Raccordi per il mercato dell'idrogeno Fluidica per il futuro: valvole intelligenti per il mondo dell’idrogeno

Fonte: Valve World | Tradotto dall'IA 5 min Tempo di lettura

L'idrogeno verde diventa la norma: uno studio di Deloitte prevede che entro il 2050 raggiungerà una quota di mercato dell'85% con oltre 500 milioni di tonnellate. Allo stesso tempo, entro quella data sarà necessario investire ogni anno 9,4 trilioni di dollari nella catena di approvvigionamento. Non c’è da stupirsi che i produttori di rubinetteria vogliano una fetta di questa torta.

L'immagine mostra un elettrolizzatore con tubazioni di alimentazione dell'idrogeno verso le unità di stoccaggio.(Immagine: Fonte: Swen Gottschall/Zukunft Gas)
L'immagine mostra un elettrolizzatore con tubazioni di alimentazione dell'idrogeno verso le unità di stoccaggio.
(Immagine: Fonte: Swen Gottschall/Zukunft Gas)

Il mercato dell’idrogeno svolge un ruolo fondamentale nel raggiungimento della neutralità climatica entro il 2050: per questo motivo vi vengono investiti circa 375 miliardi di dollari all’anno. Questa previsione è tratta dallo studio «Idrogeno verde: dare slancio al percorso verso lo zero netto. "Deloitte’s 2023 Global Green Hydrogen Outlook". Entro il 2050, il 42% della domanda totale di idrogeno verde sarà attribuibile all’industria e il 36% ai trasporti. «Grazie all’idrogeno verde, entro il 2050 sarà possibile ridurre le emissioni di CO₂ di un totale cumulativo fino a 85 gigatonnellate». Le prospettive sono allettanti.

Secondo lo studio di Deloitte, entro il 2050 quattro regioni rappresenteranno complessivamente il 46% della produzione mondiale di idrogeno e il 90% degli scambi commerciali: il Nord Africa (44 milioni di tonnellate) e l’Australia (16 milioni di tonnellate), nonché il Nord America (24 milioni di tonnellate) e il Medio Oriente (13 milioni di tonnellate). «I principali centri di importazione saranno l’Europa, il Giappone, la Corea e l’India, che rappresenteranno oltre l’80% del commercio mondiale.»

Domanda di rubinetteria per nuovi progetti

La crescente domanda di idrogeno si riflette già nella domanda di valvole. Hartmann Valves fornisce circa 1.400 valvole a sfera nelle classi di pressione PN 16, PN 100 e PN 250 al progetto GET H2 Nukleus a Gronau-Epe. Queste valvole a sfera, utilizzate in diversi diametri nominali (da DN 25 a DN 300), sono progettate appositamente per soddisfare i requisiti dello stoccaggio dell’idrogeno. Con la sua verifica di idoneità dei materiali, Hartmann Valves offre un test che verifica l’idoneità delle valvole esistenti all’impiego nel settore dell’idrogeno.

Zukunft gestalten: Seminar zur Messtechnik für Wasserstoff

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Nell’ambito del progetto GET H2 Nukleus, da Lingen a Gelsenkirchen sta prendendo forma una delle prime infrastrutture per l’idrogeno accessibili al pubblico in Germania. Per la realizzazione del progetto, una cavità esistente riempita di salamoia della RWE Gas Storage West GmbH verrà adattata allo stoccaggio di idrogeno e saranno costruiti ulteriori impianti presso l’attuale stazione di compressione e prelievo.

La WUN H2 GmbH gestisce l'impianto di produzione di idrogeno verde attualmente più grande della Baviera.(Immagine: Swen Gottschall/Zukunft Gas)
La WUN H2 GmbH gestisce l'impianto di produzione di idrogeno verde attualmente più grande della Baviera.
(Immagine: Swen Gottschall/Zukunft Gas)

I nuovi progetti sull’idrogeno stanno nascendo a un ritmo vertiginoso: un esempio è “Hyperlink”, un gasdotto per l’idrogeno lungo 660 chilometri del gestore di rete Gasunie, che insieme ad altri progetti costituirà l’European Hydrogen Backbone. La prima parte della rete Hyperlink sarà completata nel 2026. Entro il 2030 dovrebbero essere allacciati i clienti industriali e i cluster.

Gasunie spiega: «Sarà possibile importare o “scaricare” idrogeno. Gli impianti di stoccaggio dell’idrogeno entreranno a far parte dell’infrastruttura e saranno realizzati collegamenti transfrontalieri con i paesi confinanti, i Paesi Bassi e la Danimarca». A tal fine verranno utilizzate sia le reti del gas esistenti sia le infrastrutture di nuova realizzazione. Il Gruppo RMA è il fornitore di valvole e strumenti di misura.

Maggiore efficienza a pressioni più elevate

Herose ritiene che lo sviluppo di nuove serie di valvole sia fondamentale. Queste valvole sono specificamente progettate per resistere alle bassissime temperature dell’idrogeno liquido (-255 °C) e alle elevate pressioni dell’idrogeno compresso (fino a 1.000 bar). Le valvole di sicurezza di Herose prevengono danni a persone e apparecchiature nel caso in cui la pressione in un serbatoio o in una tubazione diventi troppo elevata. In tali casi, la valvola scarica l’idrogeno in modo sicuro in un sistema di sfiato. Tali valvole trovano applicazione anche nei sistemi a idrogeno liquido, che normalmente funzionano a pressione moderata.

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Müller Co-Ax fornisce valvole anche per la produzione, il trasporto e la distribuzione dell’idrogeno lungo l’intera catena del valore. Il settore della valventistica sta subendo una trasformazione: «Per affermarsi nell’industria dell’idrogeno, le soluzioni esistenti devono diventare più efficienti», sottolinea l’azienda. Nel caso dell’idrogeno, una pressione più elevata può spesso comportare una maggiore efficienza, poiché consente di trasportare una maggiore quantità di idrogeno. La valvola KX1000 di Müller Co-Ax è progettata per pressioni fino a 1.000 bar e offre un'elevata portata. «Ciò riduce notevolmente la durata del processo di rifornimento rispetto alle valvole convenzionali.»

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Nuovi tipi di valvole per nuove applicazioni

Anche Goetze Armaturen si concentra sul mercato dell'idrogeno. Il produttore offre valvole di sicurezza, riduttori di pressione e valvole di sfioro in quasi tutti i settori della catena del valore dell’idrogeno: dalla produzione tramite elettrolisi allo stoccaggio ad alta pressione o allo stato liquefatto, fino al punto di utilizzo presso l’utente. «Regoliamo la pressione prima dell’elettrolisi, mettiamo in sicurezza il circuito delle pompe dell’acqua di alimentazione e, infine, proteggiamo i serbatoi di stoccaggio dell’idrogeno da sovrapressioni non consentite.»

Goetze punta su acciai inossidabili con un contenuto di nichel più elevato per prevenire la fragilità da idrogeno. «La guarnizione deve soddisfare standard specifici», sottolinea l’azienda.

Nuove sfide e prospettive allettanti

Le nuove applicazioni richiedono condizioni operative diverse e, talvolta, nuovi tipi di valvole. Secondo Herose, in futuro avremo bisogno di valvole più grandi per gestire portate più elevate. L’azienda ha inoltre sviluppato moduli valvolari che offrono diverse funzioni, nonché valvole isolate sottovuoto che possono essere installate direttamente sui serbatoi di idrogeno liquido.

Potrete scoprire le tendenze e i punti salienti del settore della valventistica anche alla Valve World Expo, che si terrà dal 1° al 3 dicembre 2026 a Düsseldorf.Informazioni, programma e biglietti

In futuro, l’economia dell’idrogeno verde si svilupperà in modo più decentralizzato rispetto all’attuale produzione di idrogeno su larga scala. Il sistema dell’idrogeno deve reagire in modo più flessibile alla produzione volatile di energia rinnovabile: «Questa sfida può essere affrontata in modo economicamente efficiente solo attraverso la massima implementazione di sistemi digitali e intelligenti», spiega l’Associazione tedesca per l’idrogeno. Oltre alla digitalizzazione, anche l’intelligenza artificiale sarà «indispensabile per il decollo e l’affermazione dell’economia di mercato dell’idrogeno verde». Anche in questo ambito il settore della rubinetteria è ben preparato.

La fragilizzazione da idrogeno provoca la formazione di crepe. Per evitarla, nella progettazione dei raccordi è necessario utilizzare il materiale adeguato.(Immagine: Il futuro del gas)
La fragilizzazione da idrogeno provoca la formazione di crepe. Per evitarla, nella progettazione dei raccordi è necessario utilizzare il materiale adeguato.
(Immagine: Il futuro del gas)

Il boom dell’idrogeno aumenterà senza dubbio ulteriormente la domanda di rubinetteria, «non appena il settore dell’elettrolisi metterà in funzione impianti con una capacità significativa”, afferma la Waldemar Pruss Armaturenfabrik. “Presto potrebbe essere necessario gestire grandi portate volumetriche.” Una sfida che il settore delle valvole raccoglierà sicuramente.