Miscele idrogeno-gas naturale e loro trasporto nelle reti di distribuzione esistenti: sfide e opportunità

Abstract

L’idrogeno, per le sue proprietà, è considerato da molti il combustibile del futuro soprattutto perché, durante la combustione, non emette gas ad effetto serra. Tra le varie applicazioni possibili, negli ultimi anni, si sta pensando di utilizzarlo come combustibile al posto del gas naturale. Il passaggio da gas naturale ad idrogeno, però, sarà graduale e comporterà una prima fase in cui l’idrogeno verrà miscelato all’interno della rete del gas naturale. La presente tesi di laurea si pone l’obiettivo di analizzare le problematiche che l’inserimento dell’idrogeno nelle condotte provoca alla rete. Per farlo vengono inizialmente analizzate le caratteristiche principali dell’idrogeno, con particolare attenzione alle problematiche di produzione, trasporto e stoccaggio. Successivamente viene descritta la rete di gasdotti esistente e tutti gli impianti che la compongono. Nei capitoli finali, invece, vengono trattate le caratteristiche chimico-fisiche delle miscele idrogeno-gas naturale e la percentuale di idrogeno che può essere inserita all’interno della rete in base alle caratteristiche degli utenti finali. Per concludere, vengono analizzate nel dettaglio le problematiche che l’idrogeno provoca alla rete per capire se essa è pronta ad essere utilizzata per miscele idrogeno-gas naturale e in quali punti della rete è più conveniente iniettare l’idrogeno.

Due to its properties, hydrogen is considered by many to be the fuel of the future mainly because, during combustion, it does not emit greenhouse gases. Among the various possible applications, it has been considered a fuel replacing natural gas over the last few years. The transition from natural gas to hydrogen, however, will be gradual and will involve an initial phase in which hydrogen will be mixed within the natural gas network. The objective of this dissertation is to analyze the problems that the insertion of hydrogen into pipelines causes to the network. First, the main characteristics of hydrogen are analyzed, with a focus on production, transportation and storage issues. Then, the existing pipeline network and all involved facilities are described. The final chapters, on the other hand, discuss the chemical and physical characteristics of hydrogen-natural gas mixtures and the percentage of hydrogen that can be pumped in the network according to the characteristics of the end users. Finally, the issues that hydrogen causes to the grid are analyzed in detail to see if it is ready to be used for hydrogen-natural gas mixtures and where in the grid it is most convenient to inject hydrogen.