I Paesi industrializzati stanno definendo il percorso verso un'economia decarbonizzata. In questo percorso, l'idrogeno "verde" (H2) viene considerato da molti settori una fonte di energia e di speranza. Tuttavia, al momento la domanda di elettrolizzatori per l'idrogeno e di impianti già pronti per l'H2 è nettamente superiore alle capacità ingegneristiche e produttive. I nuovi processi di sviluppo digitale, come quelli offerti dalla piattaforma di collaborazione Engineering Base (EB) di AUCOTEC, potrebbero ridurre significativamente il divario tra domanda e offerta. Lo dimostra anche l'esempio dell'azienda danese Topsoe, esperta in catalizzatori ed elettrolisi, che sta già lavorando con EB.
Qual è il problema?
La risposta a molte domande sulla decarbonizzazione è: "idrogeno". Sia come combustibile per il trasporto di passeggeri e merci del futuro, sia come fonte di energia negli impianti industriali, sia per lo stoccaggio a basse perdite e il trasporto sicuro di energia rinnovabile. Questo gas ad alto contenuto di energia viene prodotto direttamente dall'acqua con l'aiuto, tra l'altro, dell'elettricità tramite elettrolisi. Se tale elettricità viene generata senza emissioni di CO2, ad esempio da impianti eolici o fotovoltaici, si parla di idrogeno "verde".
Anche se in teoria si può essere ottimisti, nella pratica si riscontrano ancora notevoli problemi. Non esiste una rete di idrogeno a livello nazionale, non ci sono celle a combustibile mobili per sostituire i motori diesel nel settore della mobilità, non ci sono impianti in grado di utilizzare l'H2 e mancano quantità sufficienti di idrogeno e, in particolare, di idrogeno verde. Questo perché sul mercato le capacità di elettrolisi in grado di fornire le quantità necessarie di questa fonte energetica sono ancora troppo poche.
Aumentare il potenziale dell'elettrolisi con soluzioni ingegneristiche efficienti
Secondo le stime dei rappresentanti del settore, è realistico pensare di ridurre gli attuali costi di investimento per gli impianti di elettrolisi dell'acqua di un fattore compreso* tra 3,5 e 5. Oltre a migliorare la tecnologia di elettrolisi in sé, uno strumento importante è l'ottimizzazione dei processi ingegneristici degli impianti di elettrolisi dell'idrogeno. Ed è urgente. AUCOTEC, ad esempio, viene contattata da soggetti interessati che vogliono moltiplicare la propria capacità produttiva in pochi anni, in modo da poter fornire elettrolizzatori per una produzione totale di ben oltre 100 megawatt all'anno.
Molti operatori sul mercato hanno ancora a che fare con strumenti e modelli di dati inadeguati per la pianificazione e lo sviluppo degli impianti, che a volte richiedono persino passaggi intermedi manuali. Da un lato, ciò riguarda i giovani costruttori di impianti che conoscono perfettamente la tecnologia dell'idrogeno, ma che con la pratica ingegneristica stanno entrando in un territorio sconosciuto e poco chiaro. Dall'altro, molti costruttori esperti di macchine e impianti sono ancora abituati a progettare con i loro strumenti orientati ai documenti, progettati per lo più decenni fa, e si sottraggono all'impegno richiesto per realizzare la trasformazione necessaria. Se accelerassero in modo significativo i loro cicli di produzione e sviluppo con un'ingegneria modulare incentrata sui dati, queste aziende potrebbero partecipare in modo molto più significativo alla crescita del mercato dell'idrogeno. Questo vale anche per gli operatori che vogliono convertire gli impianti esistenti per renderli compatibili con l'H2.
Simultaneo, agile e sicuro a livello interdisciplinare
L'engineering contemporaneo, come inteso da AUCOTEC, si basa su un modello di dati centrale su cui tutte le discipline coinvolte lavorano insieme e simultaneamente, dalla concezione iniziale dell'impianto alla messa in servizio. Tutte le modifiche e gli ulteriori sviluppi apportati in una disciplina sono immediatamente e coerentemente visibili e tracciabili cronologicamente in tutte le altre rappresentazioni dell'oggetto della pianificazione per tutti i partecipanti specifici della disciplina. Il modello di dati universale e sempre coerente di EB per i dispositivi, le funzioni e la loro rete completa di relazioni fino all'automazione è la base perfetta e tecnologicamente all'avanguardia per un lavoro di squadra agile. Vengono eliminati i trasferimenti di dati soggetti a errori o le voci duplicate, ma anche i lunghi processi di sincronizzazione. Al contrario, non solo gli utenti possono sempre contare sulla massima qualità dei dati, ma con Engineering Base anche i project manager che non hanno una conoscenza approfondita del sistema possono mostrare in qualsiasi momento lo stato dei loro progetti sulla dashboard.
Elettrolizzatori modulari facilmente scalabili
Niclas Meier, Major Account Manager, AUCOTEC AG
Niclas Meier, che supporta l'industria dell'idrogeno in qualità di Major Account Manager di AUCOTEC, sottolinea: "Engineering Base apre enormi possibilità anche (ma non solo) ai reparti di progettazione e sviluppo per la progettazione altamente modulare degli elettrolizzatori: oltre ai produttori o ai gestori di impianti su larga scala, il sistema può supportare anche i clienti che preferiscono assegnare i loro progetti al mondo dei prodotti e lavorare con moduli altamente standardizzati che possono essere "incastrati" tra loro, come ad esempio i gruppi orientati alle funzionalità. EB offre una soluzione estremamente intelligente a questo proposito. Siamo convinti che con la nostra piattaforma possiamo dare un contributo importante per consentire alle aziende di scalare più velocemente e meglio le loro capacità ingegneristiche e produttive in un mercato in crescita come quello dell'idrogeno. A Topsoe, per esempio, alcuni lavori richiedono sei settimane invece di sei mesi".
