{"id":77691,"date":"2021-12-22T15:27:11","date_gmt":"2021-12-22T14:27:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.lenius.it\/?p=77691"},"modified":"2022-06-22T10:48:13","modified_gmt":"2022-06-22T08:48:13","slug":"idrogeno-e-decarbonizzazione","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.lenius.it\/idrogeno-e-decarbonizzazione\/","title":{"rendered":"L’idrogeno \u00e8 la soluzione all’emergenza climatica?"},"content":{"rendered":"Reading Time: <\/span> 14<\/span> minutes<\/span><\/span>

Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza ha stanziato 3,2 miliardi di euro per la ricerca, la sperimentazione e la produzione di idrogeno, che dovrebbe aiutare l’Italia nel suo percorso di decarbonizzazione. Molti paesi membri tra cui Francia, Germania e Spagna, hanno gi\u00e0 elaborato dei piani ambiziosi dedicati a questo vettore energetico, in linea con la Strategia europea per l’idrogeno (pdf<\/a>), pubblicata a luglio 2020.<\/p>\n

Nelle analisi pi\u00f9 ottimistiche, l’idrogeno potrebbe essere presto in grado di alimentare camion, aerei e navi. Potrebbe bilanciare la rete elettrica e decarbonizzare l’industria pesante. Ma per fare tutto questo servirebbe un’enorme crescita della sua produzione, che \u00e8 pulita solo se lo sono le fonti usate per alimentarla.<\/p>\n

Attualmente, quasi la totalit\u00e0 dell’idrogeno a livello mondiale proviene da fonti fossili: solo se convertiamo questa produzione in idrogeno verde \u2013 e quindi da elettricit\u00e0 rinnovabile – questo vettore energetico potr\u00e0 avere un ruolo positivo nella decarbonizzazione<\/strong>. Altrimenti, rischia di diventare uno \u201cstrumento del ritardo\u201d, usato dalle aziende inquinanti per posticipare l’abbandono delle fonti fossili.<\/p>\n

Inoltre, gli esperti concordano nell’assegnare all’idrogeno un ruolo di nicchia, utile a decarbonizzare i settori hard-to-abate<\/em> (\u201cdifficili da abbattere\u201d), lasciando all’elettrificazione diretta il ruolo preponderante nella transizione, e usando il vettore energetico solo laddove essa non \u00e8 ancora possibile. Insomma, sembra difficile che l’idrogeno possa svolgere un ruolo cos\u00ec decisivo nella corsa a salvare il pianeta dall’emergenza climatica, anche se certo pu\u00f2 fare la sua parte.<\/p>\n

Ma cos’\u00e8 l’idrogeno? Come si produce? In quali settori si usa? Che prospettive ha? \u00c8 davvero cos\u00ec decisivo per la decarbonizzazione? Ci siamo fatti queste domande e abbiamo cercato delle risposte coinvolgendo esperti\/e del settore.<\/p>\n

Che cos’\u00e8 l’idrogeno<\/h2>\n

L’idrogeno \u00e8 l’elemento pi\u00f9 leggero e abbondante nell’universo. \u00c8 presente, legato ad altre molecole, nell’acqua, in tutti gli organismi viventi, nei composti organici e in alcune rocce.<\/p>\n

Ma, come spiega a Le Nius Nicola Armaroli, chimico e direttore di ricerca al CNR, \u201cda solo, cio\u00e8 allo stato molecolare (H2) l’idrogeno \u00e8 praticamente inesistente sulla Terra perch\u00e9 si trova sempre legato ad altri elementi, come nell\u2019acqua. Per qualsiasi utilizzo deve quindi essere prodotto, estraendolo da molecole in cui \u00e8 presente. Per questo motivo non si tratta di una fonte di energia direttamente utilizzabile, come lo sono il petrolio, l’energia solare o il carbone, ma di un vettore energetico<\/strong>\u201d.<\/p>\n

Pu\u00f2 essere ottenuto a partire dall’acqua (H2O), separandolo dall’ossigeno, oppure a partire da alcuni idrocarburi, come il metano (CH4), separandolo dal carbonio. Essendo un vettore energetico e non una fonte primaria, la produzione di idrogeno richieder\u00e0 sempre un input di energia maggiore rispetto a quella che si otterr\u00e0 utilizzando l’idrogeno prodotto<\/strong>: questo lo rende meno competitivo e efficiente rispetto alle fonti di energia che troviamo gi\u00e0 pronte in natura, come il metano.<\/p>\n

Ma allora perch\u00e9 produrlo?<\/strong> Perch\u00e9 si tratta di un gas con caratteristiche particolari, quando viene bruciato emette acqua, senza emissioni di CO\u2082: se prodotto da fonti rinnovabili<\/a>, l’utilizzo di idrogeno \u00e8 a emissioni zero. Inoltre, la sua combustione \u00e8 in grado di raggiungere rapidamente temperature molto alte, rendendolo adatto ai settori industriali in cui l’elettrificazione \u00e8 ancora lontana (ad esempio, la produzione di vetro o acciaio).<\/p>\n

Per descrivere il ruolo dell’idrogeno nella transizione energetica Giulio Mattioli, esperto in decarbonizzazione dei trasporti e ricercatore dell’Universit\u00e0 di Dortmund, usa una metafora.<\/p>\n

L’idrogeno \u00e8 come lo champagne e andrebbe trattato come tale: un prodotto energivoro, adatto e utile solo a settori di nicchia.<\/p><\/blockquote>\n

\"idrogeno
Foto: Canadian Nuclear Laboratories<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Come si produce: i diversi colori dell’idrogeno<\/h2>\n

Attualmente oltre il 95% dell’idrogeno a livello mondiale (90 milioni di tonnellate all’anno) \u2013 e il 95% in UE<\/a> – \u00e8 prodotto a partire dai combustibili fossili ed \u00e8 responsabile dell’emissione di 900 milioni di tonnellate di CO\u2082 all’anno, che equivalgono a circa tre volte quelle dell’Italia (Global Hydrogen Review 2021<\/a>).<\/p>\n

L’unica produzione di idrogeno che sia in grado di garantire zero emissioni ad oggi \u00e8 quella verde. In questo caso, esso \u00e8 ottenuto a partire dall’acqua, separando le sue molecole dall’ossigeno grazie al processo di elettrolisi, alimentato da elettricit\u00e0 rinnovabile. L’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) stima ad oggi una produzione di idrogeno verde a livello globale dello 0,03% sul totale di quello prodotto<\/strong> e un prezzo che va dai 3 ai 6 euro al kg, a seconda della disponibilit\u00e0 di energia rinnovabile del luogo specifico.<\/p>\n

La grande maggioranza dell’idrogeno prodotto al mondo \u00e8 grigio<\/strong>, ovvero proveniente dal processo di reforming<\/em> del metano, con le conseguenti emissioni di CO\u2082. \u00c8 anche solitamente il pi\u00f9 economico, con un prezzo che oscilla da 0,5 a 1,7 dollari al kg.<\/p>\n

Quello marrone<\/strong> (o nero), ancora pi\u00f9 inquinante perch\u00e9 derivante dal carbone, rappresenta il 19% sul totale ed \u00e8 usato soprattutto in Cina e in India, perch\u00e9 essendo paesi importatori di gas naturale risulta per loro pi\u00f9 economico di quello grigio. La produzione di idrogeno consuma il 6% del gas fossile e il 2% del carbone usati a livello globale.<\/p>\n

C’\u00e8 poi l’idrogeno blu<\/strong>, che non \u00e8 altro che idrogeno grigio ottenuto catturando e immagazzinando le emissioni di CO\u2082 prodotte, attraverso le tecnologie di cattura e sequestro del carbonio (CCS). Sono argomento di forte dibattito sia la reale sostenibilit\u00e0 della produzione di idrogeno blu, sia la fattibilit\u00e0 e i rischi dello stoccaggio di CO\u2082 nel sottosuolo su larga scala.<\/p>\n

Infine, c’\u00e8 l’idrogeno rosa<\/strong> (a volte chiamato giallo o viola) che si ricava a partire dall’acqua, attraverso il processo di elettrolisi alimentato da energia nucleare,\u00a0la cui produzione attuale \u00e8 ad oggi confinata a progetti di ricerca. Come precisa Francesco Pavan, ricercatore dell’IEA, \u201cvi sono alcune sperimentazioni in Nord America in cui, a livello per ora dimostrativo, si esplora l\u2019uso dell\u2019energia nucleare per la produzione di idrogeno, integrando elettrolizzatori a centrali esistenti\u201d.<\/p>\n

Idrogeno e decarbonizzazione: come e dove si usa<\/h2>\n

Come spiega Giulia Monteleone, ricercatrice e ingegnere dell\u2019Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA) “una volta prodotto, l’idrogeno ha due principali impieghi: pu\u00f2 essere ‘bruciato’ come combustibile nei tradizionali motori termici, oppure combinato con l\u2019ossigeno dell\u2019aria in una cella a combustibile, dando luogo ad una reazione elettrochimica che produce elettricit\u00e0 e calore. In entrambi i casi l’unica emissione \u00e8 costituita da acqua”.<\/p>\n

Ecco perch\u00e9, se prodotto con rinnovabili, l’idrogeno \u00e8 a emissioni nulle di CO\u2082. L’idrogeno pu\u00f2 anche essere trasformato in ammoniaca o in metanolo, sostanze che hanno diversi impieghi industriali e chimici, e un potenziale ruolo come carburanti nel settore dei trasporti. Inoltre, pu\u00f2 essere immagazzinato e trasportato, cosa che permette un suo utilizzo a distanza geografica e temporale.<\/p>\n

Tuttavia, precisa Pavan (IEA) “l’idrogeno non pu\u00f2 essere la soluzione principale della questione energetica. Il suo \u00e8 piuttosto un ruolo d’integrazione: va usato dove l’elettrificazione diretta non \u00e8 possibile. <\/strong>Infatti, nel nostro scenario di decarbonizzazione al 2050 (Net Zero by 2050<\/a>), esso fornisce il 10% della domanda finale di energia, mentre il 50% \u00e8 fornito dall’uso diretto di elettricit\u00e0, principalmente proveniente da fonti rinnovabili\u201d.<\/p>\n

Su una cosa – affermata anche nella Strategia per l’Idrogeno dell’UE – concordano tutti gli esperti: la priorit\u00e0 \u00e8 quella dell’elettrificazione diretta, che \u00e8 pi\u00f9 efficiente e meno energivora. L’idrogeno dovrebbe servire solo laddove essa non \u00e8 possibile. Diventa quindi cruciale stabilire dove il vettore energetico \u00e8 indispensabile.<\/p>\n

L’idrogeno nell’industria<\/h3>\n

L’industria, responsabile di oltre un quarto delle emissioni di CO\u2082<\/a> nel mondo, \u00e8 l’unico settore sul quale c’\u00e8 consenso quasi unanime: qui l’idrogeno potrebbe avere un ruolo cruciale per la decarbonizzazione<\/strong>.<\/p>\n

Diverse le sue applicazioni nell’ambito: pu\u00f2 fungere da materia prima chimica, da combustibile o da reagente per rimuovere impurit\u00e0. La gran parte della produzione mondiale di idrogeno attualmente \u00e8 impiegata nella raffinazione del petrolio, dove viene usato per rimuovere le impurit\u00e0 e i solfuri, e nella produzione di ammoniaca \u2013 usata come fertilizzante.<\/p>\n

\u201cNel settore industriale in cui l’idrogeno \u00e8 gi\u00e0 impiegato, in particolare nella produzione di ammoniaca e nel settore della raffinazione, la sfida \u00e8 quella di convertire la produzione in idrogeno verde<\/strong>\u201d, sostiene Monteleone (ENEA), \u201cpoi c’\u00e8 un’altra area industriale in cui invece non viene ancora utilizzato su larga scala ma potrebbe contribuire enormemente alla decarbonizzazione\u201d.<\/p>\n

Si tratta della produzione di acciaio, cemento e ceramiche, settori hard-to-abate<\/em>, difficilmente elettrificabili, in cui l’idrogeno potrebbe sostituire il coke<\/strong> (un tipo di carbone) come combustibile, grazie alla sua capacit\u00e0 di raggiungere alte temperature in tempi rapidi, con la sola emissione di acqua. La produzione di acciaio e ferro causa il 7,2% delle emissioni globali<\/a>, e qui, sostiene anche Pavan (IEA), \u201cl’idrogeno costituisce la principale soluzione per la decarbonizzazione\u201d.<\/p>\n

Circa il 6% dell’idrogeno<\/a> prodotto a livello globale \u00e8 impiegato per la produzione di ferro ridotto diretto (DRI), una delle tecniche pi\u00f9 promettenti per la decarbonizzazione del settore. \u201cLa tecnologia non \u00e8 ancora commerciale su larga scala, ma i progetti Hybrit in Svezia e Salcos in Germania sono incoraggianti\u201d, continua Pavan.<\/p>\n

Un intervento pubblico potrebbe aiutare la transizione all’idrogeno, frenata dai prezzi ancora troppo alti rispetto al coke: \u201cad esempio, in India si sta discutendo di introdurre quote obbligatorie di idrogeno verde – oggi non ancora competitivo – nel settore chimico e della raffinazione per stimolare il mercato\u201d, spiega Pavan.<\/p>\n

L’idrogeno nei trasporti<\/h3>\n

\u201cQuando si parla di trasporto leggero, in particolare delle auto, l’elettrico ha gi\u00e0 vinto\u201d, sostiene Mattioli (Universit\u00e0 di Dortmund). I motivi sono principalmente due, come spiega Armaroli (CNR): \u201cinnanzitutto, l’auto elettrica \u00e8 almeno quattro volte pi\u00f9 efficiente di quella a idrogeno e poi utilizza un’infrastruttura che \u00e8 la pi\u00f9 diffusa al mondo: quella elettrica<\/strong>. Mentre per le auto a idrogeno l’infrastruttura di distribuzione sarebbe tutta da costruire\u201d.<\/p>\n

Secondo l’IEA, la minore efficienza dei veicoli a idrogeno \u00e8 dovuta alle perdite energetiche che si accumulano nei vari step: dopo la produzione di idrogeno attraverso elettrolisi (se verde), il suo trasporto e la riconversione in elettricit\u00e0 tramite la cella a combustibile, l’energia\u00a0effettivamente utilizzabile alla fine del processo pu\u00f2 essere\u00a0meno\u00a0del 30%<\/a> di quella usata come input iniziale, in confronto a un\u2019efficienza circa dell\u201980% delle auto elettriche.<\/p>\n

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Rifornimento di un veicolo a idrogeno in California. Foto: DENNIS SCHROEDER on climatevisuals<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

C’\u00e8 invece pi\u00f9 discussione sul ruolo che potrebbe avere l’idrogeno nel trasporto pesante su strada<\/strong>, che presenta ancora difficolt\u00e0 nell’elettrificazione. Le celle a combustibile usate per i veicoli a idrogeno possono garantire una potenza maggiore rispetto alle batterie, e sembrano quindi adatte a carichi pesanti.<\/p>\n

Inoltre, sostiene Monteleone (ENEA), \u201cle celle a combustibile a parit\u00e0 di ingombro rispetto alle tradizionali batterie a ioni di litio, consentono un’autonomia circa tre volte maggiore e potrebbero quindi aiutare la decarbonizzazione dei trasporti pesanti (trasporto merci e trasporto pubblico): attualmente il problema principale \u00e8 l’infrastruttura ancora inesistente, potenzialmente risolvibile centralizzando la produzione di idrogeno, ad esempio producendolo direttamente nei depositi dei mezzi pubblici\u201d.<\/p>\n

Pavan (IEA) \u00e8 dello stesso parere: \u201ci veicoli a idrogeno hanno una serie di vantaggi: necessitano minor tempo per il rifornimento, possono avere range di percorrenza pi\u00f9 elevati, con un minor peso del sistema di storage energetico sul veicolo, visto che le batterie sono pi\u00f9 pesanti delle celle a combustibile a parit\u00e0 di energia\u201d.<\/p>\n

Armaroli (CNR) \u00e8 invece pi\u00f9 dubbioso al riguardo: \u201ci motivi per i quali si dice che l’elettrificazione dei camion \u00e8 difficile sono la grande potenza elettrica di cui dovremmo disporre nelle stazioni di ricarica e l’aumento di produzione di litio per le batterie. Ma i camion a celle a combustibile avrebbero ugualmente bisogno di enormi quantit\u00e0 di elettricit\u00e0 per produrre l’idrogeno necessario ad alimentarle e anch’essi devono avere una batteria al litio al loro interno, seppure pi\u00f9 piccola rispetto a quella di un camion a batterie: non \u00e8 affatto scontato che prevarranno su quelli elettrici\u201d. Il chimico fa poi notare che in Italia il 70% dei camion \u00e8 sotto i 35 quintali, una dimensione facilmente elettrificabile.<\/p>\n

Un discorso a parte \u00e8 invece quello che riguarda navi e aerei<\/strong>. Il trasporto navale \u00e8 responsabile del 3% delle emissioni globali<\/a> e quello aereo del\u00a02,5%<\/a>. Le emissioni di questi settori sono cresciute negli ultimi vent’anni pi\u00f9 di qualsiasi altro, rispettivamente del 32% e del 130%<\/a>. \u201cSi tratta di settori hard-to-abate<\/em>, la cui intensit\u00e0 energetica richiesta non pu\u00f2 essere fornita da batterie. Qui, sia l’idrogeno, ma specialmente l’ammoniaca e il metanolo \u2013 per le navi – e il cherosene sintetico \u2013 per gli aerei – sono le soluzioni attualmente esplorate\u201d, spiega Pavan (IEA).<\/p>\n

Questi combustibili sintetici possono essere prodotti unendo l’idrogeno ad altre molecole, e, nel caso del metanolo e del cherosene sintetico, utilizzando la CO\u2082 catturata da fonti biogeniche (come impianti a biocarburanti) o direttamente dall\u2019aria (Direct Air Capture, DAC), e quindi senza emetterne di nuova nell\u2019atmosfera. Hanno il vantaggio di poter essere immagazzinati in forma liquida occupando meno spazio dell’idrogeno e a modeste pressioni e temperature.<\/p>\n

Secondo un recente rapporto di IRENA<\/a>, nel 2050 il settore navale richieder\u00e0 46 milioni di tonnellate di idrogeno verde<\/strong>, di cui la maggior parte (il 73%) servir\u00e0 per produrre ammoniaca, che potrebbe coprire quasi la met\u00e0 dei consumi energetici navali: ne servirebbero per\u00f2\u00a0183 milioni di tonnellate, equivalenti alla produzione odierna mondiale di ammoniaca per tutti gli utilizzi.<\/p>\n

Armaroli (CNR) solleva alcune problematiche: \u201cl’ammoniaca liquida va mantenuta a -40\/50\u00baC, per cui l’energia richiesta per questo carburante sarebbe enorme, considerata sia la produzione di idrogeno necessaria, che il mantenimento della temperatura durante i viaggi. Senza contare che si tratta di una molecola corrosiva, che richiederebbe importanti regolamentazioni di sicurezza\u201d. Secondo Pavan (IEA), anche se in questo caso non viene prodotta CO\u2082, \u201cle emissioni di ossidi di azoto associate alla combustione di ammoniaca richiedono particolare attenzione\u201d.<\/p>\n

La decarbonizzazione del settore aereo \u00e8 ancora pi\u00f9 complessa<\/strong>. Come spiega Mattioli (Universit\u00e0 di Dortmund), \u201cattualmente si discute soprattutto sui carburanti sintetici, come il cherosene sintetico, alternativa che permetterebbe di non dover cambiare l’intera struttura degli aerei, problema che invece andrebbe necessariamente affrontato con l\u2019elettrificazione. Ma gli attuali scenari di decarbonizzazione del settore che si basano su questi carburanti mostrano che ci\u00f2 richiederebbe enormi quantit\u00e0 di energia e per servire a qualcosa si dovrebbe parallelamente imporre una pesante tassa sulla CO\u2082, bloccando ora l’espansione degli aeroporti\u201d.<\/p>\n

Come il metanolo, il cherosene sintetico \u00e8 ottenibile unendo idrogeno a carbonio, e le sue emissioni di CO\u2082 corrisponderebbero alla quantit\u00e0 di carbonio precedentemente tolta dall’atmosfera per produrlo, rendendolo carbon neutral. Ma, a causa degli alti costi e dell’attivit\u00e0 di lobby delle compagnie aeree, siamo ancora lontani dall’introduzione di una quota minima di combustibili sostenibili per l’aviazione. Secondo Armaroli (CNR), \u201cil settore aereo sar\u00e0 l’ultimo a essere decarbonizzato<\/strong>\u201d.<\/p>\n

Nonostante quello delle ferrovie sia il settore di trasporti maggiormente elettrificato, esistono treni alimentati a diesel in alcune tratte dove risulta ancora oggi difficile far arrivare l’elettricit\u00e0, spesso per via delle montagne. \u201cIn Italia il 28% delle ferrovie va a diesel<\/a> e in alcuni casi potrebbe essere sensato convertirle a idrogeno<\/strong>: non a caso le linee guida preliminari della Strategia Nazionale Idrogeno hanno tra gli obiettivi la conversione a idrogeno del 50% delle tratte non ancora elettrificate entro il 2030\u201d, spiega Pavan (IEA).<\/p>\n

Secondo Armaroli (CNR), \u201cconvertire a idrogeno i treni ha senso – come per ogni altro mezzo di trasporto – se la produzione del vettore energetico avviene in prossimit\u00e0 del luogo di utilizzo, come potrebbe essere il caso del progetto della tratta Edolo-Brescia in Valcamonica, che sfrutterebbe l’energia idroelettrica della zona. Altrimenti i costi economici e energetici del trasporto potrebbero vanificare i benefici associati\u201d.<\/p>\n

Idrogeno ed elettricit\u00e0<\/h3>\n

Il vettore idrogeno potrebbe giocare un ruolo importante nella rete elettrica, integrando il sistema basato sulle rinnovabili<\/strong>. Quando la produzione di eolico e fotovoltaico \u00e8 in eccesso, l’elettricit\u00e0 in surplus potrebbe essere usata per produrre idrogeno attraverso gli elettrolizzatori, evitando quindi di sprecarla. L’idrogeno prodotto potrebbe essere immagazzinato per il fabbisogno futuro, entrando in gioco in momenti in cui l’energia rinnovabile non \u00e8 sufficiente. L’immagazzinamento di idrogeno presenta il vantaggio di poterlo trasportare altrove o di usarlo in futuro, o anche di utilizzarlo per altri usi, trasformandolo ad esempio in ammoniaca o metanolo.<\/p>\n

\u201cL’efficienza energetica delle conversioni totali sarebbe molto bassa, intorno al 40%, in confronto all’85% delle batterie. Ma in un sistema in cui le fonti rinnovabili saranno sempre pi\u00f9 dominanti, questa pu\u00f2 essere una soluzione interessante per lo stoccaggio di energia a lungo termine\u201d, afferma Pavan.<\/p>\n

Per Gianluca Ruggieri, ricercatore all\u2019Universit\u00e0 dell\u2019Insubria, l’immagazzinamento di idrogeno da rinnovabili sar\u00e0 un’opzione valida solo quando avremo una produzione alta di eolico e fotovoltaico<\/strong>: \u201cin questo caso il vettore potrebbe permettere di non buttare via i surplus di energia nelle ore di sovrapproduzione. Ma esistono diversi sistemi di accumulo e usare l’idrogeno \u00e8 conveniente solo per l\u2019immagazzinamento sul lungo periodo, da una stagione all’altra. Se invece si tratta di conservare l’elettricit\u00e0 nell’arco della giornata la batteria \u00e8 sicuramente molto pi\u00f9 efficiente e economica\u201d.<\/p>\n

Idrogeno e decarbonizzazione: il riscaldamento<\/h3>\n

In Italia il riscaldamento degli edifici residenziali, commerciali e pubblici pesa sulle emissioni di CO\u2082 per oltre il 17,7%<\/a>, ed \u00e8 prodotto per il 70% da gas naturale. Tra le vie percorribili per la decarbonizzazione del riscaldamento, secondo Pavan, \u201cl’elettrificazione diretta \u00e8 la pi\u00f9 consona e conveniente: richiede 5-6 volte meno energia rispetto all’idrogeno. Infatti, negli scenari IEA, l’idrogeno per gli edifici ha una percentuale molto bassa: le pompe di calore elettriche sono dominanti, insieme a efficienza energetica e isolamento degli edifici\u201d.<\/p>\n

Nonostante questo, quello del riscaldamento \u00e8 uno dei settori dove \u00e8 pi\u00f9 acceso il dibattito sull’alternativa tra elettrificazione e idrogeno<\/strong>. I promotori del vettore per il riscaldamento sostengono che gli attuali gasdotti potrebbero essere utilizzati per far scorrere una miscela di metano e idrogeno, contribuendo a ridurre le emissioni utilizzando la stessa infrastruttura.<\/p>\n

Trasportare idrogeno puro al 100% nei metanodotti non \u00e8 possibile, per via delle caratteristiche di questo gas, che richiederebbe un’infrastruttura nuova e norme di sicurezza specifiche. Snam, gestore italiano del trasporto di gas naturale, dichiara<\/a> che la sua rete \u201c\u00e8 gi\u00e0 pronta a trasportare una miscela di gas e idrogeno\u201d. Ma in che percentuali?<\/p>\n

Secondo l’IEA, l’attuale infrastruttura globale dei gasdotti permetterebbe di far scorrere una miscela in cui l’idrogeno \u00e8 in percentuali variabili tra il 2 e il 10%, con un limite del 2% in Italia. Inoltre, come spiega Pavan, \u201c\u00e8 stato stimato che con una miscela con idrogeno al 20%, quindi gi\u00e0 in percentuali molto pi\u00f9 alte di quanto si potrebbe fare ora, la riduzione delle emissioni di CO\u2082 ottenuta sarebbe circa del 7%\u201d. Del tutto insufficiente rispetto ai target climatici da perseguire<\/strong>.<\/p>\n

Secondo Armaroli, \u201c\u00e8 assurdo pensare di utilizzare una miscela del genere, anche perch\u00e9 il mix ha un contenuto energetico nettamente minore rispetto al metano puro\u201d. Ruggieri (Universit\u00e0 dell\u2019Insubria) va dritto al punto:<\/p>\n

L’unico motivo per cui si sta spingendo all’uso di idrogeno per riscaldamento \u00e8 il mantenimento della rete del gas e la possibilit\u00e0 che darebbe alle aziende fossili di continuare a bruciare metano.<\/p><\/blockquote>\n

Della stessa idea \u00e8 Armaroli, \u201cproporre l’utilizzo di idrogeno nei gasdotti \u00e8 un modo per rinviare l’abbandono del gas e per continuare a usare l’infrastruttura\u201d. L’unico potenziale limite con cui si scontrerebbe l’elettrificazione del riscaldamento \u00e8 il sovraccarico della rete elettrica, che avrebbe bisogno di una potenza installata molto maggiore: \u201cun altro motivo per il quale \u00e8 bene investire nella rete elettrica rinnovabile\u201d, afferma Ruggieri.<\/p>\n

\"idrogeno
Foto: Adam Gautsch<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

L’idrogeno blu<\/h2>\n

Come anticipato, la produzione di idrogeno blu \u00e8 un’altra questione al centro di un dibattito con posizioni molto diverse.<\/p>\n

Per l’IEA, l’idrogeno blu ha un ruolo importante nello scenario Net zero emissions by 2050<\/em>, coprendo il 40% della produzione totale del vettore (il restante 60% sarebbe di idrogeno verde). Come afferma Francesco Pavan, ricercatore dell’IEA, \u201cun fattore non trascurabile nella produzione di idrogeno pulito \u00e8 la capacit\u00e0 delle fonti rinnovabili. L’elettrificazione \u00e8 la via da preferire e non bisogna sottrarre capacit\u00e0 delle rinnovabili per la produzione di idrogeno verde: per questo l’idrogeno blu potrebbe aiutare a raggiungere il livello di produzione necessaria\u201d.<\/p>\n

Tuttavia, come sostiene Nicola Armaroli, e come messo in luce anche da alcune ricerche<\/a>, \u201cl’unico modo oggi economicamente sostenibile per lo stoccaggio della CO\u2082 \u00e8 il recupero secondario di petrolio: per il resto la tecnologia CCS (carbon capture and storage<\/em>, con cui si ottiene l’idrogeno blu a partire dal metano con la cattura e lo stoccaggio nel sottosuolo della CO\u2082, ndr<\/em>) \u00e8 ancora costosissima e finora si \u00e8 rivelata largamente fallimentare<\/strong>, spesso anche dal punto di vista tecnico\u201d. Forse \u00e8 anche per questo che la candidatura di Eni per ricevere finanziamenti per il progetto di CCS a Ravenna dal Fondo europeo per l’Innovazione \u00e8 stata di recente scartata dalla Commissione<\/a>.<\/p>\n

Ruggieri concorda con Armaroli e aggiunge che \u201cse anche fosse possibile avviare una produzione di idrogeno blu, il problema sarebbe rappresentato dalla dispersione di metano che avviene durante il processo di produzione, e che oggi non siamo neanche in grado di quantificare con precisione\u201d. Pavan menziona una stima dell’IEA, secondo la quale ogni kg di idrogeno blu prodotto sarebbe accompagnato da 2-5 kg CO2eq legate esclusivamente alle perdite di metano durante la catena di approvvigionamento.<\/p>\n

Inoltre, secondo una recente ricerca scientifica<\/a>, anche assumendo che la CO\u2082 possa essere stoccata nel sottosuolo a tempo indeterminato – cosa su cui non c\u2019\u00e8 alcuna certezza – la produzione di idrogeno blu potrebbe essere ancora pi\u00f9 inquinante della semplice combustione di gas naturale. Ci\u00f2 sarebbe dovuto alle varie perdite di metano nel corso dell’approvvigionamento, che sono pi\u00f9 alte per l’idrogeno blu in quanto il gas fossile \u00e8 usato sia come materia prima per la produzione del vettore che fornire l’energia necessaria per iniettare la CO\u2082 nel sottosuolo.<\/p>\n

Insomma, sul futuro dell’idrogeno blu – la cui produzione \u00e8 oggi in fase sperimentale con percentuali vicine allo zero sul totale – incombono numerose incertezze.<\/p>\n

Idrogeno e decarbonizzazione: strategie e prospettive<\/h2>\n

Da quando ha pubblicato la sua strategia per l\u2019idrogeno, l’Unione Europea \u00e8 leader nei piani futuri del settore, con un target di 40 Gigawatt di capacit\u00e0 di elettrolizzatori al 2030. Considerando che ad oggi la capacit\u00e0 elettrolitica a livello mondiale \u00e8 di 0,3 Gigawatt, si tratta di una sfida molto ambiziosa.<\/p>\n

Anche Arabia Saudita, Giappone, Corea del Sud, Australia e Nuova Zelanda hanno piani importanti, mentre gli Stati Uniti su questo fronte non hanno una strategia paragonabile. Ma il vero competitor dell’Unione Europea \u00e8 la Cina<\/strong>, che lavora sull\u2019idrogeno da vent\u2019anni, attualmente \u00e8 il maggiore produttore mondiale (soprattutto di idrogeno marrone) e entro il 2030 vorrebbe avere mille stazioni di rifornimento e un milione di auto a idrogeno<\/a>.<\/p>\n

I paesi dell’Unione Europea stanno spendendo per l\u2019idrogeno in media il 7% delle risorse<\/a> dedicate alla transizione dei PNRR. L’Italia gli ha destinato 3,2 miliardi di euro e vorrebbe raggiungere al 2030 circa 5 Gigawatt di capacit\u00e0 elettrolitica, in linea con i piani di Francia e Germania.<\/p>\n

Armaroli ritiene che “3,2 miliardi siano un’ottima base per poter condurre le necessarie ricerche sull’idrogeno, l’importante \u00e8 che non diventino un regalo per le grandi aziende del fossile.<\/strong> Non si pu\u00f2 pensare di avviare una produzione su larga scala prima di avere grandi surplus di elettricit\u00e0 rinnovabile, altrimenti non si tratterebbe di idrogeno verde. La priorit\u00e0 assoluta per combattere la crisi climatica \u00e8 aumentare la quota di rinnovabili e l’elettrificazione”.<\/p>\n

Come ha scritto di recente il chimico del CNR in un articolo su Nature<\/a>, “\u00e8 arrivato il momento – non solo per l’Italia ma per tutta l’Unione Europea – di prendere decisioni politiche sulle priorit\u00e0 per il prossimo decennio, e si deve fare una scelta chiara tra puntare principalmente sull’elettrificazione diretta o sulla produzione di idrogeno<\/strong>“.<\/p>\n

Sul fatto che l\u2019idrogeno possa avere un ruolo fondamentale per la decarbonizzazione nei settori hard-to-abate<\/em> tutti gli esperti sono d\u2019accordo. Ma, \u201cbisogna mettere in chiaro fin da subito a che cosa veramente ci serve: se lo vogliamo usare per decarbonizzare, potr\u00e0 avere un ruolo rilevante in settori di nicchia, e solo quando la capacit\u00e0 delle rinnovabili crescer\u00e0 a sufficienza\u201d, afferma Ruggieri, e conclude: \u201cse invece serve per salvare le industrie del fossile, la loro produzione e i loro asset, deve essere chiaro che questa strada \u00e8 destinata a portarci contro un muro\u201d.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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