Stazione di rifornimento di idrogen
Un brevetto svizzero per il futuro dell'idrogeno
15 agosto 2024 agvs-upsa.ch – Finora i veicoli a celle a combustibile dovevano attendere la costruzione di una stazione di rifornimento di idrogeno nelle vicinanze. Messer Schweiz di Lenzburg (AG) sta risolvendo questo problema con una piccola e silenziosastazione di rifornimentodi H2 che può essere installata anche in un’area residenziale. Ciò significa che anche i piccoli rivenditori potranno presto costruire stazioni di rifornimento di H2. Rainer Klose
Il direttore di Messer Svizzera, Hans Michael Kellner, presenta il prototipo di una stazione di rifornimento di idrogeno silenziosa per l'industria e le flotte, e forse presto anche per i garage. Fotos: UPSA media/Messer Schweiz
La prima mondiale si svolge in un gruppo ristretto: una dozzina di persone sono riunite in un sito industriale nascosto a sud di Lenzburg (AG) - una manciata di giornalisti, alcuni imprenditori locali, la consigliera nazionale argoviese Maya Bally e Dieter Egli, consigliere di Stato e capo del Dipartimento degli Affari Economici del Cantone di Argovia, nonché Daniel Mosimann, il sindaco di Lenzburg. Messer Schweiz AG, specialista in gas industriali, ha esteso l’invito in questa sede. «Siamo molto orgogliosi di ciò che state per vedere», afferma il capo dell’azienda Hans Michael Kellner. «Abbiamo impiegato anni per lo sviluppo, la progettazione e l’ottenimento delle autorizzazioni amministrative», dice, poi fa un gesto a un membro del personale. Quest’ultimo stacca un sottile tubo da un contenitore di acciaio inossidabile lucido, lo collega a un carrello elevatore rosso e preme un pulsante. Silenzio religioso. I presenti non sentono nulla. Questo silenzio caratterizza la giornata. Infatti, mentre gli spettatori si stupiscono, il carrello elevatore si rifornisce di idrogeno (H2) a una pressione di 350 bar. La pressione di esercizio è generata senza alcuna meccanica, senza i soliti compressori, motori elettrici, pistoni e parti in movimento. Finora le stazioni di rifornimento di idrogeno sono sempre state impianti grandi e rumorosi che dovevano essere collocati lontano dalle aree residenziali, a causa delle emissioni acustiche, delle vibrazioni nel terreno e della protezione dalle esplosioni. Oggi non è più così.
Ospiti della politica e delle autorità alla prima mondiale: Daniel Mosimann (Sindaco di Lenzburg), Dieter Egli (Consigliere di Stato per l’Argovia) e Maya Bally (Consigliere nazionale) con Hans Michael Kellner di Messer Schweiz (da sinistra a destra).
Fare il pieno di notte in silenzio
Dietro il piccolo carrello elevatore rosso c’è un enorme autopostale giallo dotato di trasmissione a celle a combustibile. Anche questo autopostale può fare il pieno di idrogeno qui, nel piccolo container argentato di Messer Schweiz AG. Il container potrebbe essere facilmente posizionato in qualsiasi terminal. Un autista potrebbe fare il pieno all’autobus in 15 minuti nel cuore della notte. E nessuno se ne accorgerebbe. Questa stazione di servizio silenziosa è stata costruita dagli esperti della GRZ Technologies SA di Avenches (VD), un’azienda fondata da ricercatori dell’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e specializzata nell’immagazzinamento dell’idrogeno negli idruri metallici. Gli atomi di idrogeno sono intercalati al centro di un blocco metallico, negli interstizi della struttura cristallina tra gli atomi di metallo. «Bisogna immaginare che sia come una spugna asciutta che assorbe acqua», spiega Roland Grabler, uno degli ingegneri del CCR. «Il blocco di metallo non cambia e trattiene l’H2 fino a quando non ne abbiamo bisogno di nuovo».
L’unico gas di scarico è il vapore acqueo: da quest’anno AutoPostale AG utilizza nuovamente un autobus a celle a combustibile nella regione di Brugg AG, dopo una prima prova sul campo, per fare esperienza di mobilità a idrogeno.
A seconda della composizione del metallo utilizzato, i serbatoi GRZ possono assorbire e trattenere quantità massime di idrogeno, oppure essere particolarmente compressi. Aspirano idrogeno a bassa pressione e lo rilasciano a 350 bar. Il prototipo della stazione di rifornimento di Lenzburg è ottimizzato per la compattazione. Quando l’idrogeno viene versato nella stazione di rifornimento, genera calore che viene semplicemente trasferito all’aria circostante. Per espellere l’idrogeno, è sufficiente riscaldare il serbatoio. Questo può essere fatto in vari modi, utilizzando l’elettricità generata da un sistema fotovoltaico o il calore di scarto di un processo industriale o di una ciminiera. «Non abbiamo bisogno di molto», dice Kellner, amministratore delegato di Messer Schweiz, «circa 160 gradi Celsius sono sufficienti. Il calore di scarto di questa entità viene prodotto gratuitamente da molte aziende industriali. „Quindi possiamo mettere l’idrogeno verde negli autobus e nei camion e non abbiamo nemmeno bisogno di elettricità».
Sempre più aziende utilizzano carrelli elevatori elettrici con celle a combustibile anziché a batteria. Per una grande azienda industriale dotata di carrelli elevatori come quelli di Linde, la stazione di rifornimento di H2 sarebbe una soluzione.
Invenzione svizzera brevettata
Nella zona industriale a sud di Lenzburg stiamo iniziando a capire cosa significa questo piccolo mondo. Messer Schweiz AG di Lenzburg ha iniziato a produrre ossigeno nel 1911 e produce idrogeno dal 1955. Dal 2003, questa azienda tradizionale fa parte del gruppo globale Messer SE & Co KG aA, con sede in Germania. In collaborazione con GRZ-Technologies, che ha sviluppato il serbatoio e lo ha brevettato in tutto il mondo, il mercato globale dei serbatoi silenziosi è ora aperto al Gruppo Messer. Meglio ancora: con i pannelli fotovoltaici sul tetto, in futuro sarà persino possibile produrre autonomamente l’idrogeno per la piccola stazione di servizio. A tal fine, è necessario anche un elettrolizzatore che separi l’acqua in idrogeno e ossigeno.
Al momento, l’idrogeno viene fornito da tali autocisterne. In futuro, potrebbe anche essere prodotto in loco dall’elettricità generata dall’energia solare e fornito direttamente al veicolo.
«Protezione ambientale economica»
Un’altra versione è alloggiata in un comune container per spedizioni e può essere installata ovunque siano disponibili idrogeno e calore. «Il nostro sistema non richiede fondazioni speciali o un edificio insonorizzato, e anche il costoso servizio di compressore non è più necessario», spiega Kellner, «il che significa che i nostri clienti possono costruire una stazione di rifornimento di idrogeno in modo più economico di quanto sia stato possibile finora». Inizialmente, l’obiettivo principale di Kellner è quello di attirare clienti industriali e su larga scala grazie ai vantaggi di prezzo. «La chiamiamo protezione economica dell’ambiente», afferma. In una fase successiva, verranno create piccole stazioni di rifornimento di idrogeno utilizzando la stessa tecnologia. In questo modo, i clienti delle flotte, come AutoPostale AG, le grandi aziende o anche i grandi garage, non dovranno più aspettare che si sviluppi l’infrastruttura delle stazioni di rifornimento di idrogeno (attualmente 17 in tutta la Svizzera) per poter produrre solo vapore acqueo utilizzando l’idrogeno come unico gas di scarico e guidare «verde» in futuro!
Il direttore di Messer Svizzera, Hans Michael Kellner, presenta il prototipo di una stazione di rifornimento di idrogeno silenziosa per l'industria e le flotte, e forse presto anche per i garage. Fotos: UPSA media/Messer Schweiz
La prima mondiale si svolge in un gruppo ristretto: una dozzina di persone sono riunite in un sito industriale nascosto a sud di Lenzburg (AG) - una manciata di giornalisti, alcuni imprenditori locali, la consigliera nazionale argoviese Maya Bally e Dieter Egli, consigliere di Stato e capo del Dipartimento degli Affari Economici del Cantone di Argovia, nonché Daniel Mosimann, il sindaco di Lenzburg. Messer Schweiz AG, specialista in gas industriali, ha esteso l’invito in questa sede. «Siamo molto orgogliosi di ciò che state per vedere», afferma il capo dell’azienda Hans Michael Kellner. «Abbiamo impiegato anni per lo sviluppo, la progettazione e l’ottenimento delle autorizzazioni amministrative», dice, poi fa un gesto a un membro del personale. Quest’ultimo stacca un sottile tubo da un contenitore di acciaio inossidabile lucido, lo collega a un carrello elevatore rosso e preme un pulsante. Silenzio religioso. I presenti non sentono nulla. Questo silenzio caratterizza la giornata. Infatti, mentre gli spettatori si stupiscono, il carrello elevatore si rifornisce di idrogeno (H2) a una pressione di 350 bar. La pressione di esercizio è generata senza alcuna meccanica, senza i soliti compressori, motori elettrici, pistoni e parti in movimento. Finora le stazioni di rifornimento di idrogeno sono sempre state impianti grandi e rumorosi che dovevano essere collocati lontano dalle aree residenziali, a causa delle emissioni acustiche, delle vibrazioni nel terreno e della protezione dalle esplosioni. Oggi non è più così.
Ospiti della politica e delle autorità alla prima mondiale: Daniel Mosimann (Sindaco di Lenzburg), Dieter Egli (Consigliere di Stato per l’Argovia) e Maya Bally (Consigliere nazionale) con Hans Michael Kellner di Messer Schweiz (da sinistra a destra).
Fare il pieno di notte in silenzio
Dietro il piccolo carrello elevatore rosso c’è un enorme autopostale giallo dotato di trasmissione a celle a combustibile. Anche questo autopostale può fare il pieno di idrogeno qui, nel piccolo container argentato di Messer Schweiz AG. Il container potrebbe essere facilmente posizionato in qualsiasi terminal. Un autista potrebbe fare il pieno all’autobus in 15 minuti nel cuore della notte. E nessuno se ne accorgerebbe. Questa stazione di servizio silenziosa è stata costruita dagli esperti della GRZ Technologies SA di Avenches (VD), un’azienda fondata da ricercatori dell’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e specializzata nell’immagazzinamento dell’idrogeno negli idruri metallici. Gli atomi di idrogeno sono intercalati al centro di un blocco metallico, negli interstizi della struttura cristallina tra gli atomi di metallo. «Bisogna immaginare che sia come una spugna asciutta che assorbe acqua», spiega Roland Grabler, uno degli ingegneri del CCR. «Il blocco di metallo non cambia e trattiene l’H2 fino a quando non ne abbiamo bisogno di nuovo».
L’unico gas di scarico è il vapore acqueo: da quest’anno AutoPostale AG utilizza nuovamente un autobus a celle a combustibile nella regione di Brugg AG, dopo una prima prova sul campo, per fare esperienza di mobilità a idrogeno.
A seconda della composizione del metallo utilizzato, i serbatoi GRZ possono assorbire e trattenere quantità massime di idrogeno, oppure essere particolarmente compressi. Aspirano idrogeno a bassa pressione e lo rilasciano a 350 bar. Il prototipo della stazione di rifornimento di Lenzburg è ottimizzato per la compattazione. Quando l’idrogeno viene versato nella stazione di rifornimento, genera calore che viene semplicemente trasferito all’aria circostante. Per espellere l’idrogeno, è sufficiente riscaldare il serbatoio. Questo può essere fatto in vari modi, utilizzando l’elettricità generata da un sistema fotovoltaico o il calore di scarto di un processo industriale o di una ciminiera. «Non abbiamo bisogno di molto», dice Kellner, amministratore delegato di Messer Schweiz, «circa 160 gradi Celsius sono sufficienti. Il calore di scarto di questa entità viene prodotto gratuitamente da molte aziende industriali. „Quindi possiamo mettere l’idrogeno verde negli autobus e nei camion e non abbiamo nemmeno bisogno di elettricità».
Sempre più aziende utilizzano carrelli elevatori elettrici con celle a combustibile anziché a batteria. Per una grande azienda industriale dotata di carrelli elevatori come quelli di Linde, la stazione di rifornimento di H2 sarebbe una soluzione.
Invenzione svizzera brevettata
Nella zona industriale a sud di Lenzburg stiamo iniziando a capire cosa significa questo piccolo mondo. Messer Schweiz AG di Lenzburg ha iniziato a produrre ossigeno nel 1911 e produce idrogeno dal 1955. Dal 2003, questa azienda tradizionale fa parte del gruppo globale Messer SE & Co KG aA, con sede in Germania. In collaborazione con GRZ-Technologies, che ha sviluppato il serbatoio e lo ha brevettato in tutto il mondo, il mercato globale dei serbatoi silenziosi è ora aperto al Gruppo Messer. Meglio ancora: con i pannelli fotovoltaici sul tetto, in futuro sarà persino possibile produrre autonomamente l’idrogeno per la piccola stazione di servizio. A tal fine, è necessario anche un elettrolizzatore che separi l’acqua in idrogeno e ossigeno.
Al momento, l’idrogeno viene fornito da tali autocisterne. In futuro, potrebbe anche essere prodotto in loco dall’elettricità generata dall’energia solare e fornito direttamente al veicolo.
«Protezione ambientale economica»
Un’altra versione è alloggiata in un comune container per spedizioni e può essere installata ovunque siano disponibili idrogeno e calore. «Il nostro sistema non richiede fondazioni speciali o un edificio insonorizzato, e anche il costoso servizio di compressore non è più necessario», spiega Kellner, «il che significa che i nostri clienti possono costruire una stazione di rifornimento di idrogeno in modo più economico di quanto sia stato possibile finora». Inizialmente, l’obiettivo principale di Kellner è quello di attirare clienti industriali e su larga scala grazie ai vantaggi di prezzo. «La chiamiamo protezione economica dell’ambiente», afferma. In una fase successiva, verranno create piccole stazioni di rifornimento di idrogeno utilizzando la stessa tecnologia. In questo modo, i clienti delle flotte, come AutoPostale AG, le grandi aziende o anche i grandi garage, non dovranno più aspettare che si sviluppi l’infrastruttura delle stazioni di rifornimento di idrogeno (attualmente 17 in tutta la Svizzera) per poter produrre solo vapore acqueo utilizzando l’idrogeno come unico gas di scarico e guidare «verde» in futuro!
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