L’idrogeno è un vettore energetico potenzialmente producibile senza emissioni di CO2 (idrogeno verde) ed utilizzabile in dispositivi già esistenti (come sistemi stazionari di produzione di potenza) attualmente funzionanti con gas naturale; pertanto, esso è una delle possibili alternative per rimpiazzare i convenzionali combustibili fossili diminuendone l’impatto dal punto di vista delle emissioni di gas nocivi e/o climalteranti.

Il lavoro di RSE ha l’obiettivo di valutare l’impatto dell’aggiunta di idrogeno sulle performance, sulle emissioni e sulle problematiche di degrado dei componenti di un motore cogenerativo alimentato con miscele di idrogeno (inizialmente fino all’8% volumetrico) e gas naturale.

Le prove di lunga durata (500h per ogni concentrazione di H₂) svolte da RSE sono divise in due tipologie:

• Inseguimento termico: il carico del motore viene regolato in continuo per controllare la temperatura di mandata.
• Funzionamento intermittente (ON-OFF): il cogeneratore viene avviato e fatto funzionare a carico massimo se la temperatura del serbatorio scende sotto una soglia minima, mentre viene spento se la temperatura supera un limite massimo.

I risultati di queste prime prove rendono possibile trarre alcune conclusioni da consolidare, in seguito, con le future sperimentazioni:

• Per quanto riguarda le efficienze termiche, non si evincono particolari tendenze di differenziazione tra le diverse composizioni del combustibile. Le differenze (sempre comprese all’interno dei range dovuti alle incertezze di misura) sono minime e non ascrivibili alle diverse composizioni del combustibile. Le efficienze elettriche, invece, mostrano un leggero miglioramento all’aumentare di H₂ nella miscela. Questo risultato, comunque, andrà consolidato con ulteriori prove sperimentali.
• Le emissioni di CO₂, NOx e CO non mostrano variazioni apprezzabili rispetto al funzionamento con solo gas naturale.
• La concentrazione di CH₄ (idrocarburi incombusti) diminuisce con l’aggiunta di idrogeno, come da attese.
• Le prove ON-OFF hanno maggiore efficienza elettrica e minore efficienza termica di quelle ad inseguimento termico. Questo è dovuto al fatto che il motore funziona per più tempo in condizioni nominali ed ottimizzate. Questo porta anche il catalizzatore a funzionare meglio, infatti sono più basse sia le emissioni di CH₄ che quelle di NOx.

La durata della sperimentazione è stata, finora, di circa 3000 ore e il cogeneratore non ha mostrato criticità di affidabilità dovute all’aggiunta di idrogeno nella miscela combustibile.

Tutti i risultati dovranno essere consolidati con ulteriori prove fino al massimo 20% di H₂ in miscela; si procederà successivamente con prove analoghe e con concentrazioni variabili di idrogeno.