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L’idrogeno facile da trasportare che valorizza le biomasse

di Circularity

Data 10/12/2023
Tipo Caso studio

In forma di gas l’idrogeno è una molecola piccola e leggera, caratterizzata da un’elevata capacità di fuga che complica il suo trasporto. Così un team internazionale composto da ricercatori dell’Università di Trieste si è chiesto se fosse possibile produrre una forma di idrogeno rinnovabile, disponibile dove serve, e al contempo facilmente trasportabile. Nata da un progetto bilaterale con la Cina e finanziata in parte dal Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale italiano, la squadra di scienziati ha rilevato un processo innovativo di trasformazione di biomasse in vettori organici liquidi di idrogeno.

Come si trasformano le biomasse in idrogeno

Gli ingredienti del processo sono biomasse, acqua, luce, e opportuni catalizzatori che, assorbendo la luce, provocano trasformazioni chimiche. Dopo aver mescolato tutto con qualche pre-trattamento della biomassa, otteniamo dei liquidi organici (come l’acido formico e l’aldeide formica), che, possono essere facilmente trasportati e al bisogno, per semplice riscaldamento blando o sotto illuminazione si decompongono e rilasciano idrogeno”.
Lo stoccaggio di idrogeno puro in forma liquida è un metodo già utilizzato, ma che presenta molteplici criticità economiche e gestionali, mentre l’utilizzo di liquidi organici come vettori di idrogeno è oggetto di lavori di ricerca in vari importanti centri internazionali. Lo studio per la prima volta prevede di utilizzare esclusivamente un input energetico che viene dalla luce e nel frattempo valorizzare biomasse di scarto. Il tutto con un approccio circolare.

Le biomasse, inclusi i residui agricoli e gli scarti forestali rappresentano una grande opportunità per la transizione energetica in quanto possono essere trasformate anche in idrogeno, a patto di possedere tecnologie di trasformazione sufficientemente efficaci. Mentre i processi termici sono rapidi ma energivori, quelli biotecnologici possono essere lenti e occupare volumi importanti.

La ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista scientifica Joule – Cell Press, può rappresentare un tassello importante per la creazione di comunità energetiche rinnovabili ed integrate all’interno delle nascenti Hydrogen Valley. Dal momento che lo studio è pionieristico, gli scienziati rimangono prudenti sul quando tali vettori organici liquidi di idrogeno potranno essere messi in commercio.

Idrogeno liquido o gassoso?

La creazione di infrastrutture per il trasporto specifico di idrogeno gassoso richiede tempi e costi rilevanti. C’è ovviamente la possibilità di utilizzare i metanodotti esistenti per un parziale trasporto dell’idrogeno, almeno in miscele gassose con il metano, ma ci sono da superare i test di sicurezza connessi all’elevata capacità di fuga dell’idrogeno in stato gassoso. Inoltre va valutata la rilevanza economica ed energetica di diluire il contenuto energetico in volume diluendo il metano con l’idrogeno. Ecco perché grande attenzione viene oggi dedicata ai cosiddetti vettori organici liquidi di idrogeno.

Avendo un volume molto più piccolo, l’idrogeno puro in forma liquida potrebbe apparire più conveniente da trasportare, ma presenta anch’esso delle problematiche. Innanzitutto deve essere tenuto a temperature molto basse (-253°C). Oltre ai costi energetici di raffreddamento e di mantenimento, il freddo rende più fragili i metalli delle tubature e dei container e rendendo necessariamente più costosa e complessa la gestione dei liquidi criogenici. Si può fare ma comporta dei costi.

Le nuove regole sull’idrogeno verde della Commissione europea

Del trasporto di idrogeno si è occupata anche la Commissione europea che ha recentemente proposto due atti delegati per stabilire la definizione di idrogeno rinnovabile.
Per il primo atto Bruxelles ha pensato a criteri di correlazione geografica e temporale in cui viene stabilito che l’idrogeno, per essere verde, deve provenire energia elettrica rinnovabile se generata allo stesso momento e nella stessa zona in cui avviene la produzione del carburante.
In sostanza si vuole garantire che l’idrogeno sia prodotto solo dove e quando è disponibile sufficiente energia rinnovabile, questo per evitare costosi ed inefficienti trasporti. Secondo questo criterio, un produttore spagnolo, ad esempio, non potrà dichiarare che il suo idrogeno è rinnovabile se l’elettricità utilizzata per produrlo proviene dalla Svezia. In linea di principio, la Commissione europea si aspetta che i criteri di correlazione spazio-tempo diventino irrilevanti una volta che il 90% della produzione di elettricità di un determinato Paese provenga da fonti rinnovabili.

Un altro requisito è che, entro il 2028, i produttori di idrogeno dovranno dimostrare che i loro sistemi di elettrolisi sono collegati a impianti per la produzione di energia rinnovabile di recente costruzione e non più vecchi di 36 mesi.
A Bruxelles è stata soprattutto la Francia ad aver ottenuto una vittoria significativa in termini di politica energetica. Dal momento che sarà idrogeno verde anche quello ricavato da fonti “a zero emissioni” ma non rinnovabili come l’energia nucleare, Parigi non si dovrà preoccupare dei requisiti geografici.

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