GE Vernova e IHI testano con successo la combustione al 100% di ammoniaca in una turbina a gas di classe F

Un importante vettore energetico per il futuro della generazione elettrica

Un test condotto in Giappone da GE Vernova e dalla società giapponese IHI Corporation segna un passaggio tecnologico significativo nel campo dei combustibili alternativi per la produzione di energia. Le due aziende hanno annunciato di aver dimostrato con successo la combustione al 100% di ammoniaca in componenti di una turbina a gas di classe F a grandezza reale, operando a condizioni di pressione, temperatura e flussi analoghe a quelle di un impianto industriale.

Il test è stato effettuato presso il grande impianto sperimentale di combustione di IHI nella prefettura di Hyogo, un sito progettato proprio per replicare il funzionamento di una turbina commerciale ad alta potenza.

Questo risultato rappresenta un passo importante verso turbine a gas alimentate interamente da ammoniaca, con l’obiettivo dichiarato di arrivare a sistemi commerciali entro la fine del decennio.

Perché l’ammoniaca interessa il settore energetico

L’interesse per l’ammoniaca deriva dal fatto che può essere utilizzata come vettore energetico privo di carbonio: quando brucia non produce emissioni dirette di CO₂.

Dal punto di vista chimico, l’ammoniaca (NH₃) è un composto che contiene idrogeno, ma con caratteristiche logistiche molto più favorevoli rispetto all’idrogeno puro.

Le principali differenze sono:

In pratica, l’ammoniaca può essere vista come un “carrier” dell’idrogeno, cioè un modo più semplice per trasportarlo e immagazzinarlo.

Un ponte tra rinnovabili e generazione programmabile

Dal punto di vista del sistema elettrico, la combustione di ammoniaca nelle turbine a gas potrebbe svolgere un ruolo strategico.

Le turbine di classe F sono macchine utilizzate nelle centrali a ciclo combinato per produrre centinaia di megawatt di potenza, con elevata efficienza e capacità di modulazione.

Se queste macchine diventassero alimentabili con ammoniaca:

• potrebbero fornire energia programmabile a basse emissioni
• sfruttando centrali e infrastrutture già diffuse
• integrandosi con sistemi elettrici dominati da fonti rinnovabili variabili.

In sostanza, l’idea è decarbonizzare progressivamente il parco termoelettrico esistente senza dover ricostruire da zero il sistema di generazione.

Le sfide tecniche

La combustione di ammoniaca presenta però alcune difficoltà tecniche importanti:

• bassa velocità di combustione rispetto al metano
• rischio di formazione di ossidi di azoto (NOx)
• stabilità della fiamma nelle turbine ad alta temperatura.

Per questo GE Vernova e IHI stanno sviluppando nuovi combustori specifici, progettati per garantire stabilità e mantenere le emissioni entro i limiti normativi.

Implicazioni per la transizione energetica

Il test dimostra che l’ammoniaca potrebbe diventare un nuovo combustibile energetico globale, soprattutto in tre ambiti:

1. centrali elettriche programmabili
2. trasporto marittimo
3. stoccaggio e commercio internazionale di energia rinnovabile

Molti paesi asiatici — in particolare Giappone e Corea del Sud — stanno investendo molto in questa filiera perché permette di importare energia rinnovabile sotto forma di ammoniaca prodotta in altri paesi, trasformando di fatto il combustibile in una forma di “energia trasportabile”.

Nota: perché alcuni analisti puntano più sull’ammoniaca che sull’idrogeno

Un aspetto interessante è che una parte crescente degli analisti energetici ritiene che l’ammoniaca possa diventare più importante dell’idrogeno stesso nel sistema energetico.

Il motivo è principalmente infrastrutturale.

L’idrogeno puro, pur essendo spesso al centro della narrativa della transizione energetica, presenta tre problemi strutturali:

• è difficile da comprimere e trasportare
• richiede infrastrutture completamente nuove
• ha densità energetica volumetrica molto bassa.

L’ammoniaca invece:

• può essere liquefatta facilmente
• è già prodotta e trasportata su scala globale (oltre 180 milioni di tonnellate l’anno)
• utilizza infrastrutture industriali esistenti sviluppate per il settore dei fertilizzanti.

Per questo molti analisti vedono nell’ammoniaca la forma più pratica per trasportare e stoccare l’idrogeno su larga scala, trasformandola in una sorta di “vettore energetico globale” per l’energia rinnovabile.

In questo scenario, l’idrogeno verrebbe prodotto dove l’energia rinnovabile è abbondante, convertito in ammoniaca per il trasporto e poi utilizzato direttamente come combustibile — oppure riconvertito in idrogeno — nei paesi importatori.

Il significato del test

Il risultato ottenuto da GE Vernova e IHI è rilevante perché dimostra la fattibilità tecnica della combustione al 100% di ammoniaca in macchine industriali di grande potenza. Finora l’ammoniaca era stata utilizzata principalmente in co-combustione con gas naturale o in impianti di piccola scala. La dimostrazione su turbine di classe F rappresenta quindi un passo concreto verso applicazioni industriali.

Se nei prossimi anni crescerà la produzione di ammoniaca “verde” ottenuta da elettrolisi alimentata da rinnovabili, questa tecnologia potrebbe contribuire a fornire energia programmabile a zero emissioni di carbonio, integrando i sistemi elettrici sempre più dominati da solare ed eolico.

Fonti principali

1. Articolo originale sulla notizia

• POWER Magazine — GE Vernova, IHI Achieve 100% Ammonia Combustion in F-Class Gas Turbine Test
  https://www.powermag.com/ge-vernova-ihi-achieve-100-ammonia-combustion-in-f-class-gas-turbine-test/
  Fonte principale della notizia: descrive il test condotto da GE Vernova e IHI sulla combustione al 100% di ammoniaca in una turbina a gas di classe F, realizzato in un impianto sperimentale che replica le condizioni operative reali delle turbine industriali.

Fonti tecniche di supporto (ammoniaca vs idrogeno)

2. Studio scientifico sul confronto tra idrogeno e ammoniaca come vettori energetici

• ScienceDirect — Comparing Green Hydrogen and Green Ammonia as Energy Carriers
  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2666278724000394
  Analizza vantaggi e limiti dei due vettori energetici e sottolinea che l’ammoniaca è più compatibile con le infrastrutture esistenti e possiede maggiore densità energetica volumetrica rispetto all’idrogeno.

3. Analisi industriale sul ruolo dell’ammoniaca come vettore energetico

• ThyssenKrupp — Why ammonia is the more efficient hydrogen carrier
  https://www.thyssenkrupp.com/en/stories/sustainability-and-climate-protection/why-ammonia-is-the-more-efficient-hydrogen-carrier
  Spiega perché l’ammoniaca è considerata un vettore energetico efficiente per il trasporto dell’idrogeno, grazie alla maggiore densità energetica e all’esistenza di infrastrutture globali già operative.

4. Analisi sul trasporto dell’energia sotto forma di ammoniaca

• FfE Energy Research — Transportation of the Energy Carrier Ammonia
  https://www.ffe.de/en/publications/transportation-of-the-energy-carrier-ammonia/
  Evidenzia che l’ammoniaca permette di trasportare grandi quantità di idrogeno con maggiore efficienza volumetrica rispetto all’idrogeno liquido e con requisiti di liquefazione molto meno estremi.

5. Approfondimento su stoccaggio e logistica dell’ammoniaca

• Fraunhofer Institute — Ammonia as a Hydrogen Storage Medium
  https://www.umsicht.fraunhofer.de/en/greenhydrogen/ammonia-hydrogen-storage-medium.html
  Descrive il ruolo dell’ammoniaca come mezzo promettente per lo stoccaggio e il trasporto dell’idrogeno, grazie alla possibilità di conservarla e movimentarla in forma liquida con condizioni relativamente semplici.

6. Analisi energetica sul ruolo dell’ammoniaca nel sistema energetico

• Montel Energy — What Are the Benefits of Hydrogen and Ammonia as Fuels?
  https://montel.energy/resources/blog/what-are-the-benefits-of-hydrogen-and-ammonia-as-fuels
  Evidenzia come l’ammoniaca offra vantaggi in termini di densità energetica volumetrica e facilità di trasporto rispetto all’idrogeno, sfruttando infrastrutture industriali già esistenti.