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L’Unione europea punta a diventare neutrale dal punto di vista climatico entro il 2050. Il successo dipenderà dalla decarbonizzazione dell’economia e dalla riorganizzazione della matrice energetica. Le fonti di energia pulita e verde saranno molto richieste.
L’idrogeno pulito, prodotto dalla scissione dell’acqua in ossigeno e idrogeno, ha il potenziale per contribuire in modo significativo a questo obiettivo, aiutando le grandi industrie (come quelle chimiche e siderurgiche) e i settori economici (come quello dei trasporti e dell’automobile) a ridurre l’uso di combustibili fossili.
Il progetto NPHyCo, finanziato dall’UE, intendeva scoprire se grandi quantità di idrogeno pulito potessero essere prodotte dalle centrali nucleari attualmente in uso in Europa. I ricercatori hanno esplorato la fattibilità economica, tecnica e operativa di una serie di metodi per la produzione di idrogeno.
«Oltre a studiare la fattibilità e la redditività della produzione di idrogeno, abbiamo anche sviluppato una configurazione per un progetto pilota e selezionato il sito per una fase di implementazione nel 2025», spiega Canet Serin, project manager di H2 Projects & Battery Storage presso Framatome, azienda specializzata in progettazione nucleare.
Produrre idrogeno dall’energia nucleare
L’idrogeno può essere generato utilizzando calore ed energia elettrica per scindere l’acqua, oppure separando la frazione di idrogeno dai combustibili fossili.
«Il nucleare potrebbe svolgere un ruolo sostituendo parte dell’energia termica e riducendo così le emissioni di CO2 associate a questo processo», spiega l’autrice.
NPHyCo ha innanzitutto esaminato le esigenze di un impianto di produzione di idrogeno (HPP). Tra queste, le risorse che tale impianto potrebbe potenzialmente condividere con la centrale nucleare, le modalità di interazione tra i due impianti e le principali questioni di autorizzazione che dovrebbero essere prese in considerazione per un progetto di accoppiamento.
Il team ha quindi calcolato il fabbisogno di idrogeno dal lato della domanda e ha valutato se l’idrogeno proveniente da una centrale nucleare potesse apportare dei benefici. Hanno stimato i costi potenziali associati alla realizzazione di un impianto di produzione di idrogeno, nonché i potenziali flussi di entrate derivanti dall’acquisto di idrogeno a basse emissioni di carbonio. Infine, hanno condotto un confronto economico tra il nucleare e altre fonti di produzione di idrogeno.
In questo modo sono state gettate le basi per un potenziale progetto pilota futuro.
«Sulla base dei nostri risultati, le tecnologie di elettrolisi dell’acqua sembrano essere le più adatte, anche se nel prossimo futuro anche le tecnologie di elettrolisi del vapore potrebbero essere un’opzione», aggiunge.
I ricercatori fanno notare che non tutti gli impianti nucleari esistenti possono essere accoppiati a un impianto di produzione di idrogeno. Il successo dell’integrazione dipende da diversi fattori, tra cui una sufficiente domanda di idrogeno nelle vicinanze, la logistica, i requisiti dell’impianto di idrogeno e la durata di vita residua della centrale nucleare.
Politiche neutrali dal punto di vista tecnologico
Il progetto NPHyCo ha sviluppato diverse raccomandazioni sulla base dei risultati ottenuti, che potrebbero accelerare il processo di unione degli HPP alle centrali nucleari.
La politica governativa influisce notevolmente sul costo a lungo termine dell’idrogeno e quindi sulla fattibilità economica di un progetto. La tariffazione del carbonio potrebbe contribuire a rendere più competitivo l’idrogeno prodotto dal nucleare, ad esempio.
«Anche le politiche tecnologicamente neutrali, che sostengono tutte le forme di idrogeno a basse emissioni di carbonio, svolgeranno un ruolo importante», osserva la ricercatrice. Il team spera ora di ottenere ulteriori finanziamenti, per passare a un futuro progetto pilota.