Progetto congiunto Fraunhofer: HySecunda – Contributo dell’H2 alla sicurezza energetica globale – Produzione di idrogeno verde dal Sud Africa

🎯🌍 Riepilogo e obiettivi – Soluzioni scalabili per la produzione di idrogeno verde

Il progetto congiunto HySecunda mira a ottimizzare la produzione, lo stoccaggio, lo sviluppo di capacità e la certificazione dell’idrogeno verde (H2). Il Sudafrica è ai blocchi di partenza come potenziale principale fornitore di idrogeno verde, anche per la Germania. La sfida attuale consiste nello stoccaggio e nella distribuzione di questa fonte di energia. Nove Istituti Fraunhofer e l'Accademia Fraunhofer hanno unito le forze nel progetto HySecunda per sviluppare soluzioni per la produzione, lo stoccaggio e la certificazione dell'idrogeno verde. Inoltre, il consorzio sostiene lo sviluppo di capacità in Sud Africa e progetti sui carburanti a base di idrogeno per l’aviazione.

🌞🤝 Potenziale del Sud Africa e cooperazione internazionale

Con l’abbondanza di fonti energetiche rinnovabili come l’energia solare ed eolica, il Sudafrica ha il potenziale per diventare un importante produttore di idrogeno pulito e sostenibile, cosa che potrebbe essere di grande interesse sia per la Germania che per l’Europa. Il Paese potrebbe svolgere un ruolo chiave se riuscisse a sviluppare le infrastrutture per lo stoccaggio e la distribuzione dell’idrogeno e a ridurre i costi di produzione.

💡🔬 Competenza in materia e focus della ricerca

Il progetto HySecunda, a cui partecipano diversi istituti Fraunhofer, si concentra sullo sviluppo di soluzioni pratiche e scalabili per la produzione di idrogeno verde in Sud Africa per un periodo di tre anni. Questi istituti offrono competenze nei settori della microstruttura di materiali e sistemi, economia energetica e tecnologia dei sistemi, infrastrutture energetiche, energia geotermica, ceramica, ricerca sui silicati, tecnologie di rivestimento, energia eolica, ricerca su sistemi e innovazione ed energia solare. Inoltre viene implementato un concetto educativo adattato specificatamente alle esigenze dei 16 Stati della Comunità per lo sviluppo dell'Africa australe (SADC).

🛡️🌱 Certificazione e preparazione al mercato

Uno degli obiettivi principali del progetto è anche lo sviluppo di soluzioni conformi al mercato e al sistema per la certificazione dell’idrogeno verde e dei suoi derivati. Le analisi del sistema energetico e gli studi di fattibilità economica aiutano a identificare tempestivamente i rischi e le condizioni quadro necessarie, il che rappresenta una base importante per una commercializzazione di successo e la successiva importazione in Germania e in Europa.

🌐✨ Contesto globale e sostenibilità

Per dare uno sguardo completo al progetto HySecunda, si dovrebbe tenere conto anche del contesto globale dell’idrogeno verde. L’Agenzia internazionale per l’energia (IEA) prevede una crescente domanda di idrogeno verde come parte degli sforzi globali per ridurre le emissioni di carbonio e raggiungere gli obiettivi climatici. L’idrogeno può essere utilizzato come fonte energetica in vari settori come i trasporti, l’industria e la produzione di energia. In particolare, la capacità dell’idrogeno di immagazzinare energia per lunghi periodi di tempo e di trasportarla su lunghe distanze lo rende un pilastro importante della transizione energetica.

🤝🌏 Partenariati internazionali e sviluppo locale

Anche la cooperazione tra Germania e Sudafrica nel campo dell’idrogeno è un esempio della crescente importanza delle partnership internazionali nel settore energetico. Attraverso tali collaborazioni, il trasferimento tecnologico, lo sviluppo economico e la lotta al cambiamento climatico possono andare di pari passo. Tali progetti promuovono inoltre l’economia locale del Sudafrica creando posti di lavoro e rafforzando le competenze locali nel campo delle energie rinnovabili.

🚀⚙️ Sfide e percorsi futuri

La tecnologia dell’idrogeno deve ancora affrontare sfide tecniche ed economiche. Questi includono l’efficienza della produzione di idrogeno, in particolare attraverso l’elettrolisi, il costo dell’energia rinnovabile e la necessità di sviluppare un’infrastruttura sicura ed efficiente per il trasporto e lo stoccaggio dell’idrogeno. Progetti come HySecunda sono cruciali per affrontare queste sfide e accelerare la transizione verso un futuro a basse emissioni di carbonio.

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• ✅ Certificazione e commercializzazione di H2 green
• 🌐 Contesto globale dell'idrogeno come fonte energetica
• ⚡ Utilizzo dell'idrogeno nei trasporti, nell'industria e nell'energia
• 🌱 Sostegno economico locale attraverso le tecnologie H2

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🌟 Principali ambiti di innovazione tecnologica

Gli Istituti Fraunhofer in Germania sono noti per il loro lavoro pionieristico nella ricerca applicata e svolgono un ruolo cruciale nello sviluppo di tecnologie innovative. Nel promuovere le scoperte scientifiche, si concentrano, tra le altre cose, su quattro aree principali del settore tecnologico che sono di grande importanza per l'industria e l'ambiente.

🔍Espansione della tecnologia dei sensori

In primo luogo, gli istituti si dedicano allo sviluppo della tecnologia dei sensori più moderna. Gli approcci innovativi includono la progettazione di sensori con maggiore sensibilità che possono aiutare a rilevare le perdite nei serbatoi e nelle condutture in modo più rapido e affidabile. Allo stesso modo, questa tecnologia di sensori mira a rilevare più rapidamente i segni di corrosione e affaticamento dei materiali, il che è fondamentale per la manutenzione e la sicurezza in vari settori. Ad esempio, l’utilizzo di questi sensori nell’industria del petrolio e del gas potrebbe prevenire danni ambientali e aumentare l’efficienza operativa.

🛡️ Innovazione negli strati barriera

Nel secondo ambito gli istituti si concentrano sugli innovativi strati barriera all'ossigeno e all'idrogeno. Tali rivestimenti sono essenziali per l'integrità delle celle elettrolitiche poiché impediscono all'ossigeno e all'idrogeno di entrare nei segmenti adiacenti. Strati barriera migliorati non solo prolungano la durata delle celle elettrolitiche, ma ne aumentano anche significativamente la sicurezza. Ciò è particolarmente rilevante per il settore energetico, dove le celle elettrolitiche rappresentano una tecnologia chiave per immagazzinare energia rinnovabile sotto forma di idrogeno.

💰 Rapporto costo-efficacia delle piastre bipolari

Il terzo obiettivo strategico si concentra su rivestimenti più convenienti per piastre bipolari (BPP). Le piastre bipolari sono elementi essenziali nelle celle a combustibile e negli elettrolizzatori. Fungono da strati separatori conduttivi che distribuiscono anche i gas di reazione. Tradizionalmente, queste piastre sono realizzate con materiali costosi come titanio o grafite e sono spesso rivestite con metalli preziosi come oro o platino per aumentarne la durata. Gli Istituti Fraunhofer si impegnano a sviluppare rivestimenti più economici ma ad alte prestazioni in grado di resistere agli elevati requisiti operativi di temperatura, pressione, tensioni elettriche e ambienti corrosivi.

🌬️ Miglioramenti al trasporto degli strati

La quarta e ultima ottimizzazione viene ricercata nello sviluppo di strati di trasporto porosi (PTL). Questi strati sono essenziali per la fornitura di reagenti come gas e liquidi nonché per il trasporto di ioni all'interno delle celle di elettrolisi. Il miglioramento di questi PTL può avere un impatto drammatico sulla velocità di reazione e sull’efficienza complessiva della conversione energetica. Una maggiore efficienza significa che viene prodotta più energia utilizzabile per lo stesso input, riducendo i costi e aumentando la sostenibilità.

🌍 Contributo ad un futuro sostenibile

Gli Istituti Fraunhofer stanno lavorando su tecnologie chiave che non solo aumentano le prestazioni e la sicurezza dei sistemi, ma possono anche contribuire a ridurre i costi e proteggere l’ambiente a lungo termine. Questi sviluppi hanno il potenziale per rivoluzionare un’ampia gamma di settori industriali, tra cui lo stoccaggio dell’energia, l’automotive, l’impiantistica e l’industria chimica. Oltre agli sforzi per l’efficienza e l’economicità, il lavoro di innovazione degli Istituti Fraunhofer fornisce un contributo significativo agli sforzi globali per plasmare un futuro sostenibile e rispettoso dell’ambiente.

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🔬🤝 Esigenze di ricerca e sviluppo per la transizione energetica

La sicurezza energetica è una preoccupazione centrale per la Germania e l’Europa, soprattutto da quando gli sviluppi geopolitici degli ultimi anni hanno reso chiara l’importanza di un approvvigionamento energetico indipendente e sostenibile. In questo contesto, progetti di ricerca e sviluppo come HySecunda non sono solo innovativi, ma necessari per modellare con successo la transizione energetica e raggiungere gli obiettivi climatici di Parigi.

🏢💪 Fraunhofer-Gesellschaft: un attore centrale

La Fraunhofer-Gesellschaft svolge un ruolo chiave nel perseguimento della sicurezza energetica in Germania e in Europa. Essendo la più grande organizzazione per la ricerca orientata alle applicazioni in Europa, contribuisce con la sua vasta esperienza attraverso progetti multidisciplinari per sviluppare soluzioni innovative. L’impegno menzionato dal Prof. Mario Ragwitz nel campo della ricerca strategica sulle tecnologie dell’idrogeno lo illustra in modo impressionante.

💼🌟 Il progetto HySecunda: Un fulgido esempio

Il progetto HySecunda, lanciato durante un kickoff meeting il 29 e 30 novembre 2023 a Halle (Saale), è un esempio eccezionale di tali iniziative. Con un volume di finanziamento di circa 15 milioni di euro, sostenuto dal 7° programma di ricerca energetica del Ministero federale dell'Istruzione e della Ricerca, è dimostrata l'importanza che il governo federale attribuisce al tema. L’obiettivo è promuovere l’idrogeno verde e i suoi derivati, in particolare nella regione SADC in Sud Africa, e allo stesso tempo costruire una cooperazione a lungo termine.

🤲🏽🔄 Collaborazione nel consorzio

I partner del consorzio HySecunda, che riunisce nove diversi istituti Fraunhofer, sono fondamentali per realizzare gli ambiziosi obiettivi del progetto. Combinando le loro competenze uniche, sarà possibile sviluppare tecnologie innovative per la produzione e l’utilizzo di idrogeno verde e fonti di energia sintetica. Secondo il Dott. Klemens Ilse, capogruppo per la diagnostica dei materiali per le tecnologie H2 presso Fraunhofer IMWS e responsabile del progetto, il progetto rappresenta un passo cruciale per l'accelerazione del mercato dell'idrogeno verde e dei suoi derivati.

🔋♻️ L'idrogeno come fonte energetica del futuro

L’idrogeno svolge un ruolo chiave nella decarbonizzazione dell’industria e dei trasporti, soprattutto laddove l’elettrificazione diretta è difficile o impossibile. L’idrogeno verde, ottenuto mediante elettrolisi utilizzando elettricità proveniente da energie rinnovabili, è particolarmente al centro dell’attenzione perché rilascia acqua solo quando viene bruciato e rappresenta quindi un’alternativa pulita.

✈️🌿 Promozione dell'energia verde nel settore dell'aviazione

Il progetto HyShiFT, con cui collabora il consorzio HySecunda, mira a stabilire la produzione di carburante verde per l'aviazione. Questo progetto sottolinea l’importanza dell’idrogeno verde anche nel settore dell’aviazione, un’area che necessita urgentemente di soluzioni sostenibili a causa dell’elevato fabbisogno di carburante e delle emissioni.

🏭📈 Importanza per l'economia regionale e la creazione di valore

L’importanza di tali progetti per lo sviluppo economico regionale non dovrebbe essere sottovalutata. Le collaborazioni a lungo termine forniscono la base per la creazione di valore locale, migliorano le infrastrutture energetiche e riducono la dipendenza dal carbone e dai combustibili fossili importati.

🌍💚 Sostenibilità e sviluppo socio-economico

Gli Istituti Fraunhofer perseguono un approccio olistico che tiene conto, oltre allo sviluppo tecnico, anche degli aspetti socioeconomici. Non si tratta solo della pura produzione di idrogeno, ma anche dello sviluppo di modelli di business fattibili che consentano un’implementazione economicamente sostenibile.

🔋🌞 Potenziale della regione SADC per l'idrogeno verde

L’idrogeno verde può anche fungere da mezzo di stoccaggio per l’energia in eccesso proveniente da fonti rinnovabili e la regione SADC offre qui condizioni ideali grazie al suo elevato potenziale di energia solare ed eolica. Al contrario, ciò potrebbe significare che l’Europa potrebbe coprire parte del proprio fabbisogno energetico importando idrogeno verde o suoi derivati ​​da questa regione, aumentando così la propria sicurezza energetica.

🌐🔗 Una politica energetica in rete per il futuro

Tuttavia, l'impegno della Fraunhofer-Gesellschaft nei confronti delle tecnologie dell'idrogeno è solo un aspetto di un approccio più ampio per raggiungere la sicurezza energetica. Le energie rinnovabili come l’energia eolica e l’energia solare svolgono un ruolo altrettanto importante quanto l’efficienza energetica, il collegamento in rete dei sistemi energetici e le tecnologie digitali per il controllo intelligente dell’approvvigionamento energetico.

🔍🌱 La ricerca come spinta all'innovazione e all'indipendenza energetica

Nel complesso, il progetto HySecunda è un ottimo esempio di come la ricerca e lo sviluppo, insieme alla collaborazione internazionale e a una chiara attenzione alla sostenibilità e all’indipendenza energetica, possano portare a progressi concreti e soluzioni innovative. Mostra quali opportunità offre la tecnologia dell’idrogeno e quale ruolo svolgono la Germania e l’Europa in un mercato energetico globalizzato.

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