Caldaia a idrogeno: ecco perché il futuro è la caldaia a idrogeno

Come funziona una caldaia a idrogeno? Perché è considerata una soluzione green per il riscaldamento domestico e per la produzione di energia? Scopriamolo in questo approfondimento

La caldaia a idrogeno è una tecnologia innovativa dal momento che riesce a sfruttare come risorsa di combustione l’idrogeno. Per chi non lo sapesse, l’idrogeno è l’elemento chimico in assoluto più presente sul pianeta terra. Il fatto di sfruttare l’idrogeno come combustibile è quindi un bel vantaggio dal momento che si tratta di un combustibile praticamente inesauribile.

Ma in tutto questo c’è un però. L’idrogeno infatti non è presente singolarmente in natura ma è sempre legato con altri elementi. Ad esempio l’acqua è composta da due atomi di idrogeno legati ad uno di ossigeno. Pertanto se vogliamo utilizzare l’idrogeno come combustibile nella caldaia a idrogeno è necessario prima separarlo dagli elementi con cui è legato.

Senza, per il momento, addentrarci ulteriormente nella discussione, possiamo semplicemente affermare che la caldaia a idrogeno rappresenta il futuro. Le caldaie a idrogeno infatti sono dei veri e propri dispositivi di cogenerazione ovvero in grado di produrre più tipi di energia.

In particolare, esistono dei modelli di caldaie a idrogeno che sono in grado di produrre acqua calda sanitaria, acqua per il riscaldamento ed energia elettrica. Un bel vantaggio questo, considerato il fatto che il prezzo delle bollette sta aumentando sempre più, complice anche il conflitto tra Russo-Ucraino e le sanzioni imposte al maggior esportatore di gas del mondo, la Russia.

Ma come funziona una caldaia a idrogeno di questo tipo? E’ davvero possibile riuscire a co-generare energia sfruttando l’idrogeno? 

Abbiamo cercato di fare il punto della situazione insieme ai nostri esperti in questo approfondimento.

Cos’è l’idrogeno?

Prima di approfondire l’argomento del funzionamento della caldaia a idrogeno, merita accennare brevemente al combustibile che utilizzerebbero queste caldaie.

Abbiamo già avuto modo di specificare che l’idrogeno è l’elemento più presente sul nostro pianeta. In particolare, più del 75% della materia presente sulla terra è composta da idrogeno. Il fatto che la materia sia composta anche da idrogeno però significa che questo materiale non è l’unico presente al suo interno. Fra le proprietà chimiche dell’idrogeno infatti c’è senza dubbio quella di essere altamente predisposto a legarsi con altri atomi.

Se quindi è vero che siamo di fronte ad un combustibile praticamente inesauribile è altrettanto vero però che questo combustibile deve essere “raffinato” ovvero separato dagli altri elementi con cui si lega.

Questo processo può avvenire anche utilizzando fonti di energia pulite, in questo caso l’idrogeno potrebbe, a tutti gli effetti, essere considerato un “vettore energetico a zero emissioni”. Una particolarità che permetterebbe di utilizzarlo in maniera completamente ecosostenibile per alimentare settori quali quello alimentare, chimico, petrolchimico, tessile, metallurgico e aerospaziale.

Come funziona la caldaia ad idrogeno?

Sarebbero sufficienti le considerazioni che abbiamo riportato per comprendere come le caldaie a idrogeno siano le caldaie del futuro. Per comprendere meglio il perché di questa affermazione però proviamo ad analizzarne il funzionamento cercando di rispondere in maniera semplice e chiara alla domanda: “Come funzionano le caldaie a idrogeno?”.

La caldaia a idrogeno utilizza come combustibile l’idrogeno, pertanto come prima cosa devono avere una fornitura di ad idrogeno. Per ovviare a questi problemi quindi le caldaie a idrogeno dovrebbero avere a loro disposizione degli appositi contenitori all’interno dei quali stipare questo materiale. In effetti, i primi prototipi di queste caldaie avevano anche dei contenitori all’interno dei quali era conservato l’idrogeno.

Oggi però esistono dei componenti particolari, detti celle di fusione, realizzati a base di titanio, che vengono irrorati ad alta pressione dall’idrogeno e dall’acqua per produrre vapore ad acqua ad alta pressione. E’ proprio questo vapore ad essere usato per alimentare la turbina che genera elettricità. Questa viene poi convertita in corrente continua da un trasformatore di elettricità ed immagazzinata in batterie di 48 V al litio. Mediante un inverter poi, la corrente immagazzinata in queste batterie viene convertita in alternata monofase a 220V ovvero quella usata dai nostri elettrodomestici.

Il vapore acqueo non viene però utilizzato solamente con questo scopo. Il vapore di scarto viene infatti fatto condensare liberando energia termica in grado di riscaldare l’acqua sanitaria o alimentare un impianto di riscaldamento come quello a pavimento.

E’ in questa maniera che la caldaia a idrogeno è in grado di riscaldare una casa o un ufficio ed al tempo stesso produrre elettricità allo stesso tempo mettendo in moto di fatto quel meccanismo di cogenerazione cui abbiamo accennato precedentemente.

Prestazioni della caldaia ad idrogeno

Le prestazioni di una caldaia a idrogeno sono simili a quelle delle normali caldaie tradizionali (biomassa o condensazione). La loro potenza termica va da 21 di 31 kW ed hanno anche un serbatoio di accumulo per l’acqua sanitaria di 150 litri, più che sufficiente per una famiglia di 4 persone.

La temperatura massima per l’uscita dell’acqua sanitaria è di 55 °C mentre invece per l’acqua di riscaldamento è di circa 80 °C. Per quanto riguarda la produzione di energia elettrica, questa può oscillare dai 3,3 ai 6,2 kW di picco.

Ovviamente, la caldaia ad idrogeno può essere anche combinata con altre fonti impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili oppure che sfruttano energie green. Niente vieta infatti di integrare queste caldaie con impianti fotovoltaici!

I vantaggi delle caldaie ad idrogeno

Qui di seguito riportiamo brevemente i vantaggi della caldaia a idrogeno in questo elenco:

• Vantaggi per l’ambiente: utilizzando l’idrogeno come combustibile, si potrebbe ridurre drasticamente l’utilizzo di combustibili fossili e quindi le loro emissioni di CO2 altamente inquinanti. Scegliere una caldaia ad idrogeno sicuramente è una etica soprattutto nell’ottica di ridurre il più possibile le emissioni di gas serra.
• Vantaggi economici: dal momento che le caldaie ad idrogeno ti permetterebbero di avere calore ed elettricità potresti di fatto dire addio alle bollette di luce e gas con tutti gli evidenti vantaggi economici. Il prezzo di queste bollette infatti, complice anche il mutato contesto geo-politico internazionale, è salito davvero alle stelle. Parliamo di un amento de 95% per quanto riguarda il costo del gas e del 131% per quanto riguarda il costo dell’elettricità. E’ quindi evidente come rendersi indipendenti da questi costi significa, soprattutto in questo momento, rendersi indipendenti da un punto di vista energetico.
• Dimensioni non eccessive. Nell’acquistare ed installare una caldaia ad idrogeno c’è da considerare che le dimensioni di un dispositivo di questo genere non sono eccessive dal momento che sono grandi all’incirca quanto un frigorifero. Tuttavia il vantaggio è che possono essere installate sia internamente che esternamente pertanto il problema dello spazio occupato può essere facilmente risolto.
• Facilità d’installazione. Le caldaie ad idrogeno necessitano di essere collegate all’impianto idraulico della casa in modo da averne sempre a disposizione ed inoltre necessitano anche di essere collegate all’impianto elettrico e di riscaldamento. Sono però collegamenti non particolarmente difficili da realizzare, che i nostri esperti sono in grado di portare a termine in breve tempo e con molta precisione.
• Sicurezza. Gli ultimi modelli sono dotati di “sensori” (PLC) in grado di segnalare qualsiasi anomalia meccanica o elettrica che viene segnalata prontamente al Centro Assistenza oltre che attraverso un interfaccia frontale (display) all’utilizzatore. Inoltre, è presente anche un controllo remoto che permette al Centro Assistenza di riparare errori di sistema e anomalie che il PLC non è in grado di riparare.
• Accesso ad incentivi fiscali. E’ possibile usufruire delle agevolazioni del 65% per la sostituzione della caldaia o di quelle che ammontano al 50% che rientrano nel cosiddetto bonus ristrutturazion

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