Negli ultimi mesi, l’Unione europea e diversi paesi nel mondo hanno dichiarato di puntare sull’idrogeno come nuova via per la decarbonizzazione energetica. Durante il Consiglio Europeo di dicembre, il premier Giuseppe Conte aveva dato per certo un nuovo progetto per la riconversione dell’Ilva di Taranto. Ma la strada da percorrere sembra ancora lunga considerato che l’accordo tra Invitalia e ArcelorMittal non prevede una transizione immediata.

Tra Puglia, Basilicata e Calabria si parla di futura Valle dell’idrogeno. Un’altra fabbrica in Lombardia vedrà “la prima applicazione dell’idrogeno su scala industriale in Italia”.

A favore dell’idrogeno si è apertamente espresso il vicepresidente della Commissione europea, Frans Timmermans, che ha parlato della Strategia per l’idrogeno dell’UE come la leva per una ripresa economica ‘verde’. Se da un lato Bruxelles vuole affidare all’idrogeno un ruolo di punta nel piano per lo sviluppo sostenibile noto come Green Deal europeo, dall’altro il piano sembra lasciare la porta aperta all’uso dei combustibili fossili e non ha indicato una data per l’eliminazione graduale dei gas fossili, suscitando così inevitabili polemiche.

Sarà soprattutto la politica a fare dell’idrogeno una soluzione contro il cambiamento climatico o l’ennesima insostenibile fonte di energia.

Perché l’idrogeno

«L’idrogeno è l’elemento più leggero nel nostro pianeta e anche il più abbondante in natura», spiega a Valigia Blu Petronilla Fragiacomo, professore associato di Sistemi per l’Energia e l’Ambiente all’Università della Calabria, e responsabile scientifico del laboratorio e del team di ricerca Fuel Cell and Hydrogen (composto da Giuseppe De Lorenzo, Orlando Corigliano, Francesco Piraino e Matteo Genovese) che si occupa di sistemi energetici innovativi per la propulsione e per la generazione distribuita di energia.

L’idrogeno può essere usato come un vero e proprio ‘vettore energetico’, ossia una fonte energetica secondaria. Per questo «rappresenta una delle opzioni più promettenti per decarbonizzare i vari settori energetici».

Fra gli aspetti positivi, ci sono le sue flessibilità e versatilità in quanto rappresenta una soluzione ai grandi problemi del sistema energetico italiano: lo stoccaggio e il trasporto. «Può essere utilizzato come stoccaggio energetico a lungo termine, favorendo stabilità e resilienza all’intermittenza e alla fluttuabilità delle fonti rinnovabili non programmabili» (ndr, cioè quelle soggette a fenomeni naturali, come il solare e l’eolico), aggiunge Fragiacomo.

Può anche essere trasportato o miscelato nelle reti di gasdotti, «oltre a poter essere utilizzato per la produzione diretta di energia elettrica e calore». Quando usato per alimentare la tecnologia con cella a combustibile [sistema usato per trasformare l’energia chimica dell’idrogeno o di miscele ricche di idrogeno in energia elettrica], presenta ulteriori benefici: «Un più basso impatto ambientale, inquinamento acustico nullo e un’efficienza più elevata» rispetto ai sistemi energetici convenzionali alimentati con altri combustibili.

E poi ci sono i vantaggi dal punto di vista economico: «L’introduzione di nuove tecnologie all’interno di diverse filiere tecnologiche consente di aumentare i livelli di occupazione, offrendo l’apertura di nuove posizioni lavorative e la nascita di figure professionali innovative».

Non mancano tuttavia alcuni aspetti negativi. Tra i potenziali problemi c’è la scarsa consapevolezza sui benefici e sugli utilizzi, specialmente nella fase di transizione. Disastri storici come l’incendio del dirigibile Hindenburg nel 1937 hanno in parte influenzato l’opinione pubblica, ma spiega Fragiacomo: «In termini di sicurezza e gestione, l’idrogeno non è molto più pericoloso di altri combustibili infiammabili, come la benzina».

Se vengono adottate misure di sicurezza appropriate, i rischi derivanti dall’utilizzo dell’idrogeno possono essere ridotti al minimo. Disseminazione e divulgazione saranno essenziali, così come i protocolli di applicazione e di sicurezza a livello nazionale.

1) L’idrogeno può essere prodotto usando elettricità, bioenergia oppure combustibili fossili con CCS. 2) L’idrogeno può essere immagazzinato, convertito in combustibili sintetici o trasportato su camion, nave e gasdotto. 3) L’idrogeno può essere utilizzato per i trasporti, l’industria, la produzione di elettricità, i fertilizzanti o il riscaldamento

La catena di approvvigionamento

L’idrogeno può essere prodotto tramite diversi processi.

Degli 8 milioni di tonnellate prodotti nell’Ue ogni anno, attualmente il 95% viene ottenuto scindendo le molecole di idrocarburi. Vale a dire, emettendo tra 60 e 70 milioni di tonnellate di CO₂ e, durante la catena di approvvigionamento, anche metano. Perciò viene chiamato in gergo ‘idrogeno grigio’.

L’idrogeno classificato come pulito o ‘verde’, a bassissimo o praticamente nullo tenore di carbonio, viene invece prodotto da elettrolisi dell’acqua. È semplice e qualche lettore avrà tentato l’esperimento a scuola: tramite l’apporto di elettricità, la molecola dell’acqua viene scissa in idrogeno e ossigeno. Quando l’energia elettrica utilizzata in questo processo proviene da fonte rinnovabile (perlopiù energia eolica e solare), è praticamente carbon free, ovvero ha un tenore di carbonio pressoché nullo.

C’è un altro caso in cui la CO₂ emessa nella produzione dell’idrogeno viene catturata e stoccata, tramite tecniche di Carbon Capture and Storage (CCS). Come prodotto finale si ottiene un idrogeno con meno tenore di carbonio di quello grigio, chiamato ‘idrogeno blu’.

La classificazione comprende anche: l’idrogeno ‘nero’ prodotto usando il carbone; quello ‘marrone’ con la lignite; quello ‘turchese’ dove il calore viene utilizzato per scindere il gas fossile mediante pirolisi (la decomposizione di una sostanza complessa mediante trattamento termico); quello detto ‘viola’ o anche ‘rosa’ o ‘giallo’ dove si usano l’elettricità e il calore dei reattori nucleari; quello per ora senza colore prodotto usando biomassa.

«La produzione può avvenire in loco, a seconda della domanda e del mercato locale, oppure in infrastrutture centralizzate, dalle quali viene successivamente stoccato e distribuito verso le utenze finali», dicono Fragiacomo e Genovese.

«L’idrogeno sotto forma gassosa può essere direttamente stoccato e distribuito, per esempio tramite serbatoi ad alta pressione o adattando gasdotti esistenti. Per lunghi tragitti dove non è possibile utilizzare i gasdotti, può essere stoccato e trasportato sotto forma liquida, in serbatoi criogenici».

Per quanto riguarda il consumo, l’idrogeno ha sempre avuto una certa importanza nell’industria chimica, ad esempio per la produzione di ammoniaca, e nel settore petrolifero. Allo stato attuale, per usarlo come fonte di energia, «la tecnologia cella a combustibile rappresenta l’opzione più promettente e sta tendendo verso una maturità sia tecnologica che commerciale», spiega Fragiacomo.

Un’economia basata sull’idrogeno necessita di infrastrutture adeguate alla crescita attesa e tali da sostenere la domanda.

«È chiaro che, se si pensa a una transizione repentina, potrebbe sembrare uno scenario utopico. In realtà, l’idrogeno e le sue relative infrastrutture si innestano in un contesto già avviato e radicato». C’è già stata una grossa riconversione verso le fonti rinnovabili e verso la combinazione di alcune di esse: è qui che si innesta anche l’idrogeno.

L’Italia ha in effetti una serie di infrastrutture che sono adattabili, come la rete del gas, e la sua posizione strategica nel cuore del Mediterraneo può giocare un ruolo chiave nel Green Deal europeo.

Un investimento a prova di futuro?

Non tutti sono ottimisti, né altrettanto sicuri che si tratti di un investimento a prova di futuro.

Il punto è che si rischia un enorme sforzo nella direzione sbagliata. “Ci aspettavamo di vedere uno sforzo immediato per implementare la produzione di idrogeno basata su fonti rinnovabili e investire di conseguenza, mentre la strategia per l’idrogeno mantiene la porta aperta per l’uso di combustibili fossili sporchi e non indica una data di eliminazione graduale dei gas fossili, il che non ci porterà più vicino o più velocemente all’obiettivo dell’accordo di Parigi”, dice Esther Bollendorff, coordinatrice di CAN per la politica europea del gas.

Allo stesso modo, pur accogliendo con favore il focus sull’idrogeno rinnovabile, l’European Environmental Bureau (EEB) sottolinea che “rischia di trasformarsi in un altro regalo per l’industria dei combustibili fossili, piuttosto che in un’opportunità per avanzare nell’agenda del clima”.

“Investire nell’idrogeno di origine fossile, la cui produzione è già disponibile su scala industriale, rischia di rendere l’idrogeno veramente pulito e privo di fossili non competitivo per il mercato dell’Ue e di creare asset bloccati,” secondo Barbara Mariani, senior policy officer di EEB per il clima e l’energia. “È una scommessa costosa che l’Europa non può permettersi e potrebbe facilmente evitare”.

Restano però interi sottosettori – chimica, acciaio, aviazione – “in cui l’elettrificazione diretta con fonti energetiche rinnovabili è tecnicamente difficile o altamente inefficiente”, CAN aggiunge. “Anche dopo aver ridotto massicciamente la loro domanda di energia, questi sottosettori avranno ancora bisogno di vettori energetici con alta densità di energia”. E qui casca l’asino.

Il ruolo delle compagnie elettriche

Da qui al 2050, ci aspetta innanzitutto una fase di passaggio in cui i combustibili fossili sono e saranno ancora presenti.

Alcune compagnie energetiche hanno già mosso i primi passi verso le rinnovabili. Basti pensare alla mobilità e alla preparazione verso il full electric.

Altre si sono ribellate ai piani dell’Ue. In una lettera firmata anche da ENI e inviata il 24 giugno alla Commissione europea, 33 aziende hanno chiesto di considerare tutte le forme di produzione di idrogeno.

L’idrogeno cosiddetto ‘verde’, scrivono, “da solo non sarà sufficiente per sviluppare il mercato nel prossimo decennio”. “Ci vorrà del tempo perché cresca, motivo per cui dobbiamo schierare tutte le tecnologie disponibili a partire da oggi”.

Un report recente di IEA prevede che l’uso dell’idrogeno possa soddisfare meno del 7% della domanda finale di energia nel 2050, compresi trasporti (44%), industria (28%), elettricità (19%) e abitazioni (9%). Entro il 2070, in uno scenario in cui il riscaldamento globale resti ben al di sotto dei 2° C, l’agenzia prevede che l’idrogeno possa soddisfare il 13% della domanda finale di energia.

Fonte: Valigia Blu. Estratto dell’articolo di Emanuela Barbiroglio





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