Tra gli aspetti di maggior interesse del progetto di insediamento denominato “Eolico Offshore Molise”, promosso dalla Maverick srl, c’è quello legato alla produzione di idrogeno verde. Non a caso, è proprio dedicato ad alimentare principalmente questo asset. L’idrogeno verde sarà prodotto attraverso elettrolizzatori presumibilmente del tipo Pem (con membrane polimeriche elettrolitiche) per un consumo totale di circa 800MW alla fine della vita utile dell’impianto. In questa fase preliminare del progetto si sono considerati gli elettrolizzatori PEM di Siemens, tra i maggiori produttori mondiali di elettrolizzatori, in particolare il modello Silyzer 300 che è quello di taglia maggiore. Sono state quindi considerate 40 linee di questi elettrolizzatori di Siemens ciascuno dei quali con 24 celle di produzione di idrogeno. Questo tipo di sistema è altamente flessibile e ha un livello minimo di produzione molto basso con un range di lavoro tra il 5% e il 100%, che si traduce nel rendere profittevoli anche le ore a bassa produzione eolica senza necessità di dover spegnere l’impianto, che con altre tecnologie, potrebbe essere causata dall’impossibilità di sostenere il minimo carico degli elettrolizzatori. Tali elettrolizzatori producono idrogeno e ossigeno a partire da acqua deionizzata (proveniente dall’acqua di acquedotto che è trattata con un impianto di 
filtrazione, demineralizzazione ed elettrodeionizzazione (EDI), e sono dotati di un sistema di raffreddamento ad acqua in un circuito chiuso. Il dimensionamento del circuito chiuso di raffreddamento deve tenere in conto del degrado delle performance degli elettrolizzatori nel corso del tempo. Infatti, alla fine della vita utile degli elettrolizzatori, il raffreddamento può rappresentare fino al 40% dell’energia totale consumata dagli elettrolizzatori. L’idrogeno è prodotto a pressione atmosferica con un alto grado di purezza, tale per cui è già possibile utilizzare l’idrogeno senza ulteriori trattamenti per immetterlo in rete e per alcuni processi industriali. Sulla struttura degli elettrolizzatori sono presenti alcune connessioni per il collegamento con un serbatoio di azoto, utilizzato per inertizzare quando il sistema è spento o in standby. La necessità di riempire di idrogeno il sistema quando il sistema è spento è un altro motivo per cui è importante utilizzare una tecnologia che permetta di lavorare anche a bassi carichi. A seconda dell’applicazione desiderata, l’idrogeno prodotto dagli elettrolizzatori passa per vari stage di compressioni che lo portano alla pressione d’utilizzo. La portata nominale di idrogeno prodotto dalle 40 linee di elettrolizzatori è 13.400 kg/h (335kg/h per linea). Questa produzione richiede i seguenti consumi ed utenze: circa 140m3/h di acqua deionizzata (che corrisponde a circa 190 m3/h di acqua dell’acquedotto considerando un’efficienza media dell’impianto demi); circa 700MW di potenza elettrica a inizio vita, senza tener conto degli ausiliari (a fine vita utile, la potenza richiesta sarà pari a circa 802MW per produrre la stessa quantità di idrogeno, sempre senza ausiliari). Il sistema di raffreddamento è basato su due circuiti chiusi ad acqua di raffreddamento, uno per ogni blocco di elettrolizzatori (ogni blocco di elettrolizzatori è composto da 20 elettrolizzatori). La potenza termica totale per i due coolers da dissipare in ambiente è nell’ordine dei 400MWth. Considerando una differenza di temperatura tra ingresso e uscita di 15°C, e con una temperatura di lavoro di 35°C come temperatura di progetto del circuito, la portata d’acqua per ogni circuito è di circa 11,500 m³/h. Nello specifico si considera di installare un circuito di aero-refrigeranti per ciascun blocco di elettrolizzatori. A completamento dei due circuiti vengono installate su ognuno di essi pompe di circolazione in configurazione 4×33%. Visto che l’elettrolizzatore produce idrogeno a pressione atmosferica c’è necessità di inserire un treno di compressione che porti l’idrogeno alla pressione d’utilizzo desiderata. Il dimensionamento dei compressori e dello stoccaggio di idrogeno sono direttamente collegati l’un l’altro, visto che la pressione desiderata del sistema impatta, oltre che sul dimensionamento dei compressori, anche sullo spazio finale necessario per lo stoccaggio (maggiore è la pressione, maggiore il numero di stadi di compressione necessari, ma minore lo spazio per lo stoccaggio). In questa relazione si è quindi considerata una pressione di stoccaggio di 90 bar, essendo una via di mezzo che permette sia la fornitura dell’idrogeno per applicazioni industriali che l’immissione in rete, e contemporaneamente occupa uno spazio che si adatta a quello disponibile per l’impianto. Il treno di compressione per portare 13.400 kg/h di idrogeno a 90 bar è composto da 16 compressori con 4 stage di compressione ognuno, che consumano in totale 31 MW di potenza elettrica (ca 1,9MW per ogni compressore). Il sistema di stoccaggio per l’idrogeno è stato preliminarmente dimensionato con un sistema di accumulo da 20 ton, alla pressione di 90 bar, realizzato con tubi sotterranei, appoggiati al terreno, di diametro di 1.5m, necessario
per alimentare la flotta dei veicoli dei comuni limitrofi. Gli altri sistemi ausiliari dell’impianto sono i seguenti: Fire-fighting: il serbatoio dell’acqua di servizio ha una riserva d’acqua dedicata per usi di antincendio. Da questa riserva d’acqua pescano le pompe antincendio per l’alimentazione dell’anello antincendio dell’impianto; Impianto deionizzazione: il sistema è incluso nella fornitura dagli elettrolizzatori da parte di Siemens e porta l’acqua dall’acquedotto alle caratteristiche richieste dall’elettrolizzatore; Un serbatoio dell’acqua di servizio e un serbatoio dell’acqua deionizzata; sistema aria compressa: il sistema è incluso nella fornitura dagli elettrolizzatori da parte di Siemens. Il sistema è integrato con alcuni serbatoi di aria strumenti ed una rete dedicata per il resto dell’impianto; sistema di Azoto: per inertizzare i circuiti di idrogeno/ossigeno degli elettrolizzatori. Il sistema è incluso nella fornitura dagli elettrolizzatori da parte di Siemens integrandolo con dei serbatoi di riserva di azoto all’interno dell’impianto. L’impianto elettrolisi è alimentato dal parco eolico offshore di circa 1.8 GW tramite due linee in alta tensione (380kV) in ingresso alla sottostazione GIS di impianto. La sottostazione GIS è formata da: 2 stalli (baie) in ingresso dal Parco Eolico; 4 stalli collegati ai trasformatori da 250MVA per alimentazione degli elettrolizzatori e gli ausiliari di impianto; il sistema è a doppia sbarra con congiuntore tra le due. Ogni sbarra è munita di trasformatore di tensione. Dagli stalli di trasformazione si distribuisce l’energia all’impianto elettrolisi tramite 4 trasformatori AT/MT a doppio avvolgimento secondario. Ogni avvolgimento si collega ad un quadro di media tensione a 33 kV che alimenta 5 celle di elettrolizzatori più gli ausiliari di impianto. Le opere civili rilevanti considerate in questa fase preliminare del lavoro sono le seguenti: lavori di scavi, riporti e compattazione per l’intero impianto, includendo i serbatoi per lo stoccaggio di idrogeno; un capannone per ogni blocco di elettrolizzatori (in totale 2), che contiene anche una sala elettrica e di controllo; un capannone ogni 6 compressori, per un totale di 2 capannoni per il treno di compressione; una tettoia per l’impianto di acqua deionizzata; un capannone per la sottostazione GIS di impianto.
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