Per oltre un secolo, i combustibili utilizzati per i mezzi di trasporto si sono basati quasi esclusivamente sugli idrocarburi del petrolio. Più recentemente, l’idrogeno è emerso come potenziale sostituto a lungo termine dei carburanti a base di idrocarburi e si prevede che rivestirà un ruolo di rilievo nell’economia energetica del futuro caratterizzata da fonti e vettori ecologicamente puliti.
Cosa rende l’idrogeno liquido un carburante ecologico potenzialmente perfetto?
L’idrogeno è leggero, presenta un’elevata densità energetica (3,4 volte superiore alla benzina rispetto al peso) e la sua combustione non produce sostanze nocive. Detto questo, benché l’idrogeno sia potenzialmente il carburante ecologico perfetto, nonché uno degli elementi più abbondanti sulla terra, è quasi impossibile da trovare nella sua forma più pura.
È necessario, quindi, estrarlo dalle molecole in cui è presente, come ad esempio l’acqua e i composti organici. Diversi metodi e tecnologie possono essere utilizzati a questo scopo, tra cui l’elettrolisi dell’acqua per scindere l’idrogeno dall’ossigeno, la riformazione del gas naturale (gassificazione), il reforming liquido rinnovabile utilizzando combustibili liquidi rinnovabili quali l’etanolo, e fonti di energia rinnovabili come le tecnologie solari, eoliche, di conversione della biomassa o geotermiche. Per consentire che le tecnologie dell’idrogeno e del carburante progrediscano, questi metodi dovranno essere ottimizzati.
Metodi di conservazione efficienti e sicuri sono la chiave per promuovere una ”economia dell’idrogeno”.
Inoltre, uno stoccaggio efficiente e sicuro dell’idrogeno presenta numerose sfide che sarà necessario superare per promuovere ulteriormente una “economia dell’idrogeno”. Sebbene l’idrogeno presenti la massa energetica più elevata rispetto a qualsiasi altro combustibile, in condizioni standard di pressione (pressione atmosferica) occupa un volume considerevole.
Per questo motivo, per immagazzinare e trasportare l’idrogeno in modo efficiente, è necessario ridurne significativamente il volume. Questo può avvenire in tre modi. Il primo è sotto forma di idrogeno compresso ad alta pressione in serbatoi ad alta pressione; il secondo è in forma solida ottenuto grazie alla reazione o all’assorbimento con composti chimici, metalli o immagazzinandolo in una forma chimica diversa; e il terzo è in forma liquida all’interno di serbatoi criogenici (a temperature inferiori a -253°C).
Idrogeno liquido: il modo ideale per immagazzinare più idrogeno in un dato volume
Di questi tre metodi, il più ideale per immagazzinare una maggiore quantità di idrogeno (energia) in un determinato volume è quello di convertirlo in forma liquida (LH2), poiché l’idrogeno liquido possiede una densità energetica più elevata e presenta meno rischi potenziali legati alla pressione di stoccaggio rispetto all’idrogeno compresso. Mentre l’idrogeno liquido viene ancora utilizzato principalmente nelle industrie spaziali e aeronautiche come combustibile primario per razzi insieme a ossigeno e fluoro, ora sta acquistando popolarità anche in altri settori come lo stoccaggio e il trasporto di idrogeno come combustibile destinato ai mezzi di trasporto.
In questo metodo di stoccaggio, l’idrogeno gassoso viene compresso ad alta pressione e poi liquefatto a temperature criogeniche (-253°C) all’interno di un serbatoio per idrogeno liquido. Per immagazzinare e trasportare l’idrogeno liquido in modo efficace e sicuro, tutti i serbatoi di stoccaggio, le tubazioni e le attrezzature devono essere progettati per sopportare le variazioni di pressione e le temperature estremamente basse. Questo include anche le valvole utilizzate in simili sistemi, poiché rappresentano una componente critica per il controllo del flusso di idrogeno liquido, e possono rappresentare una potenziale fonte di rilascio o perdita, oltre che rivelarsi essenziali per arrestare il sistema in caso di emergenza.
Inoltre, sebbene l’idrogeno liquido stoccato in serbatoi sia relativamente sicuro, potrebbero sorgere potenziali pericoli e problemi di sicurezza durante la movimentazione e nel caso in cui l’idrogeno venisse rilasciato nell’atmosfera. A causa del fatto che l’idrogeno migra rapidamente attraverso piccole aperture, si incendia facilmente, e brucia con fiamma quasi invisibile, i potenziali pericoli includono incendio, ustioni da idrogeno, esplosione, asfissia ed esposizione a temperature estremamente basse. Per questo motivo, tutte le attrezzature utilizzate nelle applicazioni con idrogeno liquido devono essere assolutamente conformi ai regolamenti, ai codici e agli standard pertinenti.
Habonim supporta attivamente la transizione verso fonti di energia alternative più pulite
Habonim supporta attivamente la transizione verso un’energia più pulita e vanta oltre 25 anni di esperienza nella progettazione, produzione e fornitura di soluzioni avanzate di valvole per ambienti ad alta pressione e per la gestione di gas liquefatti a bassa temperatura in condizioni operative estreme per l’industria del gas, criogenica e spaziale. Questo permette ad Habonim di offrire valvole omologate per applicazioni con gas naturale ad alta pressione, criogeniche, infiammabili e potenzialmente esplosive, inclusi i sistemi a idrogeno liquido.
Per questo motivo, Habonim è coinvolta in diversi progetti con aziende leader nello sviluppo di sistemi unici nel loro genere per l’utilizzo di idrogeno liquido come combustibile. Habonim sta anche collaborando con queste aziende per superare la sfida di testare valvole e sistemi per idrogeno liquido a temperatura criogenica, che è inferiore a quella per cui il mercato è attualmente attrezzato.
Le valvole progettate per l’uso in questo sistema innovativo devono essere in grado di resistere a temperature estremamente basse caratteristiche della lavorazione, dello stoccaggio, della spedizione e della distribuzione dell’idrogeno allo stato liquido. Nel progettare le valvole per l’uso in condizioni criogeniche così estreme, Habonim prende in attenta considerazione questo aspetto e il fatto che le valvole sono costruite con materiali diversi caratterizzati da rapporti di contrazione variabili. Questo assicura la loro funzionalità ottimale, piena tenuta e coppie della valvola costanti in un ampio intervallo di temperature variabili.
Habonim vanta inoltre una profonda conoscenza delle proprietà uniche e delle questioni di sicurezza inerenti all’idrogeno liquido, e offre una dotazione specifica per l’idrogeno presente in tutte le sue valvole standard, criogeniche e ad alta pressione per minimizzare i rischi e prevenire potenziali perdite di idrogeno.
Recentemente, Habonim ha anche annunciato la valvola a sfera per idrogeno ad alta pressione H29, ottimizzata per la durabilità e la sicurezza nei sistemi di rifornimento, stoccaggio e produzione di idrogeno ad alto ciclo e testata ai sensi dell’ultimo standard ISO 19880-3:2018 su Idrogeno gassoso – Stazioni di rifornimento – Valvole.
Garantire integrità e sicurezza in applicazioni a condizioni estreme
Al fine di prevenire potenziali rischi per la sicurezza legati alla movimentazione e allo stoccaggio di materiali pericolosi come l’idrogeno liquido, tutte le nostre valvole sono dotate del pacchetto di integrità Total HermetiX. Questo include la guarnizione per vapore brevettata HermetiX™ con capacità di tenuta a zero emissioni fuggitive; guarnizione doppio corpo per una tenuta atmosferica corpo-estremità e corpo-coperchio e una tenuta in linea superiori.
Inoltre, siamo in grado di integrare funzionalità di sicurezza specifiche per applicazioni ad alta pressione e criogeniche come l’arresto di emergenza (ESD). Questo consente l’arresto in sicurezza del flusso di gas in caso di emergenza o guasto del sistema; guarnizione doppio corpo per una tenuta atmosferica corpo-estremità e corpo-coperchio superiore; e un design interamente a prova di fuoco, testato e certificato API 607 e ISO 10497.
Tutte le nostre valvole criogeniche ad alta pressione per l’uso con gas naturale compresso e liquido sono progettate, prodotte e testate secondo gli standard generali del sistema di qualità, tra cui API-6D (n. 6D-1278) e gestione della qualità ISO 9001 e gli standard specifici per applicazioni di gas criogenici, applicazioni ad alta pressione, segmento gas e petrolio, settore marino e ambienti esplosivi e a rischio di incendio.
