La partnership cerca una soluzione di generazione di energia basata sull'idrogeno per i data center

Oltre alle sfide progettuali e tecniche, un ostacolo importante all'adozione dell'idrogeno in qualsiasi applicazione è l'incertezza sulla disponibilità di quantità e qualità sufficienti del combustibile, nonché dell'infrastruttura necessaria per la sua distribuzione, per soddisfare le esigenze dei clienti. Anche il costo di produzione dell'idrogeno e il conseguente aumento dei costi per gli utenti finali rappresentano fattori determinanti.

Mesa Solutions prevede di produrre un gruppo elettrogeno completamente alimentato a idrogeno, simile ai suoi modelli a gas naturale. (Foto: Mesa Solutions)

Mesa Solutions, fornitore di generazione di energia in loco con sede a Loveland, Colorado, e Modern Hydrogen, fornitore di gestione distribuita dell'idrogeno e del carbonio con sede a Bothell, Washington, uniscono le forze con l'obiettivo di superare questi ostacoli in mercati selezionati.

Al PowerGen International 2025 di Dallas, in Texas, le due aziende hanno firmato un memorandum d'intesa (MoU) che ha formalizzato una partnership per lo sviluppo di una nuova offerta di generazione di energia per i data center. La partnership combinerà l'esperienza di Mesa nei gruppi elettrogeni multi-megawatt con la tecnologia distribuita di Modern Hydrogen per la conversione del gas naturale in idrogeno.

Energia a idrogeno

Ampiamente nota nel settore petrolifero e del gas per i suoi gruppi elettrogeni a gas naturale, Mesa ha presentato in anteprima al PowerGen dello scorso anno una nuova linea di motori a gas , sviluppati a partire da blocchi motore forniti da Hyundai Infracore (HDI). Accanto a questi modelli, era presente anche un modello di un motore alternativo a combustione interna in fase di sviluppo da parte di HDI, alimentato al 100% a idrogeno.

Facciamo un salto al 2025, quando vedremo la versione funzionante del motore a idrogeno esposta nello stand di Mesa. Mesa l'ha portata all'evento come sfondo per annunciare i suoi piani per la produzione di un gruppo elettrogeno completamente alimentato a idrogeno.

Mesa ha presentato questo motore a idrogeno HDI non funzionante al PowerGen 2024. Un modello funzionante era disponibile al PowerGen 2025. (Foto: Becky Schultz)

"Quello che intendiamo fare nei prossimi due anni è prendere quel motore e capire come trasformarlo in un generatore teoricamente simile agli altri generatori che produciamo e che funzionano solo a gas naturale", ha affermato Tom Poteet, vicepresidente dello Sviluppo Aziendale di Mesa Industrial. "Questo sarebbe un motore a combustione interna a zero emissioni di carbonio".

La fornitura di idrogeno pulito a tale gruppo elettrogeno sarà una soluzione in loco che Modern Hydrogen sta sviluppando e che sfrutta tecnologie di pirolisi (temperature estremamente elevate in assenza di ossigeno) per convertire il gas naturale in idrogeno e solidi di carbonio commercialmente utili.

"Il valore che ci interessa è che tutto il carbonio viene eliminato e si produce idrogeno puro", ha detto Poteet. "Sono ancora in fase di sviluppo di questo dispositivo. Hanno un paio di prototipi, ma il dispositivo commerciale sarà disponibile probabilmente tra due anni".

Nei prossimi due anni, i partner svilupperanno individualmente le proprie soluzioni, esplorando al contempo congiuntamente come il gruppo elettrogeno a idrogeno di Mesa e il sistema di produzione di idrogeno in loco di Modern Hydrogen possano essere abbinati in modo ottimale per soddisfare le esigenze dei clienti. L'obiettivo iniziale saranno i data center più piccoli, molti dei quali focalizzati sull'edge computing.

"La maggior parte di questi data center edge si colloca probabilmente nella fascia di potenza compresa tra 5 e 10 MW. È questo che intendiamo esplorare in collaborazione con Modern Hydrogen nei prossimi due anni", ha affermato Poteet. "In collaborazione, cercheremo di ampliare questo mercato dei data center per validare il mercato del prodotto".

Una situazione vantaggiosa per tutti

"Il fabbisogno energetico dei data center sta aumentando vertiginosamente", ha continuato Poteet. "Ci vorrà molta energia. Stiamo valutando diverse proposte per installare i nostri generatori a gas naturale in centinaia di megawatt... La nostra unità base in modalità standby ha una potenza di circa 500 kW. Quindi, per un carico di 100 MW, sono circa 200 i nostri generatori in funzione."

Fornire una configurazione di microrete come questa implica la possibilità di collegare i generatori direttamente alla rete del gas naturale. Per questo motivo Mesa ha cercato una soluzione simile per un gruppo elettrogeno a idrogeno, sebbene inizialmente su scala ridotta.

Oltre all'idrogeno, il processo di pirolisi di Modern Hydrogen estrae solidi di carbonio commercialmente utili. (Foto: Modern Hydrogen)

"Mesa è leader nell'ecosistema della generazione di energia grazie alla sua capacità di costruire un'azienda in grado di soddisfare la domanda di servizi di altissima qualità del settore energetico", ha commentato Mothusi Pahl, vicepresidente dello Sviluppo Commerciale e degli Affari Governativi di Modern Hydrogen. "Ha davvero alzato l'asticella nella fornitura di soluzioni energetiche chiavi in mano in modo personalizzato, pratico e incentrato sul cliente.

Mesa mi ha contattato sei, otto mesi fa, dicendomi: "Vorremmo davvero poterci collegare a Modern e a un allaccio di gas naturale per ottenere il combustibile che alimenta l'unità Mesa. Questo significa che Mesa può continuare a fornire energia distribuibile e affidabile, e ora anche a bassissime emissioni di CO2, grazie a una soluzione integrata".

La collaborazione che ne risulterà intende fornire proprio una soluzione di questo tipo, rivolta a coloro che sono disposti a pagare un sovrapprezzo per un'elettricità priva di emissioni di carbonio.

"I più grandi nomi dell'ecosistema dei data center sono assolutamente sensibili al prezzo, ma desiderano anche offrire ai propri clienti una soluzione di potenza di calcolo a basse emissioni di CO2", ha affermato Pahl. "Rimuovendo il carbonio dal gas naturale prima che entri nel generatore, si crea un'opportunità davvero unica per l'azienda di servizi di generazione di energia, per il data center e per l'utente finale e, in prima linea, per l'azienda di hardware OEM che si occupa effettivamente della generazione di energia."

"In tutta questa catena del valore, consideriamo la pirolisi distribuita del gas naturale un modo affidabile e gestibile per sfruttare le risorse e le infrastrutture esistenti e garantire la sicurezza energetica nazionale ai data center di nuova generazione", ha continuato. "Questa è la vera essenza della nostra partnership strategica con Mesa. Questo offre a Mesa un percorso unico per ottenere le molecole pulite di cui ha bisogno per fornire l'energia pulita che i suoi clienti desiderano".

Fornitura di carburante pulito

Poteet concorda. "Se costruiamo questo generatore che può funzionare solo a idrogeno, avremo una solida base per pianificare e avere la certezza che ci sarà una fonte di idrogeno in loco, utilizzabile in luoghi che necessitano di elettricità".

In sintesi, Pahl ha dichiarato: "Il nostro obiettivo è fornire combustibile pulito alla produzione di energia. Se riusciamo a preconfigurarlo e integrarlo con un'azienda come Mesa, sarà molto più facile per i data center di tutto il mondo raggiungere la potenza di calcolo a basse emissioni di CO2 desiderata, senza doversi chiedere: 'Dove trovo il combustibile? Quali sono le specifiche del combustibile? Si integra effettivamente con l'hardware OEM?'. Piuttosto, possiamo fornire una soluzione combinata da cui tutti traggono vantaggio".

Una svolta moderna nella produzione di H2

Fondata circa un decennio fa, Modern Hydrogen era originariamente incentrata sulla conversione del calore in elettricità utilizzando una tecnologia allo stato solido.

Sistema moderno a idrogeno presso il NW Natural Central Resource Center di Portland, Oregon. (Foto: Modern Hydrogen)

"Circa tre anni fa, abbiamo iniziato ad aumentare il nostro impegno nella produzione di idrogeno in loco e in quella che chiamiamo pirolisi distribuita del gas naturale", ha affermato Mothusi Pahl di Modern Hydrogen. "Solo negli ultimi tre anni abbiamo compiuto un passaggio significativo dalla gestione simultanea di entrambe le attività... alla concentrazione sulla pirolisi distribuita del gas naturale".

Ora, l'azienda "si occupa di rendere l'energia più pulita ed economica", e lo fa rimuovendo le emissioni di carbonio dal gas naturale per le attività commerciali e industriali, ha affermato Pahl. La sua clientela comprende grandi aziende come produttori, aziende di distribuzione del gas e altri grandi consumatori di energia, come i data center.

I sistemi moderni sfruttano alte temperature per scindere il gas naturale in idrogeno e carbonio solido prima della combustione. "La pirolisi del gas naturale consiste semplicemente nel rompere la molecola del gas naturale nei suoi elementi costitutivi: idrogeno e carbonio", ha affermato Pahl. "La pirolisi non è una novità: è solo l'idea di rompere il gas in queste molecole".

La pila tecnologica è essenzialmente una “scatola” che si trova lungo un gasdotto ed estrae il gas direttamente dal tubo per produrre idrogeno in loco, nel punto di utilizzo o in prossimità di esso.

"L'approccio moderno alla pirolisi, affermiamo, è distribuito, il che significa che non è progettato per essere prodotto su larga scala, in una sede centralizzata dove poi si metterebbe l'idrogeno in un camion e lo si farebbe percorrere centinaia di chilometri fino all'utente", ha spiegato Pahl. "Piuttosto, utilizziamo l'infrastruttura esistente del gas naturale per trasportarlo dove si trova il carico, e poi lo scomponiamo appena prima che sia necessario."

Oltre all'idrogeno, il processo estrae solidi di carbonio commercialmente utili che possono essere utilizzati come materia prima nei materiali per pavimentazione e in altri prodotti. Può anche essere utilizzato come additivo per migliorare le prestazioni del legante per asfalto.

L'approccio di Modern Hydrogen è quello di produrre idrogeno direttamente sul posto. (Foto: Modern Hydrogen)

"Inserendo additivi di carbonio moderni nell'asfalto, l'asfalto risultante offre prestazioni migliori alle alte temperature, senza alcun degrado delle prestazioni a basse temperature. Ciò significa che si ottiene una strada più resistente con minori esigenze di assistenza e manutenzione, a un costo inferiore", ha affermato Pahl.

"L'idea dei coprodotti del gas naturale è davvero fondamentale per il nostro lavoro", ha aggiunto, "e metà della nostra attività riguarda il settore della pavimentazione in asfalto".

Nota dell'editore: questo articolo è apparso per la prima volta nel numero di aprile 2025 di Power Progress.