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Idrogeno verde: immagazzinare l’energia in modo sostenibile

di Circularity

Data 05/07/2022
Tipo News
L'idrogeno verde: prodotto con energia rinnovabile e stoccato per un utilizzo successivo

La decarbonizzazione è il principale obiettivo che i Paesi di (quasi) tutto il mondo si sono posti per il 2050. Per raggiungere questo ambizioso target, la decarbonizzazione di un elemento come l’idrogeno – attualmente responsabile di oltre il 2% delle emissioni totali di CO2 nel mondo – per ottenere l’idrogeno verde, è uno degli elementi chiave. Scopriamo come si ottiene l’idrogeno verde e quale sarà il suo impatto nei prossimi decenni. 

Il nostro stile di vita ha bisogno di sempre più watt per funzionare. Le stime dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE) prevedono un aumento della domanda globale di energia del 25-30% entro il 2040, che in un’economia dipendente dal carbone e dal petrolio significherebbe più CO2 e un peggioramento del cambiamento climatico. Tuttavia, la decarbonizzazione del pianeta propone un mondo diverso per il 2050: più accessibile, efficiente e sostenibile, alimentato da energie pulite come l’idrogeno verde. 

Cos’è l’idrogeno verde e come si ottiene

L’idrogeno verde è una fonte di energia pulita che emette solo vapore acqueo e non lascia residui nell’aria, a differenza del carbone e del petrolio. Questa tecnologia si basa sulla generazione di idrogenoun combustibile universale, leggero e altamente reattivo – attraverso un processo chimico noto come elettrolisi. Viene utilizzata corrente elettrica per separare l’idrogeno dall’ossigeno presente nell’acqua. Quindi, se l’elettricità è ottenuta da fonti rinnovabili, produrremo energia senza emettere anidride carbonica nell’atmosfera. 

L’utilizzo dell’idrogeno verde, come sottolinea l’AIE, permetterebbe di risparmiare gli 830 milioni di tonnellate di CO2 all’anno che si originano quando questo gas viene prodotto dai combustibili fossili. Allo stesso modo, sostituire tutto l’idrogeno grigio del mondo significherebbe produrre 3.000 TWh di energia rinnovabile in più all’anno, pari all’attuale domanda di elettricità in Europa. Inoltre, soltanto in Italia ENEA stima come la filiera dell’idrogeno possa creare fino a 500 mila nuovi posti di lavoro green nei prossimi 30 anni.

Tuttavia, ci sono alcuni dubbi sulla fattibilità dell’idrogeno verde a causa dei suoi alti costi di produzione; dubbi ragionevoli che si dissolveranno con il progredire della decarbonizzazione del pianeta e, di conseguenza, con l’abbassamento dei costi della generazione di energia rinnovabile. 

L’idrogeno come energia pulita

L’idrogeno è l’elemento chimico più abbondante in natura. La sua domanda globale come combustibile è triplicata dal 1975, come sottolinea l’AIE, fino a raggiungere 70 milioni di tonnellate all’anno nel 2018.

Il rapporto tra l’idrogeno e l’industria è di lunga data. Il gas è stato utilizzato come combustibile fin dall’inizio del XIX secolo per automobili, dirigibili e veicoli spaziali. La decarbonizzazione dell’economia mondiale, un processo che non può essere rimandato, lo renderà più importante e, se la sua produzione diventerà più economica del 50% entro il 2030, come previsto dal World Hydrogen Council, sarà senza dubbio uno dei carburanti del futuro. 

Vantaggi e svantaggi dell’idrogeno verde

Questa fonte di energia ha pro e contro di cui dovremmo essere consapevoli. Passiamo in rassegna alcuni dei suoi aspetti positivi più rilevanti: 

  • 100% sostenibile: l’idrogeno verde non emette gas inquinanti né durante la combustione né durante il processo di produzione. 
  • Immagazzinabile: l’idrogeno è facile da immagazzinare e può essere utilizzato per altri scopi e in momenti diversi da quelli in cui è stato prodotto. 
  • Versatile: l’idrogeno può essere convertito in elettricità o in combustibili sintetici e utilizzato per scopi commerciali, industriali o di mobilità. 

Tuttavia, l’idrogeno verde presenta anche degli aspetti negativi che vale la pena ricordare: 

  • Costo più elevato: l’energia da fonti rinnovabili, la chiave per generare idrogeno verde attraverso l’elettrolisi, può essere più costosa da generare, il che a sua volta rende l’idrogeno più costoso da ottenere. 
  • Costi energetici più elevati: la produzione di idrogeno in generale e di idrogeno verde in particolare richiede più energia rispetto ad altri combustibili. 
  • Attenzione alla sicurezza: l’idrogeno è un elemento altamente volatile e infiammabile e richiede pertanto elevati requisiti di sicurezza per evitare perdite ed esplosioni. 

Usi dell’idrogeno verde

L’idrogeno come carburante è una realtà in paesi come Stati Uniti, Russia, Cina, Francia e Germania. Altri, come il Giappone, si spingono addirittura oltre e aspirano a diventare un’economia dell’idrogeno. Di seguito spieghiamo quali saranno i suoi usi in futuro: 

  • Generatore di elettricità e acqua potabile 

Questi due elementi si ottengono facendo reagire idrogeno e ossigeno in una cella a combustibile. Questo processo si è rivelato molto utile nelle missioni spaziali, ad esempio per rifornire gli equipaggi di acqua ed elettricità in modo sostenibile. 

  • Accumulo di energia 

I serbatoi di idrogeno compresso sono in grado di immagazzinare energia per lunghi periodi di tempo e sono anche più facili da maneggiare rispetto alle batterie agli ioni di litio perché sono più leggeri. 

  • Trasporto e mobilità 

La grande versatilità dell’idrogeno ne consente l’utilizzo in nicchie di consumo molto difficili da decarbonizzare, come il trasporto pesante, l’aviazione o il trasporto marittimo. Esistono già diversi progetti in tal senso, come Hycarus e Cryoplane – promossi dall’Unione Europea (UE) – che prevedono di introdurlo negli aerei passeggeri.  

L’idrogeno in Italia

Il nostro paese non ha ancora attuato politiche concrete riguardanti la produzione e l’utilizzo di idrogeno. Tuttavia, Il PNRR prevede di destinare l’ingente somma di €3.7miliardi a progetti che riguardano questo gas. L’obiettivo dell’Italia, allineato a quello di tutti gli altri paesi della comunità, è quello di incrementare massicciamente la diffusione di idrogeno sul territorio nazionale nei prossimi anni.

Prospettive sviluppo del mercato dell’idrogeno in Italia.
Fonte: Hydrogen Innovation Report 2021

Le politiche che verranno intraprese per favorire la diffusione dell’idrogeno sono le seguenti:

  • Lo sviluppo di progetti pilota per l’utilizzo dell’idrogeno nei settori industriali nei quali è difficile ridurre le emissioni altrimenti
  • La riqualificazione di aree industriali dismesse tramite la creazione di Hydrogen Valley
  • L’utilizzo dell’idrogeno nel trasporto pesante e sulle tratte ferroviarie non elettrificabili
  • Supporto alla Ricerca e Sviluppo
  • Regolamenti e riforme per consentire la produzione, il trasporto e l’utilizzo di idrogeno verde.
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