Caldaie a idrogeno, arriva la soluzione green per il riscaldamento domestico

Presto nelle nostre case potremmo arrivare a sostituire le caldaie tradizionali con versioni high tech alimentate a idrogeno. L'idrogeno è infatti considerato una delle più promettenti frontiere per l'approvvigionamento energetico, con applicazioni che spaziano dai trasporti all'industria, passando per il riscaldamento delle abitazioni. D'altra parte, l'idrogeno è un elemento presente in abbondanza in natura, e una volta trasformato in forma molecolare (H2) e in grado di svolgere le stesse funzioni dei gas oggi utilizzati come combustibili nelle caldaie, o dei combustibili fossili che alimentano automobili e grandi macchinari.

Oggi abbiamo già svariati esempi di utilizzo dell'idrogeno, e nel frattempo la crisi climatica e l'obiettivo non prorogabile di raggiungere l'azzeramento delle emissioni nette entro il 2050 impongono il progressivo abbandono delle caldaie a gasolio e metano, a favore di soluzioni meno impattanti per l’ambiente e sostenibili dal punto di vista delle risorse.

Da recenti studi è emersa la possibilità dell’utilizzo dell’idrogeno su larga scala per la produzione di calore domestico. Le prospettive sembrano molto allettanti e, non a caso, sempre più aziende stanno decidendo di investire proprio in questo senso. Già oggi esistono in commercio caldaie che utilizzano come combustibile una miscela con una presenza dell’idrogeno fino al 20%. L’obiettivo però è molto più ambizioso, ed è di creare macchinari in grado di funzionare esclusivamente con l'idrogeno. La prima implementazione funzionante è attesa per il 2023 in Germania e si stima che entro i due anni successivi queste nuove caldaie vengano immesse sul mercato, così da iniziare a utilizzarle a partire dalle aziende.

La prima caldaia completamente a idrogeno

Un team di ricercatori ad Allenford, un centro poco distante da Francoforte in Germania, sta lavorando per implementare l’utilizzo dell’idrogeno nei sistemi di riscaldamento. È già stata annunciata la realizzazione di una serie di prototipi di caldaie al 100% a idrogeno. Dopo un lungo processo di ricerca e sviluppo, è stato possibile proporre una versione di caldaia a condensazione in grado di funzionare sia in modo convenzionale (a metano o gas naturale), sia con una miscela di idrocarburi, sia con idrogeno. Il tutto attraverso un'operazione relativamente semplice di sostituzione del bruciatore, anche se - come vedremo sotto - ci sono anche problemi di ingombro non trascurabili.

Per raggiungere l’obiettivo di azzerare le emissioni di gas nocivi è necessario realizzare dei bruciatori nuovi, compatibili con le caratteristiche del nuovo combustibile e capaci di raggiungere percentuali d'uso dell'idrogeno ben più alte delle attuali. Prima dell'immissione in commercio saranno necessari test di resistenza e la realizzazione di sistemi di gestione della propagazione della fiamma, visto che l’idrogeno ha un profilo di densità e un potere calorifico molto diverso dal metano. Se tutto procede come da programma, il primo test pilota del nuovo prototipo si svolgerà nei primi mesi del 2023. Per il lancio sul mercato bisognerà attendere almeno il 2024, o più probabilmente il 2025.

Meno inquinanti ma più ingombranti

Il primo vantaggio delle caldaie a idrogeno, facilmente intuibile, è ambientale: utilizzando questo combustibile si ridurrebbe in maniera drastica l’emissione di CO2, noto gas climalterante la cui concentrazione è in forte crescita nell’atmosfera. Già la produzione di caldaie con il 20% di idrogeno come combustibile determina la riduzione del 7% dell’inquinamento annuo derivante dai cosiddetti gas serra. Riuscire a implementare modelli in grado di utilizzare al 100% l’idrogeno permetterebbe di fare un grande balzo in avanti nel processo di decarbonizzazione. Inoltre, in questi impianti l’unico elemento necessario per produrre idrogeno sarebbe l’acqua, da combinare con l'energia necessaria per produrre l'idrogeno. Il che significherebbe rivoluzionare l'attuale sistema delle bollette di gas ed elettricità, con un conseguente notevole risparmio economico.

Forse l’aspetto che più preoccupa le aziende impegnate nella progettazione delle caldaie a idrogeno è la dimensione. La realizzazione di tutti i processi necessari per la produzione di calore a partire dall’acqua richiede parecchio spazio, quindi le dimensioni previste sono quelle di un grosso frigorifero, con allacciamenti altrettanto ingombranti. Insomma, pensare di inserire una caldaia di queste dimensioni in un monolocale o in un appartamento, a oggi, sembra una sfida piuttosto ardua. Anche le manutenzioni, soprattutto nelle prime fasi dell’implementazione delle nuove tecnologie, devono essere fatte con frequenza semestrale per questioni di sicurezza. Il gas all’interno del caldaie sarà a una pressione di circa 200 atmosfere, quindi sarà bene prestare grande attenzione per evitare rischi per la salute delle persone.

Infine, i prezzi al momento non sono esattamente alla portata di tutti: basta pensare che una caldaia per il riscaldamento di un’abitazione di circa 170 metri quadrati può arrivare fino a 10mila euro.

L'Italia arranca: per le famiglie il riscaldamento a idrogeno è lontano

In Italia il processo di innovazione dei sistemi di riscaldamento domestico procede a rilento: circa l’85% degli impianti utilizza ancora il metano, mentre la restante parte si basa su pompe di calore. Difficile pensare che nei prossimi anni la situazione possa cambiare in maniera improvvisa e sostanziale, ma più probabilmente a partire dai prossimi 5 o 10 anni i sistemi a idrogeno andranno ad affiancare quelli elettrici già in larga diffusione, per ridurre progressivamente e lentamente l’utilizzo del metano e del gas naturale.

Probabilmente le prime realtà in grado di installare caldaie a idrogeno saranno le aziende, perché creare una rete di infrastrutture per fornire i centri abitati e le abitazioni non sembra affatto facile ed è necessario molto più tempo. Senza dimenticare il tema dell'approvvigionamento di grandi quantità di idrogeno molecolare, da ottenere mediante la generazione di energia da fonti rinnovabili. Insomma, per vedere il riscaldamento a idrogeno nelle nostre case bisognerà attendere ancora un po’, ma il recente rincaro delle bollette e la mancanza di materie prime potrebbero dare una spinta per stringere i tempi e cercare in fretta soluzioni in grado di riorganizzare il consumo energetico delle famiglie.