Come funziona la caldaia a idrogeno e vantaggi

Il riscaldamento degli edifici ha un costo considerevole in bolletta e un impatto significativo sull’ambiente. Secondo lo studio sulla decarbonizzazione dei sistemi di riscaldamento realizzato da Elemens per Legambiente e Kyoto Club, per riscaldare gli immobili in Italia si produce il 17,7% delle emissioni di CO₂, il 64% di PM_2,5 e il 53% di PM₁₀.

Oltre il 68% delle abitazioni infatti sono dotate di impianti alimentati a gas metano, il 14% a combustibili solidi come la legna e solo il 5% del riscaldamento elettrico. Una soluzione sostenibile potrebbe essere la caldaia a idrogeno, una tecnologia innovativa che permette di ridurre l’inquinamento ambientale senza rinunciare a un adeguato comfort termico.

Che cos’è una caldaia a idrogeno

L’idrogeno è considerato una fonte rinnovabile di energia, una risorsa ritenuta strategica dall’Unione Europea, che punta a produrre 10 milioni di tonnellate di idrogeno entro il 2030 per accelerare la transizione verde. L’idrogeno, infatti, può essere usato come combustibile pulito, in quanto non genera emissioni di gas ad effetto serra ma solo vapore acqueo come scarto del processo.

Una delle principali applicazioni è legata alla realizzazione di impianti a idrogeno per riscaldare l’acqua in casa, utilizzando questa risorsa per il riscaldamento green degli edifici. Una caldaia a idrogeno funziona grazie a tecnologie avanzate, tra cui sistemi dotati di un bruciatore catalitico che usano l’idrogeno allo stato gassoso.

Attraverso un agente catalizzatore auto-innescante, l’idrogeno allo stato gassoso subisce un processo di ossidazione, ossia una reazione con l’ossigeno che comporta la perdita di elettroni. La combinazione di idrogeno e ossigeno atmosferico produce energia termica, ovvero calore, che viene impiegata per riscaldare l’acqua dell’impianto di riscaldamento.

I diversi tipi di generatore di idrogeno per casa

Le moderne caldaie a idrogeno sono dei sistemi integrati, in quanto sono in grado sia di produrre idrogeno sia di utilizzarlo in un processo di combustione pulita per ottenere calore senza emissioni di gas serra. A seconda della tecnologia, questi impianti sono capaci di ricavare anche energia elettrica, producendo quindi sia calore che elettricità in modo sostenibile.

Il funzionamento dipende dalla tecnologia adottata, infatti esistono diverse modalità per la combustione dell’idrogeno e la sua produzione. Una di queste è quella delle fuel cells, ossia celle a combustione, in cui attraverso una serie di reazioni chimiche innescate in un catalizzatore è possibile produrre energia elettrica ed energia termica.

In altri casi si sfruttano dei processi chimico-fisici e le interazioni tra le particelle subatomiche, facendo interagire l’idrogeno contenuto in un composto di bioetanolo e ossigeno con l’acqua. Tramite un apposito innesco elettrico l’acqua viene poi trasformata in vapore acqueo, quindi dopo essere stato pressurizzato il vapore aziona una turbina producendo elettricità e calore.

Pro e contro del riscaldamento a idrogeno

A prescindere dalla tecnologia adottata, una caldaia a idrogeno per la casa garantisce molteplici vantaggi:

non produce emissioni di CO₂;
evita la formazione di altri gas nocivi per l’ambiente come l’ossido di azoto (NO_x);
lo scarto della combustione è unicamente vapore acqueo;
l’idrogeno è un elemento abbondante sulla Terra e considerato carbon neutral;
è possibile produrre idrogeno utilizzando elettricità ricavata da fonti rinnovabili;
gli impianti possono produrre sia elettricità che calore.

Un impianto di riscaldamento alimentato a idrogeno può essere considerato a tutti gli effetti una tecnologia green, in grado di migliorare la sostenibilità delle abitazioni. Ciò permette di ridurre la carbon footprint degli edifici, grazie alla possibilità di evitare l’immissione nell’atmosfera di anidride carbonica e di altri gas climalteranti come l’ossido di azoto.

Allo stesso tempo, poiché si tratta di tecnologie ancora in fase di sviluppo e perfezionamento, gli impianti di riscaldamento a idrogeno presentano anche alcuni svantaggi rispetto alle caldaie tradizionali:

dimensioni elevate che richiedono maggiore spazio a disposizione;
installazione e allacciamenti piuttosto complessi da realizzare;
costi elevati d’acquisto, installazione e manutenzione.

Un comfort sostenibile in casa grazie all’idrogeno

Le attuali caldaie a idrogeno rappresentano una prima fase di sviluppo di impianti a basso impatto ambientale per alimentare le abitazioni. Oggi alcuni dispositivi sono già in grado di funzionare con il 100% di idrogeno, ma esistono anche sistemi che utilizzano una miscela di gas e idrogeno per aumentare l’efficienza energetica e diminuire i consumi di energia.

Trattandosi di una risorsa inesauribile e pulita, la cui combustione non produce emissioni di gas serra e non contribuisce al riscaldamento globale, l’idrogeno sarà essenziale per la decarbonizzazione. In futuro, infatti, sarà possibile usufruire di un comfort sostenibile in casa grazie ad avanzate caldaie a idrogeno, una tecnologia dalle enormi potenzialità ancora poco sfruttate.

Naturalmente, al momento esistono tecnologie più mature per ridurre l’impatto ambientale del riscaldamento come la pompa di calore, soprattutto quando viene alimentata attraverso l’elettricità generata da un impianto fotovoltaico o con una fornitura di energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili. Ad ogni modo, nei prossimi anni i generatori di calore a idrogeno saranno sempre più presenti negli edifici, grazie all’innovazione tecnologica e alla maggiore accessibilità economica di questi impianti.