ENERGIA/ Alla Villa Reale (Monza) arriva sua maestà l’idrogeno

- int. Andrea Casalegno

Le sperimentazioni nel settore energetico, dalla mobilità all’edilizia, all’indomani del programma europeo Horizon 2020. ANDREA CASALEGNO spiega il progetto Real FC avviato a Monza

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(InfoPhoto)

Domani a Roma si terranno gli Stati generali dell’Idrogeno, nell’ambito del programma europeo Horizon 2020. I programmi sono ambiziosi e le prospettive sono molto promettenti. Anche perché possono far leva su sperimentazioni e realizzazioni già avviate con positivi risultati in alcune realtà. È il caso della Lombardia, che da tempo ha sviluppato interessanti attività proprio per il “vettore idrogeno”. Basterà menzionare il progetto Zero Regio, che al momento fa viaggiare a Milano tre Panda Hydrogen consumando 1 kg di Idrogeno su 114 km, circa la metà dei consumi delle equivalenti auto a benzina. O ancora il progetto MyGas, con sistemi meno costosi ottenuti bruciando Idrogeno e metano. E poi c’è la partecipazione al progetto europeo CHIC, che vede girare nella capitale lombarda tre autobus a idrogeno, sui quali ai viaggiatori vengono spiegati i principi di funzionamento delle Celle a Combustibile (Fuel Cell) che alimentano i veicoli. C’è anche un progetto che non riguarda la mobilità ma l’edilizia: è il Real FC (Residential Application in Lombardy of Fuel Cell systems), un sistema di micro cogenerazione a celle a combustibile installato in una location di prestigio come è la Villa Reale di Monza, sede di rappresentanza di Expo 2015. Il progetto è condotto da Regione Lombardia e dal Comune di Monza e si avvale della collaborazione dell’azienda ACSM-AGAM, di Energy Lab e del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano. Con Andrea Casalegno, direttore del Laboratorio MRT Fuel Cell di questo dipartimento, facciamo il punto sul progetto e su queste soluzioni tecnologiche.

Professore, perché proprio le celle a combustibile per un sistema di cogenerazione?

Lei immagini di partire dalla situazione standard che vede la produzione di energia termica in città e le grandi centrali per energia elettrica fuori: ora, se lei trasferisce una quota di produzione dell’energia elettrica in città, tramite la cogenerazione, ottiene sì dei vantaggi di risparmio energetico ma ha lo svantaggio portare entro la città un po’ delle emissioni che erano fuori; il rischio è che in metropoli come Milano, dove la concentrazione di inquinanti in atmosfera è già elevata, si assista a un ulteriore incremento e quindi al peggioramento della situazione ambientale cittadina. Per evitare questo bisogna utilizzare sistemi a bassissimo impatto ambientale. Ecco allora, per i sistemi micro generativi, i vantaggi delle Fuel Cell che hanno emissioni molto contenute (quasi nulle) e rendimenti elevati.

A che punto siamo nel mondo con l’impiego di soluzioni del genere?

Ce ne sono ormai parecchie migliaia e sono in aumento, soprattutto negli ultimi tre anni. Si tratta prevalentemente di sistemi di piccole dimensioni, potremmo dire “da appartamento”: in Giappone sono parecchi e hanno potenze dell’ordine di 1 kW; in Germania sono tipicamente da 1 a 3 kW, con punte di 5 kW. Ci sono comunque progetti di ricerca che stanno verificando l’utilità di sistemi di taglie superiori in edifici di grandi dimensioni, in genere per funzioni pubbliche come scuole, servizi amministrativi e così via.

La realizzazione della Villa Reale di Monza si pone tra questi esempi avanzati; quali sono i motivi di originalità di questo progetto Real FC?

Intanto proprio le dimensioni: siamo su una taglia media, di 30 kW. Poi il fatto che il progetto è il risultato di una filiera produttiva quasi interamente italiana. Infine il fatto di essere istallato in un edificio non solo pubblico ma anche storico: è facilmente immaginabile come non sia scontata o banale il retrofit di un impianto di riscaldamento in strutture monumentali e storiche.

 

Quale è stato il contributo del Politecnico?

Il Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano ha partecipato attraverso due suoi laboratori. Uno è il laboratorio MRT Fuel Cell, dove facciamo ricerche di tipo più fondamentale, pur nell’ambito dell’ingegneria, quindi con una prospettiva applicativa. Lavoriamo in modo specifico sulla celle a combustibile studiando la fisica dei fenomeni che avvengono nella cella.

 

C’è ancora molto da capire sul funzionamento delle Fuel Cell?

Sì. C’è molto da capire e soprattutto bisogna sviluppare nuovi materiali per i componenti. Il nostro contributo è dare indicazioni sulla qualità dei materiali, su come è possibile caratterizzarli, migliorarli. C’è anche molto da capire sulla vita utile delle Fuel Cell, su come degradano. E l’altro laboratorio? L’altro è il laboratorio LMC (Laboratorio di Micro-cogenerazione) che si occupa appunto di micro-cogenerazione ma non solo con la celle a combustibile ma anche con altri sistemi quali turbine a gas o motori Stirling e altri ancora.

 

Quali sono stati, in breve, i risultati di questi tre anni di sperimentazione del Real FC?

Abbiamo condotto cinque campagne sperimentali sul sistema Sidera 30 (così si chiama il sistema realizzato da ICI caldaie per l aVilla Reale) e in estrema sintesi i risultati si possono riassumere così: abbiamo fatto una caratterizzazione complessiva del sistema, l’abbiamo provato in tutti i modi e in tante condizioni; abbiamo caratterizzato i sottosistemi; abbiamo capito come migliorarlo e alcune parti sono state riprogettate. Siamo così arrivati a un sistema che può operare in modo stabile per un tempo elevato, con buone prestazioni. Ci sono, naturalmente, ancora margini di miglioramento soprattutto nell’ottimizzazione degli ausiliari e degli inverter. Quello che mi sembra più rilevante è il risultato della stabilità di funzionamento e della maggior vita utile che rende sistemi come questo applicabili nelle situazioni concrete più diverse.

 

Il lavoro su Real FC ha avuto altri sviluppi?

Sì. È interessante il fatto che questo progetto è stato l’inizio di una collaborazione tra gli stessi partner da cui sono nati altri due progetti. Uno è il progetto europeo Premium Act, che ha utilizzato i risultati di Real FC per fornire indicazioni su come incrementare la vita utile di sistemi stazionari a Fuel Cell e ottimizzarne il funzionamento. L’altro è il progetto italiano STAR (Sidera per Trigenerazione ad Alto Rendimento) dove trigenerazione significa che alle funzioni di riscaldamento e produzione elettrica si affianca anche un effetto di raffrescamento: è un sistema basato su ruote entalpiche che permette di raffrescare un ambiente utilizzando il calore prodotto dal sistema stesso; arrivando quindi a funzionare tutto l’anno.

 

(Michele Orioli)

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