Idrogeno verde, alleato della decarbonizzazione: cos’è e come si produce #Energie rinnovabili

In questi ultimi anni si è sentito sempre più spesso parlare dell’idrogeno come un vettore energetico meno impattante rispetto ai più tradizionali combustibili fossili. E questo perché può immagazzinare e rendere disponibili grandi quantità di energia per unità di massa, senza rilasciare emissioni di CO2 in atmosfera durante la combustione.

Questo è un aspetto fondamentale per affrontare le sfide energetiche del futuro, come ad esempio la decarbonizzazione.

L’unico problema, non del tutto trascurabile, è che non tutto l’idrogeno prodotto è totalmente sostenibile.

L’unico idrogeno davvero efficace nel combattere il cambiamento climatico e ridurre le emissioni di gas serra (CO2 in particolare) è l’idrogeno verde. Vediamo perché.

Che cos’è l’idrogeno verde

Sebbene l’idrogeno sia l’elemento più abbondante dell’universo, presente per oltre il 75% nella materia visibile del nostro pianeta, la sua concentrazione in natura in forma atomica e molecolare è assai scarsa.

L’elemento in sé si trova combinato assieme ad altri elementi, ma non costituisce una fonte primaria di energia come lo sono gas naturale, petrolio e carbone: per sua natura dev’essere prodotto artificialmente attraverso fonti energetiche primarie.

Quando le fonti energetiche utilizzate nel suo processo produttivo sono rinnovabili, si ottiene il cosiddetto idrogeno verde. In tutti gli altri casi, i risultati di produzione vengono chiamati “idrogeno grigio” e “idrogeno blu”. Vediamo quali differenze ci sono tra questi due tipi di idrogeno e quello verde.

Idrogeno grigio e idrogeno blu: le differenze con la versione verde

Tutte le volte che viene prodotto idrogeno attraverso l’impiego di combustibili fossili, in particolare di gas naturale, questo viene definito “grigio”. Ed è facile comprenderne il motivo: questo processo di produzione genera grandi quantità di emissioni di anidride carbonica, che hanno una ricaduta negativa sull’ambiente.

Nel tempo e attraverso l’utilizzo di nuove tecnologie, è stato possibile ridurre lievemente l’impatto di questo processo adottando dei sistemi di cattura e stoccaggio del carbonio. L’idrogeno prodotto attraverso questo procedimento viene definito “blu”.

Ma anche in questo caso, continuano a sussistere problemi di sostenibilità: per prima cosa, i costi di cattura e immagazzinamento dell’anidride carbonica sono tutt’oggi molto elevati; secondariamente, il ciclo produttivo non è in grado di catturare tutta l’anidride carbonica prodotta e, lungo tutta la catena di produzione, emette metano in atmosfera. E il metano è un gas inquinante, il secondo dopo la CO2.

Dunque, l’unico idrogeno totalmente sostenibile e commercialmente attuabile è, a tutti gli effetti, l’idrogeno verde. Ma qual è il processo produttivo che lo rende 100% green?

Come si produce l’idrogeno verde

L’idrogeno verde viene prodotto attraverso il processo di elettrolisi, che separa l’idrogeno dall’ossigeno partendo dall’acqua. Grazie a un elettrolizzatore, la molecola d’acqua viene scissa in una molecola di idrogeno (H) e due molecole di ossigeno (O2): l’ossigeno viene rilasciato in atmosfera, mentre l’idrogeno viene immagazzinato.

Per far funzionare l’elettrolizzatore, ovviamente, viene impiegata energia derivante da fonti rinnovabili, come ad esempio l’energia solare, eolica e idroelettrica. Questo rende la sua produzione leggermente più costosa rispetto ai metodi tradizionali, ma totalmente sostenibile.

Proprio come suggerisce il nome “idrogeno verde”, questo è l’unico metodo di produzione di idrogeno a impatto zero, ovvero che non determina emissioni di anidride carbonica in atmosfera.

Vediamo adesso quali sono alcuni dei suoi principali impieghi.

A cosa serve l’idrogeno verde?

L’idrogeno verde può essere utilizzato come fonte di energia in diversi settori, come ad esempio il settore dei trasporti, quello industriale, del riscaldamento e dell’elettricità. Guardando al futuro, la speranza è quella di riuscire a sostituirlo progressivamente ai combustibili fossili, contribuendo alla riduzione di emissioni di gas serra nell’aria.

Ma non è tutto. L’idrogeno verde può essere utilizzato anche come forma di stoccaggio dell’energia rinnovabile. Questo significa che, nei periodi di alta produzione di energia pulita, quella in eccesso può essere impiegata nella produzione di idrogeno verde.

Di conseguenza, attraverso dei sistemi di stoccaggio, l’idrogeno può essere immagazzinato e utilizzato nei periodi in cui l’energia rinnovabile non è disponibile, come ad esempio nei mesi invernali. Questo garantirebbe una fornitura di energia costante e affidabile.

Quanto costa l’idrogeno verde e quando potremmo utilizzarlo

Purtroppo, al momento produrre idrogeno verde in maniera totalmente sostenibile ha dei costi maggiori rispetto all’idrogeno prodotto attraverso combustibili fossili: il prezzo si aggira attorno ai 4,5 – 12 dollari per kg rispetto allo 0,98 – 2,93 dollari per kg della sua versione più economia, l’idrogeno grigio.

La buona notizia, però, è che la Commissione Europea ha deciso di investire su questa risorsa per velocizzare il processo di decarbonizzazione. Attraverso la Strategia Europea sull’Idrogeno, promossa nel luglio 2020, la direzione presa è quella di creare mercati aperti e competitivi per portare l’idrogeno verde in tutti i settori energetici.

Inoltre, diversi Paesi stanno iniziando a stanziare fondi sempre più ingenti, per promuovere la diffusione di questo tipo di energia che ad oggi, come abbiamo detto, vede ancora un ostacolo importante: i costi di produzione troppo elevati.

Nonostante tutto, investitori e progettisti sono fiduciosi del fatto che nei prossimi anni il costo di produzione si abbasserà e che nel 2050 l’idrogeno verde potrebbe essere accessibile a tutti a un costo addirittura inferiore a quello del gas naturale. Sarà questo il momento in cui arriverà nella vita di tutti i cittadini? Potrebbe essere. Nel frattempo, vediamo quali sono i pro e i contro di questa risorsa energetica così promettente.

Pro e contro dell’idrogeno verde

Come ogni altra forma energetica, anche l’idrogeno verde presenta dei vantaggi e degli svantaggi di cui è bene essere consapevoli. Vediamoli nel dettaglio.

Vantaggi

I vantaggi della produzione e dell’impiego di idrogeno verde sono davvero molti. Di seguito ne vediamo alcuni tra i principali:

• 100% sostenibile: non produce emissioni di nessun tipo, né durante il processo produttivo, né durante il suo utilizzo; questo contribuisce notevolmente alla riduzione delle emissioni di anidride carbonica e alla salvaguardia del pianeta.
• Di largo impiego: può essere impiegato in svariati settori, tra cui quello dei trasporti, dell’energia e dell’industria, e questo lo rende un ottimo alleato nel processo di transizione verso un’energia pulita.
• Conservabile: può essere immagazzinato in maniera relativamente semplice e utilizzato in momenti successivi, al bisogno.
• Facilmente trasportabile: può essere trasportato facilmente, utilizzando gli stessi condotti del gas naturale.

Svantaggi

Come tutte le altre fonti di energia, anche l’idrogeno verde presenta alcuni svantaggi. Molto probabilmente, in un futuro non troppo lontano si riuscirà a far fronte a questi ostacoli; la strada è già tracciata, ma ce n’è ancora un po’ da percorrere. Vediamoli.

• Costi di produzione: per produrre idrogeno verde è necessario sostenere dei costi maggiori rispetto all’idrogeno derivante dai combustibili fossili, e questo a causa della necessità di utilizzare energia generata da fonti rinnovabili.
• Infrastrutture: la sua produzione e il suo utilizzo richiedono infrastrutture specifiche, come ad esempio gli impianti di elettrolisi dell’acqua e le stazioni di rifornimento a idrogeno.
• Sicurezza: l’idrogeno, anche quello verde, è un materiale altamente infiammabile e questo comporta l’attuazione di misure di sicurezza per evitare perdite ed eventuali esplosioni.

In conclusione, l’idrogeno verde rappresenta una soluzione promettente nella transizione verso l’energia pulita grazie alla sua natura 100% green e alla sua versatilità d’impiego in diversi settori.

I continui progressi tecnologici dimostrano che sarà una componente sempre più importante dell’energia pulita del futuro e, nonostante ci siano ancora delle sfide da superare, il settore fa ben sperare in interessanti sviluppi.