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Feb 04, 2024

Cinque miti sull'idrogeno

L’idrogeno prodotto dall’elettricità rinnovabile è una soluzione climatica rivoluzionaria. Può essere prodotto per emettere nient'altro che ossigeno e, quando utilizzato, non produce anidride carbonica, rendendolo attraente

L’idrogeno prodotto dall’elettricità rinnovabile è una soluzione climatica rivoluzionaria. Può essere prodotto per emettere nient'altro che ossigeno e, quando utilizzato, non produce anidride carbonica, rendendolo un'alternativa interessante ai combustibili fossili inquinanti in uso oggi. Ma come ogni nuova tecnologia, abbondano i miti sulla sua funzione e sulle sue applicazioni. Qui affrontiamo alcuni dei più grandi miti e malintesi sull’idrogeno, adattati dalla nostra ampia serie “Reality Check”.

In teoria, l’idrogeno può essere utilizzato per decarbonizzare quasi tutti i settori. Ma solo perché può, non significa che dovrebbe. Essendo uno dei tanti strumenti a disposizione per la decarbonizzazione, l’idrogeno dovrebbe avere la priorità dopo l’efficienza energetica quando l’elettrificazione diretta non è possibile. In particolare, il potenziale dell’idrogeno di decarbonizzare l’industria pesante e i trasporti in modo economicamente vantaggioso lo rende una parte necessaria della transizione verso l’energia pulita.

Uno dei fattori che limitano la decarbonizzazione globale è la scarsità e il valore dell’elettricità rinnovabile, che viene utilizzata per produrre idrogeno “verde”. Il mondo ha già bisogno di infrastrutture elettriche molto più pulite, poiché si prevede che il consumo di energia nel 2050 raddoppierà a causa della sola crescita demografica ed economica – e solo il 10% dell’elettricità oggi proviene da solare ed eolico. Se aggiungiamo l’elettricità necessaria per produrre idrogeno verde per decarbonizzare l’industria pesante e i trasporti, il consumo di energia potrebbe triplicare.

In questo contesto, a livello macro, è importante dare priorità alla riduzione del consumo di elettricità e all’utilizzo dell’elettricità rinnovabile nel modo più efficiente. Pertanto, molti degli attuali casi aziendali a livello micro dell’idrogeno per il riscaldamento degli edifici, la generazione di energia o l’alimentazione di veicoli leggeri sono più adatti per gli investimenti nell’efficienza energetica o nell’elettrificazione diretta (vedi Figura 1 di seguito).

Figura 1: Elettricità necessaria (kWh) per ridurre le emissioni dei trasporti leggeri, del calore degli edifici e della produzione di energia di 1 kg di CO2e utilizzando idrogeno verde o elettrificazione diretta.

L’idrogeno è fondamentale per raggiungere i nostri obiettivi climatici, ma l’impiego dell’idrogeno nei casi in cui l’efficienza energetica e l’elettrificazione diretta sono opzioni migliori ostacolerà la nostra capacità di decarbonizzare rapidamente ed economicamente il nostro sistema energetico. Per massimizzare l’uso efficiente a livello di sistema della preziosa elettricità pulita, l’idrogeno dovrebbe essere utilizzato quando queste soluzioni non sono possibili.

Le applicazioni dell’industria pesante come la produzione di fertilizzanti o di acciaio, insieme al trasporto pesante su lunghe distanze, sono oggi applicazioni senza rimpianti dell’idrogeno, a cui col tempo potrebbero aggiungersi l’aviazione e lo stoccaggio di energia a lunga durata. In parole povere, abbiamo bisogno dell’idrogeno, ma non per tutto.

Il termine “idrogeno pulito” non ha una definizione universalmente accettata, ma in generale, l’idrogeno “pulito” si riferisce a qualsiasi idrogeno prodotto con emissioni inferiori rispetto agli attuali metodi basati sui combustibili fossili. Sebbene esistano molti percorsi di produzione di idrogeno pulito spesso classificati in base ai “colori”, due tipi più comuni – verde e blu – esemplificano le considerazioni principali:

Sia l’idrogeno verde che quello blu stanno attirando l’attenzione oggi per i loro benefici in termini di riduzione del carbonio, ma questi percorsi non sono uguali nella certezza di produrre idrogeno a basse emissioni. Inoltre, una semplice codifica a colori non è sufficiente per chiarire le emissioni di ciascun percorso produttivo. A seconda delle differenze nella catena di approvvigionamento e nelle prestazioni tecnologiche, due forniture di idrogeno con lo stesso “colore” possono avere impronte di carbonio molto diverse, come mostrato nella Figura 2. Comprendere queste differenze richiede visibilità sull’intensità di carbonio della catena di approvvigionamento.

Figura 2: L’intensità di carbonio dell’idrogeno varia ampiamente, a seconda del metodo di produzione, dei tassi di perdita di metano e dei tassi di cattura del carbonio per il reforming del metano con vapore (SMR) nel caso dell’idrogeno “blu” derivato dal gas naturale. Nota: i calcoli presuppongono una durata del metano di 100 anni.

In realtà, ogni forma di produzione di idrogeno presenta rischi di emissioni diversi. Produrre idrogeno da elettricità rinnovabile è il modo più semplice per garantire che le emissioni siano prossime allo zero, ma tutti i metodi di produzione richiederanno ulteriori normative per raggiungere l’obiettivo. Le catene di approvvigionamento devono essere gestite rigorosamente con una visione “dalla culla al cancello” sulle emissioni per massimizzare i benefici climatici dell’idrogeno.