.

Altre componenti e servizi accessori

Gli impianti possono includere anche altre componenti, come aree di sosta per i carri bombolai e locali destinati a servizi accessori. Queste componenti devono essere progettate e realizzate con adeguati requisiti di sicurezza e devono essere conformi alle normative vigenti.