La Finlandia getta le basi per lo stoccaggio sotterraneo su larga scala di idrogeno nel substrato roccioso cristallino | VTT
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Man mano che l’Europa aumenta la produzione di idrogeno da fonti rinnovabili, sarà necessario ricorrere allo stoccaggio di idrogeno su larga scala per bilanciare produzione e consumo. Un nuovo studio finlandese condotto dal Centro di Ricerca Tecnica VTT e dal Servizio Geologico Finlandese GTK, in collaborazione con aziende operanti nel settore dell’idrogeno in Finlandia, dimostra che lo stoccaggio sotterraneo dell’idrogeno può essere realizzato anche nel substrato roccioso cristallino: una scoperta importante per i paesi e le regioni che non possono fare affidamento sulle cavità saline.
Lo stoccaggio sotterraneo dell’idrogeno è necessario per bilanciare la produzione e l’utilizzo dell’idrogeno nell’arco di giorni e settimane, non solo di ore. Sebbene i gasdotti per il trasporto dell’idrogeno possano garantire flessibilità a breve termine, il bilanciamento su più giorni richiede grandi impianti di stoccaggio sotterranei. I risultati sono particolarmente rilevanti per la Finlandia, che punta a diventare una delle principali economie dell’idrogeno in Europa, ma non dispone delle cavità saline sotterranee disponibili per lo stoccaggio dell’idrogeno in molti altri paesi europei.
“Lo sviluppo di impianti di stoccaggio sotterraneo dell’idrogeno è un’impresa lunga e ad alta intensità di capitale. Il progetto ha stimato che la costruzione di un impianto di stoccaggio da 40.000 m³ costerebbe circa 30 milioni di euro. Includendo le fasi di pianificazione e autorizzazione, la durata complessiva del progetto sarebbe di quattro o cinque anni”, afferma Pasi Valkokari, ricercatore senior presso il VTT e responsabile dell’iniziativa di ricerca.
In un progetto di ricerca congiunto finanziato da Business Finland, il VTT e il GTK hanno effettuato, per la prima volta, una valutazione completa dei requisiti per lo stoccaggio dell’idrogeno nelle condizioni finlandesi. Il progetto HUG ha coinvolto anche quasi venti aziende operanti nell’economia dell’idrogeno finlandese.
«Il progetto ha generato conoscenze preziose sulle alternative di stoccaggio sotterraneo dell’idrogeno e ha migliorato la comprensione sia delle opportunità che delle incertezze residue che devono essere risolte. I risultati forniscono una solida base per lo sviluppo dello stoccaggio di idrogeno su larga scala come parte integrante dei futuri sistemi a idrogeno”, afferma Satu Sipola, vicepresidente del settore Idrogeno e Power-to-X presso Fortum Power and Heat.
La progettazione e la sicurezza delle cavità di stoccaggio richiedono ulteriori ricerche
Le cavità saline sotterranee esistenti nell’Europa centrale e nel Regno Unito possono essere utilizzate per lo stoccaggio dell’idrogeno poiché offrono condizioni naturalmente a tenuta di gas. La Finlandia, tuttavia, non dispone di formazioni saline idonee, il che significa che le cavità di stoccaggio devono essere scavate nel substrato roccioso cristallino e che la tenuta al gas deve essere garantita tramite soluzioni tecniche. Ciò rende la Finlandia un caso di studio rilevante per altre regioni in cui lo stoccaggio in cavità saline non è disponibile.
«La selezione geologica del sito, le indagini sul terreno e gli studi sui materiali per un impianto di stoccaggio dell’idrogeno in roccia dura sono essenziali per garantire che il substrato roccioso circostante rimanga stabile e che la sicurezza non sia compromessa qualora l’idrogeno dovesse reagire con altri materiali», afferma Teemu Lindqvist, geologo presso il GTK.
Lo studio congiunto ha esaminato la fattibilità di collocare grandi cavità sotterranee per lo stoccaggio dell’idrogeno nel substrato roccioso finlandese. Come risultato, il progetto ha sviluppato un concetto di stoccaggio di alto livello che copre la progettazione della struttura di stoccaggio, i modelli operativi, i requisiti geologici e di sicurezza, i rischi tecnici e sociali, le esigenze di investimento e i modelli ecosistemici. Oltre ai risultati ottenuti, permangono diverse questioni tecniche, commerciali e normative di rilievo che richiederanno ulteriori approfondimenti.
«Stiamo ora preparando la fase successiva della ricerca con il consorzio industriale e miriamo a continuare a sviluppare i requisiti di progettazione basati sulla ricerca che consentiranno lo sviluppo di un impianto pilota e di un concetto di stoccaggio replicabile per una diffusione più ampia», afferma Jutta Nyblom, responsabile della collaborazione industriale nel progetto e della preparazione dell’iniziativa presso il VTT.
Sviluppo graduale dell’economia dell’idrogeno
Si prevede che l’economia dell’idrogeno in Finlandia si sviluppi per fasi. La prima fase vedrà l’emergere di cluster regionali dell’idrogeno. Man mano che i volumi di produzione e consumo di idrogeno cresceranno, gli impianti di stoccaggio dedicati diventeranno un fattore chiave per la realizzazione di catene del valore dell’idrogeno commercialmente sostenibili, contribuendo a stabilizzare i prezzi e la disponibilità dell’idrogeno.
Inizialmente saranno sufficienti soluzioni di stoccaggio di dimensioni più ridotte. Tuttavia, si prevede che crescerà rapidamente la necessità di impianti di stoccaggio sotterraneo di idrogeno di media scala, con un volume compreso tra 10.000 e 40.000 metri cubi.
“Il sostegno tramite investimenti pubblici è fondamentale per accelerare gli investimenti nell’idrogeno verde e lo sviluppo dell’economia dell’idrogeno in Finlandia, oltre che per garantire che i progetti di stoccaggio possano procedere senza ritardi. Oltre al sostegno pubblico, i progetti richiederanno una stretta collaborazione lungo tutte le catene del valore, un contesto normativo stabile e prevedibile e solidi impegni di acquisto per poter andare avanti», afferma Pasi Valkokari del VTT.
Partner industriali del progetto HUG
AFRY Finland Oy BusinessOulu Danfoss Drives Oy DEKRA Industrial Oy EDR Medeso Oy Energiateollisuus ry Fortum Power and Heat Oy Gasgrid vetyverkot Oy Geomachine Oy Green North Energy Oy Helen Oy Lujabetoni Oy Mincon Nordic Oy Neste Oyj St1 Oy Sweco Finland Oy Valmet Automation Oy Vantaan Energia Oy
Il progetto è stato finanziato principalmente da Business Finland. Le attività di ricerca sono state condotte dal Centro di Ricerca Tecnica della Finlandia (VTT) e dal Servizio Geologico della Finlandia (GTK).
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