Il primo impianto di riscaldamento che utilizza una miscela metano-idrogeno al 20% è al servizio di un istituto scolastico pubblico emiliano: l’energia per l’elettrolizzatore è prodotta da un impianto fotovoltaico.
Dal marzo 2023 l’Istituto d’Istruzione Superiore “Antonio Meucci” di Carpi (Modena) è dotato di un impianto per la produzione dell’idrogeno, lo stoccaggio e la miscelazione con il metano, ai fini della combustione per il riscaldamento invernale della palestra. Il progetto pilota è la prima applicazione italiana di un impianto per il ciclo completo dell’idrogeno verde al servizio di un edificio pubblico.
Pubblico e privato
Promosso dalla Provincia di Modena nel contesto delle iniziative per lo sviluppo delle tecnologie per l’uso dell’idrogeno, il progetto nato dall’idea dell’ing. Annalisa Vita, direttrice dell’Area Tecnica dell’ente. L’impianto è stato progettato da Studio Artea, sotto la supervisione dei tecnici della provincia e con la consulenza dell’AESS di Modena.
La realizzazione è stata affidata a Coopservice, nell’ambito dell’appalto settennale per il servizio energia (fornitura del combustibile, gestione e manutenzione ordinaria e straordinaria, per un valore complessivo di circa 16 milioni di euro), destinato ai circa 100 immobili del patrimonio edilizio provinciale, composto da scuole superiori e altri fabbricati.
Gli interventi realizzati presso l’istituto scolastico comprendono:
- l’installazione di nuovi impianti solari termici (20 collettori per la produzione dell’ACS) e fotovoltaici (200 moduli per una potenza complessiva di ~100 kWp), sulla copertura della palestra;
- la costruzione di un fabbricato tecnico aperto, situato nei pressi della palestra, articolato in aree distinte per elettrolizzatori, compressore e quadri elettrici; serbatoio d’accumulo dell’idrogeno; punto di consegna del metano con apparecchi per misurazione e miscelazione, caldaia e gruppi di pompaggio del fluido termovettore.
L’impianto in sintesi
L’idrogeno è prodotto per elettrolisi alcalina prevalentemente nel periodo estivo, sfruttando la concomitanza fra la superiore produzione di elettricità, per effetto del maggiore irraggiamento solare dei moduli fotovoltaici, e i contenuti consumi, legati alla ridotta attività dell’edificio scolastico.
I 2 elettrolizzatori (assorbimento ciascuno 15 kWe) producono ~8 kg di idrogeno al giorno, compresso (30 barg) e immesso nel serbatoio di accumulo (capacità 9,3 m³, pari a circa 20 kg di idrogeno). L’idrogeno è quindi miscelato al 20% con il metano approvvigionato dalla rete, per rifornire la caldaia destinata al riscaldamento della palestra.
L’impianto è in grado di alimentare in continuo la miscelazione con il metano ed è già dimensionato, caldaia compresa, per sostenere il crescente contributo energetico dell’idrogeno verde fino alla configurazione finale, che prevede l’alimentazione con idrogeno al 100%. A regime si stima una riduzione dei costi di riscaldamento nell’ordine di 40.000 euro all’anno. Dopo il primo periodo di monitoraggio del funzionamento si prevede l’installazione di una seconda caldaia, per l’integrazione del calore destinato al riscaldamento dell’intero istituto scolastico.
Si tratta di apparecchi compatti per l’elettrolisi alcalina, equipaggiati con soluzioni innovative, che consentono consumi energetici notevolmente ridotti rispetto alla tecnologia standard.
In estrema sintesi, gli elettrodi sono immersi in una soluzione di idrossido di potassio (elettrolita liquido) e sono divisi da un diaframma, che separa i gas prodotti ma è permeabile agli ioni di idrossido e alle molecole d’acqua. In questo modo è anche possibile valorizzare la produzione dell’ossigeno per applicazioni industriali.
Ogni elettrolizzatore produce fino a 4,5 Nm³/h di idrogeno puro al 99,5%, alla pressione di 4 bar, a fronte di un assorbimento pari a 4.200 W/m3 e con un consumo massimo di 1,7 l d’acqua ogni ora.
Il progetto è più innovativo di quanto proposto oggi dalla Commissione Europea nella strategia per l’idrogeno e rappresenta una reale e concreta risposta alla transizione energetica. È stato realizzato con una tecnologia più sicura rispetto a quella utilizzata per gli impianti a metano, ampiamente sperimentata in altri settori. Insieme ad altri interventi compresi nell’appalto, ogni anno le emissioni di CO2 in atmosfera saranno diminuite di 717 tonnellate, equivalenti a quanto assorbito da 145 ettari di bosco. – Ing. Annalisa Vita, Area tecnica della Provincia di Modena 
Coopservice ha aderito a questo progetto sperimentale sia perché rappresenta una concreta novità per il nostro paese, sia per sostenere l’esempio e il coraggio di una progettualità innovativa promossa da un ente pubblico. Intendiamo così dare piena attuazione anche agli obiettivi del nostro piano strategico: sviluppo dell’efficienza energetica, delle tecnologie green e dell’innovazione. L’impianto di Carpi è una best practice a livello europeo che raccoglie tutti questi elementi». – Ing. Carlo Bassanini, Direttore operativo di Coopservice 
