HYDRA, la piattaforma pilota per l’acciaio a idrogeno

BOLOGNA – Dalla disponibilità di idrogeno alla produzione di DRI, fino al ruolo degli impianti pilota nella decarbonizzazione della siderurgia: sono questi alcuni dei temi affrontati da Filippo Cirilli, Scientific Chairman del progetto HYDRA di RINA, in un’intervista rilasciata a siderweb a margine del Future Steel Forum, svoltosi il 3 e 4 giugno a Bologna.

Al centro del confronto il progetto HYDRA, la piattaforma sperimentale sviluppata dall’azienda con tecnologie Tenova e Danieli per accompagnare il settore nella transizione verso nuovi processi produttivi.

Su cosa punta il progetto e con quale idea è nato? Quali risultati vi aspettate di raggiungere?
Il progetto punta a realizzare una piattaforma sperimentale a supporto della siderurgia nella transizione verso l’idrogeno. L’idea di partenza è quella di creare una piattaforma aperta: noi non siamo un produttore di acciaio; quindi, la nostra infrastruttura sperimentale è pensata per essere messa a disposizione della siderurgia nazionale, europea e, più in generale, mondiale.
L’approccio è il più possibile integrato. Si parte dalla qualifica di materiali e componenti, un ambito in cui esiste anche un deficit normativo. Una delle nostre ambizioni è infatti quella di dare supporto anche alle attività di normazione, attraverso test mirati sui materiali destinati a lavorare in atmosfere di idrogeno o in atmosfere miste idrogeno-gas naturale.
Il cuore del progetto è rappresentato da due impianti pilota: uno di riduzione diretta e un forno elettrico. Sono impianti pensati per lavorare con idrogeno, ma anche in atmosfere miste, considerando che la disponibilità di idrogeno sarà probabilmente variabile nel tempo e comunque non ancora consolidata. Per questo la capacità di lavorare in maniera flessibile è un aspetto fondamentale.
L’obiettivo è dare supporto a un processo che è noto ed esiste già, ma che non è ancora consolidato, soprattutto negli utilizzi con idrogeno. Vogliamo studiare tutti gli aspetti di processo: dalla purezza dei materiali all’impatto sulla qualità degli acciai, fino allo sviluppo di nuovi acciai sulla base dei processi innovativi.
La piattaforma ha inoltre l’ambizione di funzionare come hub di formazione avanzata. Avere impianti pilota che rappresentano una riproduzione scalabile degli impianti industriali è un’opportunità molto interessante per formare una nuova generazione di tecnici. I tecnici possono infatti fare esperienza su un impianto simile a quello industriale, ma senza operare direttamente sull’impianto industriale, con tutte le facilitazioni del caso.
Il progetto è iniziato il 1° gennaio 2023 e si concluderà il 31 dicembre 2028. È quindi un progetto molto ampio. La piattaforma, però, è già oggi a disposizione della siderurgia, dei clienti privati e anche di nuove progettualità.

Si parla molto di idrogeno come materiale chiave per la decarbonizzazione dell’industria siderurgica globale. Tuttavia, soprattutto in Italia, la disponibilità resta un grande punto interrogativo. Quali prospettive vedete su questo fronte?
Negli ultimi tempi abbiamo assistito a un’evoluzione del dibattito. Si è sempre parlato di idrogeno verde, mentre oggi si inizia a parlare più in generale di idrogeno a bassa emissione di CO₂.
In questo senso, l’idea è anche quella di traguardare e validare tecnologie alternative per la produzione di idrogeno. Una piattaforma come la nostra è, secondo noi, anche il luogo ideale per testare sia tecnologie più consolidate, come gli elettrolizzatori, sia nuove soluzioni.
Gli elettrolizzatori, per esempio, finora sono stati pensati soprattutto per un utilizzo in continuo. In siderurgia, invece, si potrebbe ipotizzare un utilizzo discontinuo, che porrà problemi di gestione sia nell’operatività quotidiana sia nella manutenzione delle attrezzature. Un hub come questo può dare supporto anche su questi aspetti.
Guardando alla prospettiva più ampia, la disponibilità di idrogeno resta oggi un tema aperto. Idrogeno verde, di fatto, non ne abbiamo se non per piccoli fini sperimentali. Ci si aspetta quindi una disponibilità progressiva e, proprio per questo, bisogna avere la capacità di lavorare in maniera flessibile, con diversi gas.
In questi giorni sono state annunciate misure di sostegno, sia da parte dello Stato italiano sia a livello europeo, a favore di iniziative legate all’idrogeno verde. Qualcosa si sta muovendo, ma i quantitativi necessari per la siderurgia sono enormi. Per questo dobbiamo aspettarci un periodo transitorio: il realismo è importante.

Guardando al DRI, è una tecnologia che può avere un futuro su larga scala in Italia?
Nel nostro Paese ci sono ancora molte delle condizioni che storicamente hanno portato alla realizzazione degli impianti a ciclo integrato: il know-how tecnologico, la presenza di porti costieri e altri fattori industriali rilevanti.
Certo, il nodo degli investimenti non è banale. Per dare un ordine di grandezza, un milione di tonnellate di capacità produttiva comporta circa un miliardo di euro di investimento. Tuttavia, abbiamo un grande know-how, abbiamo il progetto di Piombino che sta andando avanti, mentre sulla situazione di Taranto purtroppo ci sono ancora incertezze. Il mercato potenziale, però, esiste. Pur tra incertezze e difficoltà, credo che la possibilità di avere una produzione nazionale di alcuni milioni di tonnellate di DRI sia concreta.

Guardando all’Europa, la decarbonizzazione della siderurgia sta andando avanti, anche se alcuni piani sono stati rallentati o cancellati e il rottame su cui si basa il ciclo del forno elettrico potrebbe non essere sufficiente a coprire tutto il fabbisogno dell’industria siderurgica europea. In questo senso DRI e idrogeno potranno essere tecnologie chiave?
Sul rottame c’è innanzitutto un tema di disponibilità, che è fondamentale. Poi c’è anche un tema di qualità, perché il rottame porta con sé un certo quantitativo di impurezze che, in qualche modo, può rappresentare un limite. L’acciaio prodotto direttamente da minerale mantiene un ruolo importante in quanto serve infatti a diluire le impurità e a compensare il quantitativo di rottame mancante.
La produzione da preridotto ha quindi una sua importanza. L’impatto sulle emissioni di CO₂ e, più in generale, l’impatto ambientale di un ciclo basato su riduzione diretta e forno elettrico è molto più basso rispetto a un ciclo convenzionale.

L’inaugurazione degli impianti è prevista per quest’anno?
Il forno elettrico lo abbiamo già utilizzato. La prima colata è stata fatta a fine dicembre dell’anno scorso: è stato un modo alternativo di festeggiare la chiusura dell’anno. Abbiamo poi effettuato nuove accensioni il mese scorso e stiamo iniziando i collaudi dell’impianto di riduzione diretta. L’inaugurazione ufficiale dell’intera piattaforma sperimentale potrebbe avvenire dopo l’estate.