La caldaia a idrogeno, come dice la terminologia, sfrutta come risorsa di combustione l’idrogeno (numero atomico 1, simbolo H). Sfortunatamente questo elemento, nonostante sia il più diffuso nell’universo, è presente sulla Terra solo combinato con altri elementi, come con l’ossigeno nell’acqua.
L’idea della combustione a idrogeno è di estrarlo dall’acqua e usarlo come fonte di energia per riscaldare. In realtà, una caldaia a idrogeno può essere anche un dispositivo di cogenerazione perché, oltre a scaldare l’acqua, può anche produrre energia elettrica. Quest’idea, studiata per più di un decennio, è stata brevettata in Italia dall’azienda E. HY. Energy Hydrogen e nel 2018 i primi esemplari di caldaie a idrogeno hanno iniziato a essere vendute come sistema di produzione di acqua sanitaria, acqua per riscaldamento ed energia elettrica.
Modelli meno recenti di caldaie a idrogeno, non dotate di generatore idrogeno e cogeneratore di energia elettrica, possono essere usate solo in alternativa alla caldaia tradizionale e rendono inutile l’uso del gas metano (o altre materie prime di combustione), ma non sono in grado di generare al contempo anche elettricità. In questo caso l’idrogeno è conservato in bombole ricaricabili (in genere basta una ricarica all’anno per una casa di medie dimensioni).
La caldaia a idrogeno: come funziona
Nella versione più moderna, che prevede anche la cogenerazione di energia elettrica e la produzione autonoma d’idrogeno (che quindi non è necessario stivare in appositi contenitori di riserva), esistono dei componenti particolari, detti celle di fusione, a base di titanio, che vengono irrorati dall’idrogeno e dall’acqua per produrre vapore d’acqua ad alta pressione. Il vapore alimenta una turbina che genera elettricità, in seguito convertita da un trasformatore in elettricità a 12 V in corrente continua e immagazzinata in batterie di 48 V al litio.
Una parte del vapore di scarto che esce dalla turbina è condensato e usato per riscaldare l’acqua sanitaria o pilotare un impianto di riscaldamento (tipicamente a pavimento). Mediante un inverter, la corrente continua è convertita in alternata monofase a 220 V, tipicamente quella usata nei nostri impianti domestici, o anche trifase a 380 V (per impianti industriali). In questo modo la caldaia e il generatore d’idrogeno sono in grado di riscaldare una casa e produrre energia elettrica allo stesso tempo.
Le prestazioni di una caldaia a idrogeno sono comparabili a quelle delle caldaie tradizionali (credit: stock.adobe.com)
Prestazioni
Le prestazioni di una caldaia a idrogeno sono comparabili a quelle delle caldaie tradizionali, con potenza termica da 21 di 31 kW, con un serbatoio ad accumulo per l’acqua sanitaria di 150 litri, mentre la temperatura massima di uscita dell’acqua sanitaria è di 55 °C e per l’acqua di riscaldamento fino a 80 °C. La potenza elettrica va da 3,3 a 6,2 kW di picco.
La caldaia a idrogeno può essere installata assieme ad altre fonti di energie rinnovabili; per esempio è abbastanza facile accoppiarla ai pannelli fotovoltaici.
La caldaia a idrogeno: vantaggi e svantaggi
Il principale vantaggio di una caldaia a idrogeno con cogeneratore di energia elettrica è sicuramente quello di non dover usare una fonte di combustione tradizionale, come il gas metano: l’unica cosa che serve è l’acqua. Si eliminano perciò le bollette di gas e luce. Inoltre la cella di fusione per la generazione d’idrogeno non rilascia anidride carbonica nell’aria, con un abbattimento quindi dell’inquinamento.
Le dimensioni di una caldaia a idrogeno e del generatore d’idrogeno sono poco più grandi di quelle di un frigorifero e il collegamento a impianti esistenti generalmente non crea difficoltà.
Il principale svantaggio è sicuramente il costo, che può arrivare attorno ai 10.000 euro per una casa di 170 mq. Inoltre, la tecnologia, molto recente, non è così diffusa, anche se l’unica ditta che ne ha brevettato il sistema misto caldaia/cogeneratore elettrico e generatore a idrogeno assicura l’assistenza in tutta Italia. A differenza di quanto previsto con le caldaie a gas metano, in Italia la legislazione impone una revisione più frequente delle caldaie a idrogeno (ogni sei mesi).
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