Nel cuore del distretto ceramico emiliano, vicino a Sassuolo (Castellarano in provincia di Reggio Emilia), sta prendendo forma uno dei progetti industriali più innovativi in Europa nel campo della transizione energetica. Qui Iris Ceramica Group ha realizzato la prima fabbrica ceramica progettata per funzionare con idrogeno verde, un impianto che rappresenta non soltanto una novità tecnologica per il settore, ma anche un possibile modello per la decarbonizzazione delle industrie energivore.
Il progetto, denominato H2 Factory®, nasce con l’obiettivo di ridefinire il modo in cui vengono prodotte le lastre ceramiche, integrando energie rinnovabili, gestione sostenibile delle risorse idriche e nuovi forni basati sull’idrogeno. L’iniziativa si inserisce nel più ampio percorso di transizione energetica che coinvolge numerosi comparti industriali europei, in particolare quelli definiti hard to abate, cioè difficili da decarbonizzare a causa dell’elevato consumo energetico necessario per i processi produttivi.
La produzione ceramica richiede temperature molto elevate, spesso superiori ai 1200 °C, necessarie per la cottura delle lastre nei forni industriali. Tradizionalmente queste temperature vengono raggiunte attraverso l’utilizzo di combustibili fossili, soprattutto gas naturale, che comportano inevitabilmente emissioni significative di anidride carbonica.
Per questo motivo il settore ceramico rappresenta uno dei campi più complessi in cui applicare politiche di decarbonizzazione. La soluzione proposta dalla Iris Ceramiche consiste nell’impiegare l’idrogeno verde come vettore energetico alternativo, per alimentare i forni industriali e ridurre drasticamente le emissioni di CO₂.
L’idrogeno verde si distingue dalle altre forme di idrogeno perché viene prodotto tramite elettrolisi dell’acqua alimentata da energia rinnovabile. Questo processo consente di ottenere un combustibile che, durante la combustione, non produce anidride carbonica ma soltanto vapore acqueo.
Il funzionamento si basa su un sistema energetico integrato che unisce diverse tecnologie.
Sulla copertura dello stabilimento è installato un esteso impianto fotovoltaico con una potenza complessiva di circa 3,8 MW, ottenuta combinando nuovi moduli da 1,3 MWp con l’impianto preesistente da 2,5 MWp. L’energia elettrica prodotta dai pannelli viene utilizzata per alimentare gli elettrolizzatori, le macchine che scindono l’acqua nei suoi due componenti fondamentali: idrogeno e ossigeno.
Un elemento particolarmente interessante del progetto riguarda la gestione delle risorse idriche. L’acqua utilizzata nel processo non proviene infatti da fonti potabili ma dalla raccolta dell’acqua piovana, immagazzinata in apposite vasche e successivamente trattata prima di essere introdotta negli elettrolizzatori. Questa scelta consente di integrare il sistema energetico con i principi dell’economia circolare, riducendo lo spreco di risorse.
Una volta prodotto, l’idrogeno viene stoccato e convogliato attraverso una rete di distribuzione interna allo stabilimento fino ai forni di cottura.
Uno degli aspetti più complessi del progetto riguarda l’adattamento dei forni industriali. I tradizionali sistemi di combustione utilizzati nella ceramica sono progettati per funzionare con gas naturale e devono essere modificati per poter utilizzare idrogeno.
Per questo motivo la ceramica Iris utilizza forni di nuova generazione definiti “hydrogen ready”, ovvero predisposti per funzionare con miscele variabili di metano e idrogeno. Questa tecnologia consente una transizione graduale: inizialmente il forno viene alimentato con un blend di gas naturale e idrogeno verde, mentre nelle fasi successive la percentuale di idrogeno può essere progressivamente aumentata.
Durante la fase pilota del progetto la miscela ha raggiunto circa il 7% di idrogeno, ma l’obiettivo a medio termine è arrivare a percentuali molto più elevate, fino al 50% e successivamente al funzionamento completamente a idrogeno.
La combustione dell’idrogeno presenta caratteristiche diverse rispetto a quella del metano: la fiamma ha una temperatura e una velocità di propagazione differenti, fattori che richiedono un’attenta progettazione dei bruciatori e dei sistemi di controllo del forno. Per questo motivo la fase di test è fondamentale per verificare la qualità del materiale ceramico prodotto.
Il sistema stato sviluppato grazie alla collaborazione con Edison Next, società specializzata in soluzioni per la transizione energetica industriale.
Nella fase iniziale del progetto è stato installato un impianto pilota composto da due elettrolizzatori da 120 kW complessivi, in grado di produrre fino a 20 metri cubi di idrogeno all’ora. Questa infrastruttura ha permesso di avviare le prime sperimentazioni e di alimentare il forno durante i test industriali.
Il progetto definitivo prevede invece la realizzazione di un elettrolizzatore da 1 MW, capace di produrre circa 132 tonnellate di idrogeno verde all’anno. Il sistema è già stato progettato per essere ulteriormente ampliato, con l’obiettivo di raddoppiare la capacità produttiva e alimentare nuovi forni completamente a idrogeno.
La fabbrica ha raggiunto un traguardo simbolico e tecnologico: la produzione della prima lastra ceramica al mondo realizzata utilizzando una miscela di idrogeno verde e gas naturale.
La lastra misura 3,2 metri di lunghezza, 1,6 metri di larghezza e 12 millimetri di spessore ed è stata definita “ceramica 4D”. Con questa espressione si intende una ceramica che unisce quattro dimensioni: le tre dimensioni fisiche del materiale e una quarta dimensione rappresentata dalla sostenibilità ambientale.
Questa tipologia di prodotto si caratterizza per la continuità della venatura attraverso l’intero spessore della lastra, una proprietà tecnica che richiede una cottura estremamente controllata e uniforme.
Il progetto ha comportato un investimento complessivo di circa 50 milioni di euro.
Questo approccio “hydrogen ready” è fondamentale perché consente all’impianto di adattarsi progressivamente a una maggiore disponibilità di idrogeno verde, evitando costosi interventi di riconversione in futuro.
L’obiettivo strategico dell’azienda è quello di arrivare entro pochi anni a una produzione completamente alimentata da idrogeno verde, trasformando la fabbrica in un laboratorio di innovazione per tutto il settore ceramico.
Il progetto di Castellarano si inserisce in un contesto più ampio: l’idrogeno è considerato una delle tecnologie chiave per la decarbonizzazione dell’industria pesante.
A differenza dell’elettrificazione, che non sempre è applicabile a processi ad alta temperatura, l’idrogeno può sostituire i combustibili fossili in numerose applicazioni industriali. Tuttavia, la sua diffusione dipende ancora da diversi fattori, tra cui il costo degli elettrolizzatori, la disponibilità di energia rinnovabile e la realizzazione di infrastrutture di distribuzione.
Il distretto ceramico emiliano rappresenta uno dei poli produttivi più importanti al mondo per la produzione di piastrelle e lastre ceramiche. L’introduzione dell’idrogeno verde in questo contesto potrebbe avere un impatto significativo non solo a livello locale, ma sull’intero settore manifatturiero internazionale.
Se i risultati dei test continueranno a essere positivi, il modello sviluppato a Castellarano potrebbe essere esportato anche in altri Paesi, tra cui Germania e Stati Uniti, contribuendo alla trasformazione sostenibile di uno dei comparti industriali più energivori.
Iris Ceramiche dimostra come innovazione tecnologica, energia rinnovabile e visione industriale possano convergere per creare un nuovo paradigma produttivo, in cui competitività economica e sostenibilità ambientale non sono più obiettivi in conflitto ma parti dello stesso processo di sviluppo.
Fonte: Iris ceramica press
