8 Giugno 2022 /

Obiettivi di Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite

Obiettivo 7: Energia pulita e accessibileObiettivo 9: Imprese innovazione e infrastruttureObiettivo 11: Città e comunità sostenibiliObiettivo 13: Lotta contro il cambiamento climatico

Idrogeno: se ne parla tanto come vettore energetico del futuro, ma cos’è? Come si produce? Cosa sono idrogeno verde, blu, grigio e viola? Quanto peserà nella transizione? Sarà il futuro della mobilità?

Esattamente vent’anni fa usciva il saggio dell’economista Jeremy rifkin “Economia all’idrogeno”, un testo importante che ipotizzava quale potesse essere il futuro della produzione e dell’uso dell’energia su scala globale dando proprio all’idrogeno un ruolo da attore protagonista soprattutto nell’ambito dei trasporti.

In questi vent’anni sono cambiate molte cose dal punto di vista energetico, abbiamo capito che il futuro è nelle rinnovabili, con il contesto soco-politico che ci ha dato l’ennesima dimostrazione nelle ultime settimane di quanto la nostra dipendenza dalle fonti fossili sia totalmente anacronistica.

In tutto ciò però l’idrogeno non ha ancora un ruolo di rilievo, anche se negli ultimi mesi se ne è parlato tanto anche per il fatto che la comunità europea ha dichiarato di prevedere investimenti di quasi 470 miliardi di euro entro il 2050 per far sì che possa essere parte attiva della transizione energetica.

E a proposito di transizione energetica, l’Enea afferma che l’idrogeno è necessario per riuscire a mantenerne le promesse e l’Hydrogen Council sottolinea come nel mondo siano in corso progetti del valore di circa 300 miliardi di dollari, con 30 Paesi (tra cui la Comunità Europea) che hanno definito una propria road map per l’uso dell’idrogeno.

E allora è importante capire cos’è l’idrogeno, quale idrogeno è utile ad una vera transizione ecologica e quale futuro reale potrebbe avere negli usi finali.

Negli anni ’90 in un famoso sketch, Beppe Grillo (che nella sua vita precedente ha avuto il merito di mostrare nei suoi spettacoli tante visioni di futuro sostenibile) faceva i fumenti sopra il tubo di scappamento di un’automobile alimentata ad idrogeno e fin da allora sappiamo che potremmo avere nelle città emissioni solo di vapore acqueo. Ma per arrivare a questo vapore acqueo le cose non sono così semplici. Intanto bisogna avere chiaro che l’idrogeno non è una fonte bensì un vettore energetico: significa che deve essere prodotto trasformando una fonte, e che è capace di immagazzinare energia e rilasciarla in un secondo momento tramite una combustione che non genera appunto emissioni nocive.

Inoltre, pur essendo l’idrogeno uno degli elementi più presenti in natura, non esiste allo stato puro cioè come gas H2 , ma spesso in combinazione con altri elementi a formare molecole quali l’acqua o gli idrocarburi. È quindi necessario produrlo a partire da questi composti e questo comporta un dispendio di energia. In particolare, attualmente si parte perlopiù da metano (CH4) ma potenzialmente la molecola di partenza principale potrebbe essere l’acqua che per elettrolisi viene divisa in H2 e ossigeno.

È per questo che, a seconda della sua origine, si parla di idrogeno di diversi colori: verde, grigio, blu, viola, nero, colori che non si riferiscono al gas stesso (che è inodore, insapore e incolore) ma appunto alla modalità produttiva.

Partendo dal peggiore dal punto di vista ecologico, l’idrogeno nero è quello prodotto da elettrolisi dell’acqua alimentata solo da elettricità prodotta da carbone o petrolio. Idrogeno grigio e blu sono quelli ottenuti a partire dal gas naturale tramite il processo di steam reforming che però genera 10 tonnellate di CO2 per ogni tonnellata di H2 prodotta. Il grigio attualmente rappresenta il 99% della produzione mondiale, mentre il blu si distinguerebbe dal grigio (condizionale perché non esiste ancora) perché la CO2 generata dal processo sarebbe catturata e stoccata in un deposito sotterraneo, un processo che però consuma parte dell’energia prodotta e su cui ci sono diversi punti interrogativi. L’idrogeno viola utilizza invece per l’elettrolisi l’energia proveniente da centrali nucleari. Infine, c’è l’idrogeno verde, quello che dovrebbe fare la vera differenza per la transizione perché prodotto da elettrolisi dell’acqua solo tramite l’utilizzo di energia generata da fonti rinnovabili e che attualmente rappresenta solo l’1% dell’H2 utilizzato nel mondo perché il processo risulta essere ancora troppo costoso: l’idrogeno grigio ha ad oggi un costo di circa 1,5 €/kg, quello verde di 2,5-5 €/kg per il costo degli elettrolizzatori, ma si stima che entro il 2030 i costi si equivarranno.

Ma per cosa si utilizzerebbe l’idrogeno? Ipotizzando che presto si possa avere solo idrogeno verde, questo potrà giocare un ruolo importante nella decarbonizzazione dei settori cosiddetti hard-to-abate (cioè difficili da decarbonizzare) come nei trasporti non elettrificabili, per esempio navi, aerei e in alcuni casi il treno, e nell’industria pesante come le acciaierie.

Alcuni treni alimentati a fuel cell (cella a combustibile, il dispositivo che permette di trasformare l’idrogeno in energia) sono già circolanti ad esempio in Germania dove hanno sostituito locomotori diesel, ma è un’opzione valida solo se impossibile l’elettrificazione della linea che resta più conveniente. Esistono anche prototipi di navi ad idrogeno, mentre per gli aerei non si avranno applicazioni prima del 2030.

Al momento è difficile che l’auto ad idrogeno sia presto competitiva rispetto a quella elettrica, anche per i problemi dovuti al grande volume occupato dall’idrogeno a pressione atmosferica, che deve quindi essere compresso o liquefatto per essere immagazzinato, con un notevole dispendio energetico.

Altra applicazione possibile è quella dello stoccaggio dell’energia prodotta dalle fonti rinnovabili intermittenti: ad esempio si potrebbe produrre idrogeno d’estate con l’energia solare in eccesso per poi utilizzarlo d’inverno.

Il primo passo verso produzione e uso di idrogeno verde è in ogni caso l’aumento della produzione di elettricità da fonti rinnovabili, un investimento da fare indipendentemente da tutte queste possibili applicazioni future.

 

  • Giacomo Magatti – Giacomo Magatti è Sustainability Specialist presso il Centro BASE (Bicocca Ambiente Società Economia) dell’Università di Milano-Bicocca e socio di Rete Clima

 

 

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