LO SVILUPPO DELL’ECONOMIA DELL’IDROGENO VERDE, GRAZIE ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE

Emerson da sempre si concentra sullo sviluppo di nuove tecnologie, innovazioni e progetti sostenibili per l’ambiente; ne abbiamo parlato in questo articolo. Oggi parliamo dell’idrogeno “verde“: in linea con lo sviluppo della green economy, siamo in un momento molto entusiasmante per il mercato globale dell’idrogeno. Ben oltre la fase di prototipo con celle a combustibile, celle elettrolitiche e stazioni di rifornimento, l’industria dell’idrogeno verde, il gas pulito, è sempre più incentivata ad espandersi. 

Concentrandosi solo su una parte del mercato, quello delle celle a combustibile, si prevede che il tasso annuale di crescita composto – CAGR – del mercato globale sarà pari al 45,3% tra il 2022 e il 2029, con proiezioni di un valore di mercato che raggiungerà i 17,88 miliardi di dollari. 

Ma queste sono solo proiezioni e, attualmente, non vi è alcuna garanzia di realizzare tale livello di crescita. Il numero di veicoli elettrici a celle a combustibile – FCEV – venduti negli Stati Uniti nel 2020 è stato inferiore a 16.000, e ciò rappresenta un calo delle vendite rispetto all’anno precedente. L’idrogeno verde rappresenta ancora meno dell’1% della produzione totale di idrogeno ed è molto costoso da produrre. Nel frattempo, il numero di stazioni di rifornimento deve aumentare rapidamente per stimolare la domanda nel mercato FCEV. 

Per la produzione di idrogeno, per realizzare progetti ambiziosi e complessi, e saperne gestire i rischi, c’è bisogno di forti partenariati tra innovatori ed esperti di automazione.

Gli ingegneri, tecnici ed innovatori che stanno lavorando per rendere la tecnologia dell’idrogeno scalabile, più efficiente e redditizia stanno ancora correndo rischi significativi. I produttori di macchine, ma anche gli utenti finali, hanno spesso il compito di incrementare la produzione mentre la progettazione dei componenti deve ancora essere perfezionata. Per raggiungere i numeri di cui abbiamo parlato prima, c’è ancora bisogno di un grande sforzo collettivo.

Gli esperti di automazione, come Emerson, svolgeranno un ruolo fondamentale nello sviluppo di ogni componente della catena del valore dell’idrogeno e saranno altresì essenziali per mitigare i rischi in ogni fase: dall’aumento della capacità dell’elettrolizzatore, allo stoccaggio efficiente del carburante, all’erogazione sicura e ad alto flusso nelle stazioni di rifornimento, i prodotti etc. 

Per raggiungere gli obiettivi prefissati dall’Agenda 2030 in tema di green economy, l’approccio all’automazione dovrà essere olistico; dovrà includere una strumentazione adatta a gestire una fonte di combustibile leggera e volatile come l’idrogeno; soluzioni software che consentono la manutenzione predittiva e informazioni in tempo reale sulle prestazioni; servizi affidabili che possono aiutare gli OEM – original equipment manufacturer/ produttore di apparecchiature originali – e gli utenti finali, a costruire e mantenere i propri prodotti e soluzioni.

Ecco quattro modi in cui un forte partner per l’automazione come Emerson può aiutare il mercato dell’idrogeno a maturare, controllandone lo sviluppo e le spese, a breve e lungo termine:

• 1. Aiutare i progetti e la scalabilità per soddisfare la domanda del mercato

Un mercato promettente come quello dell’idrogeno rappresenta una grande opportunità, ma esercita anche pressione su un settore che non dispone ancora di infrastrutture robuste e soluzioni consolidate. La collaborazione con un esperto di automazione che ha già molti prodotti sul campo che supportano le applicazioni dell’idrogeno può mantenere lo sviluppo sulla buona strada.

Ad esempio, negli elettrolizzatori a membrana a scambio protonico – PEM – utilizzati nei progetti dell’idrogeno verde, la massima efficienza dipende dalla misurazione estremamente accurata della produzione di ossigeno e idrogeno quando questi gas escono dallo stack dell’elettrolizzatore. Gli strumenti che forniscono un controllo preciso della pressione, come un controller PID elettropneumatico, sono fondamentali per questo processo.

I produttori di elettrolizzatori possono realizzare soluzioni con maggiore sicurezza se i prodotti che scelgono sono già stati non solo testati, ma utilizzati, con successo, in altre applicazioni.

Ad esempio, i regolatori e i controllori di pressione Emerson hanno operato nei razzi spaziali e nella Stazione Spaziale Internazionale, aderendo a rigorosi standard militari e internazionali. Queste prestazioni comprovate e sicure, possono aiutare i produttori di infrastrutture per l’idrogeno a creare soluzioni efficaci, andando a ridurre i tempi di test e rendendo possibile la scalabilità delle operazioni.

• 2. Progettare le nuove soluzioni nei tempi e nel budget

Anche con strumentazione collaudata in settori consolidati, può essere difficile ottimizzare la produzione e controllare i costi. Quasi ogni aspetto della tecnologia dell’idrogeno riguarderà la prototipazione e il test di nuove soluzioni, tenendo d’occhio le spese operative e di capitale.

I leader dell’automazione che offrono potenti strumenti digitali e software di simulazione possono aiutare questi produttori a creare artefatti digitali e ottimizzare un ambiente fisico prima che venga messo in servizio. Ciò può includere test avanzati prima dell’inizio delle operazioni e opportunità di formare gli operatori con un impatto minimo sul processo in corso. Sia gli OEM che gli utenti finali dell’idrogeno possono trarre grandi vantaggi, risparmiando sui tempi e sui costi di messa in servizio.

L’automazione economicamente vantaggiosa e le soluzioni plug-and-play offerte da aziende esperte come Emerson, possono sicuramente contribuire a spianare la strada all’incremento della produzione di idrogeno verde.

• 3. Fornire piattaforme tecnologiche avanzate per monitorare le prestazioni delle applicazioni dell’idrogeno

Una volta operativa, ogni parte della catena del valore dell’idrogeno dipenderà da prestazioni efficienti per rimanere economicamente sostenibile. Attualmente, i tempi di inattività delle stazioni di rifornimento di idrogeno sono solitamente causati da un componente malfunzionante come un refrigeratore, un compressore d’aria o una valvola. Il potenziale dell’idrogeno come combustibile alternativo dipende dall’affidabilità dei componenti e dagli eventi di manutenzione regolare che possono aiutare a ridurre al minimo o prevenire tempi di fermo non pianificati. Gli operatori delle stazioni avranno bisogno di dati e approfondimenti in tempo reale per i loro sistemi per operazioni ottimizzate e in conformità con le emissioni e gli standard di sicurezza.

Gli esperti di automazione come Emerson possono supportare questi obiettivi fornendo sistemi di sensori in grado di monitorare lo stato dei componenti pneumatici, rilevare perdite e ottimizzare i costosi consumi di aria compressa. 

• 4. Garantire la sicurezza in ambienti volatili

La leggerezza e la combustibilità dell’idrogeno possono rappresentare un rischio per la sicurezza, laddove si vada a verificare una perdita. I controlli di sicurezza devono soddisfare standard rigorosi in ogni applicazione.

Nelle stazioni di rifornimento, l’idrogeno può essere soggetto a cambiamenti improvvisi ed estremi di pressione e temperatura. Senza una strumentazione di alta qualità, è molto più probabile che si verifichino perdite esterne, deterioramento del serbatoio ed esposizione a calore pericoloso.

Una stazione di rifornimento conterrà una rete di valvole, regolatori di pressione, valvole di intercettazione e altri strumenti che collegano i serbatoi di stoccaggio tampone, i refrigeratori, gli erogatori e il serbatoio del veicolo. L’acquisto di componenti con una vasta esperienza sul campo e test può aiutare a garantire la conformità alla sicurezza e un’elevata affidabilità.

Inoltre, lavorare con un unico partner fornitore di automazione che investe anche nella catena del valore dell’idrogeno e si concentra sulla sicurezza dell’automazione, può portare a risparmi sui costi e controllo di qualità in ogni fase di un progetto.

Il momento dell’idrogeno è adesso. Approfondisci l’argomento sull’articolo originale, nel sito ufficiale Emerson. 

Come Emerson Distributors per ASCO, AVENTICS e TOPWORX, noi di UTR srl siamo disponibili per consulenze ed informazioni sui prodotti e soluzioni di questi grandi marchi EMERSON.
Non esitare a contattarci qui.