Che ruolo hanno le celle a combustibile PEM nella produzione di energia in loco?

Mentre le industrie continuano a ricercare soluzioni energetiche sostenibili, vi è una crescente domanda di idrogeno come fonte di energia, compreso l’utilizzo di celle a combustibile con membrana a scambio protonico (PEM). Un’applicazione che tiene d’occhio le celle a combustibile PEM è la generazione di energia stazionaria in loco.

Genset: produzione tradizionale di energia in loco

Il termine “gruppo elettrogeno” si riferisce a un gruppo elettrogeno, un'unità compatta composta da un motore e un generatore elettrico. La sua funzione principale è generare energia elettrica in modo efficiente. Sono fonti di energia versatili e la loro applicazione principale è la generazione di energia in loco. Ciò include l'alimentazione di backup, remota e supplementare.

I gruppi elettrogeni tradizionali utilizzano un motore a combustione interna alimentato da diesel, gas naturale o altri tipi di carburante a emissioni diverse da zero. Il motore funziona con il generatore elettrico, convertendo l'energia meccanica in energia elettrica. Sebbene siano altamente efficienti per la produzione di energia in loco, la loro dipendenza dai combustibili fossili sta spingendo clienti e responsabili politici a cercare alternative a zero emissioni.

La crescente domanda di energia sostenibile in loco

La produzione di energia è attualmente la principale fonte mondiale di emissioni di anidride carbonica (CO2), quindi per evitare gli impatti peggiori del cambiamento climatico sarà necessario eliminare gradualmente la dipendenza dai combustibili fossili.
 

Allo stesso tempo, il Agenzia internazionale per l'energia (IEA) Si prevede che la domanda globale di elettricità crescerà più rapidamente nei prossimi tre anni man mano che la transizione verso l’energia pulita prenderà velocità.

Un percorso verso la generazione di energia stazionaria decarbonizzata sono le celle a combustibile PEM (PEMFC) che, quando utilizzano l’idrogeno come fonte di energia, producono elettricità priva di carbonio nel punto di utilizzo. Poiché non vi è combustione o emissioni nocive, gli impatti ambientali associati alla produzione di energia vengono eliminati. Ciò rende PEMFC un'alternativa preferita ai gruppi elettrogeni tradizionali.

 

Applicazioni stazionarie per celle a combustibile PEM

Le applicazioni di energia stazionaria rientrano in due categorie: dietro il contatore e davanti al contatore.

Dietro il contatore

Le applicazioni Behind the Meter (BTM) si riferiscono all'installazione di soluzioni energetiche sul lato cliente del contatore elettrico. PEMFC offre alle aziende e alle residenze un'alternativa dispacciabile e a emissioni zero all'energia dei gruppi elettrogeni diesel o a gas naturale. La PEMFC può essere utilizzata anche per ridurre l’esposizione ai prezzi di punta dell’energia elettrica e quindi ridurre la dipendenza dalla rete, minimizzando al tempo stesso le perdite di trasmissione e distribuzione.

Esempi di applicazioni dietro il contatore includono:

• Strutture commerciali e industriali: Le aziende stanno adottando sempre più celle a combustibile PEM per alimentare le loro attività. Dagli impianti di produzione ai data center, le celle a combustibile forniscono una fonte di energia stabile e pulita, contribuendo sia al risparmio sui costi che alla tutela dell’ambiente. Gli impianti industriali che già utilizzano l’idrogeno nelle operazioni sono un’applicazione ideale per le celle a combustibile PEM stazionarie. 
• Stazioni di ricarica per veicoli elettrici: L’aumento dei veicoli elettrici richiede una solida infrastruttura di ricarica. Le celle a combustibile PEM svolgono un ruolo fondamentale nel fornire energia continua e affidabile alle stazioni di ricarica dei veicoli elettrici, garantendo un funzionamento senza interruzioni e incoraggiando l’adozione di trasporti puliti.
• Stazioni di rifornimento di idrogeno: Man mano che l’idrogeno guadagna terreno come combustibile pulito per varie applicazioni, compresi i trasporti, le celle a combustibile PEM diventano indispensabili per la produzione di idrogeno in loco. Queste stazioni di rifornimento contribuiscono all’espansione dell’economia dell’idrogeno e supportano la mobilità senza emissioni.

Davanti al contatore

Le applicazioni front-of-the-meter (FTM) comportano l’implementazione su larga scala di celle a combustibile PEM direttamente all’interno dell’infrastruttura dei servizi pubblici. Questo approccio fornisce ai servizi di pubblica utilità un’alternativa a emissioni zero agli impianti di punta che utilizzano combustibili fossili.

Esempi di applicazioni front-of-the-meter includono:

• Sottostazioni di servizio: Come gli impianti industriali, i servizi pubblici e i produttori di energia indipendenti possono utilizzare le celle a combustibile come soluzioni alternative a emissioni zero e dispacciabili ai gruppi elettrogeni diesel nelle sottostazioni. Poiché le utility continuano a investire in impianti di produzione di idrogeno, la transizione al PEMFC per la generazione di energia in loco diventerà sempre più fattibile. 
• Piante di punta: Le società di servizi pubblici potrebbero anche ridurre le emissioni complessive della rete elettrica utilizzando celle a combustibile al posto del gas naturale o di altri impianti di picco dei combustibili fossili.

Il vantaggio di Accelera: disponibilità di infrastrutture e tecnologia

Quando si chiede agli acquirenti commerciali, industriali e di servizi di pubblica utilità di soluzioni di potenza in loco e di punta di passare a un’energia più sostenibile, ci sono ostacoli comuni all’adozione che devono superare. Due di questi riguardano la preparazione delle infrastrutture e della tecnologia. I gruppi elettrogeni tradizionali esistono da oltre un secolo, quindi la loro infrastruttura è già pienamente operativa per supportare la domanda di energia e la tecnologia ha dimostrato di generare elettricità affidabile ed efficiente.

I tre principali vantaggi della tecnologia delle celle a combustibile Accelera™ by Cummins PEM sono:

• Basato su decenni di esperienza nel campo delle celle a combustibile e del confezionamento di gruppi elettrogeni.
• Può essere perfettamente integrato nell'infrastruttura tradizionale del gruppo elettrogeno esistente.
• Ideale per la scalabilità fino a nodi di alimentazione più grandi per supportare le crescenti esigenze dei clienti.
   

Per garantire la preparazione tecnologica, Accelera lavora a stretto contatto con il segmento di business della produzione di energia di Cummins Inc. e altri partner di integrazione. Sfruttando l’esperienza condivisa nel confezionamento di gruppi elettrogeni tradizionali, Accelera ha creato una struttura scalabile in cui più moduli di alimentazione a celle a combustibile possono essere configurati in rack per formare blocchi. Questi rack si uniscono, insieme al condizionamento dell'energia, allo stoccaggio dell'energia e ad altri hardware e software di controllo innovativi, per un'integrazione perfetta nell'infrastruttura del gruppo elettrogeno esistente.

Poiché le soluzioni stazionarie Accelera PEMFC consentono un'integrazione perfetta, le aziende commerciali, industriali e dei servizi di pubblica utilità possono passare con sicurezza alla produzione di energia decarbonizzata ora. Non hanno bisogno di aspettare che vengano create infrastrutture nuove o aggiuntive prima di cambiare.

Un partner globale

Con sempre più aziende che agiscono per compensare le proprie emissioni a livello globale, l’integrazione della tecnologia delle celle a combustibile PEM nella produzione di energia su larga scala sta diventando sempre più diffusa. La nostra vasta rete di partnership tra fornitori di idrogeno, integratori ed EPC in tutto il mondo garantisce che Accelera sia posizionata per facilitare transizioni semplificate dal tradizionale al sostenibile. 

La produzione di energia è soggetta a normative e standard diversi in tutto il mondo. Ma con una comprensione globale di questi diversi scenari energetici, normative e sfide, Accelera ha l’esperienza e la portata necessarie per offrire soluzioni personalizzate e conformi per un futuro più pulito e più verde.