Idrogeno, l’energia del prossimo futuro

Italia, ma anche Spagna, Grecia, i paesi dl Nord Africa e quelli della fascia tropicale, in un futuro molto prossimo potrebbero produrre energia pulita in abbondanza ed esportarla verso i Paesi del Nord, eliminando gran parte dell’inquinamento atmosferico.

Carlo Raspollini

C’è forse una maniera per smettere di contaminare il mondo e dare una svolta alla produzione di energia, di molta energia, che servirà alle economie dei Paesi industrializzati e a quelle dei Paesi in via di sviluppo. Si tratta di abbandonare, una volta per sempre, petrolio e carbone ma anche il nucleare, per passare alle energie pulite fornite dal sole, dal vento e dalle correnti marine e quelle dei fiumi per produrre abbondanti quantità di energia prodotta dal processo di elettrolisi dell’acqua. Da cui deriva l’idrogeno verde. Secondo un recente studio di Bloomberg New Energy Finance, i costi di produzione dell’idrogeno verde potranno scendere di oltre il 70% nei prossimi dieci anni. Fatih Birol, direttore dell’Agenzia internazionale per l’energia (IEA), ha dichiarato che l’idrogeno verde è “pronto per il suo grande momento”, invitando i governi a incanalare i loro investimenti per la ripresa in quella che è considerata l’alternativa pulita e più efficace ai combustibili fossili.

Verde, blù, grigio: attenti che c’è differenza!

Su Qualenergia.it il 18 dicembre 2020 si sosteneva che: “L’idrogeno verde potrebbe svolgere un ruolo cruciale per la decarbonizzazione dei settori dove l’elettrificazione diretta è più difficile, come la siderurgia, la raffinazione, la chimica, i trasporti a lungo raggio, la navigazione e l’aviazione. Tuttavia, le regolamentazioni, il modo in cui sono strutturati i mercati e soprattutto i costi della produzione dell’energia elettrica e degli elettrolizzatori sono ancora una barriera importante per la diffusione dell’idrogeno verde”, questodice il rapporto IRENA (Agenzia internazionale per le energie rinnovabili)”. Si parla di idrogeno verde, da fonti rinnovabili, o blu che deriva dal metano.  Come si denuncia da più parti c’è il sospetto che si voglia approfittare dell’enfasi per la soluzione idrogeno, per promuovere idrogeno blu, come nel caso della centrale a carbone di Civitavecchia. Recentemente anche la Commissione europea ha assegnato alla spagnola Costruzioni e Ferrovie lo sviluppo di un progetto da 10 milioni di euro per realizzare un treno a idrogeno. La sigla Fch2Rail lo contraddistingue e sotto la direzione di Caf comprende vari Paesi, tra cui Spagna, Belgio, Germania e Portogallo, con aziende anche extraeuropee come la Toyota. L’obbiettivo è realizzare un treno a emissioni zero, paragonabile ai vecchi treni alimentati a diesel, che però emissioni ne avevano. Ma questo progetto nasconde che l’idrogeno, per essere pulito veramente, deve essere verde, prodotto da fonti rinnovabili, non blu. Quando si produce idrogeno separandolo da fonti fossili, come il carbonio, per esempio nel metano CH4 resta la CO come prodotto di scarto. Per usi industriali, partendo dal gas naturale, con un processo di riconversione termochimica con produzione di CO2 si produce l’idrogeno grigio. Sono tutte misure di lodevole riduzione della CO2 ma non bastano.

Stazione di rifornimento di idrogeno per auto

L’elemento più presente nell’Universo

Cos’è l’idrogeno? È l’elemento più abbondante nell’universo. Forma il 75% della materia e il 90% del Sole. È più leggero dell’aria di ben 14 volte e lo troviamo combinato con molti altri elementi come l’acqua o minerali, idrocarburi e molecole biologiche. Perché è così tanto apprezzato? Perché – attualmente -un kg di idrogeno muove un auto a cella combustibile per 130 km e può riscaldare una casa per due giorni oppure produrre 9 kg di acciaio partendo dal ferro.

In un servizio di Michele Buono, andato in onda su Report (Rai Tre), il 18 gennaio di quest’anno e intitolato “La transizione energetica: l’idrogeno” si mostrava come già sia possibile adesso produrre idrogeno verde utilizzando l’elettrolisi, quindi dall’acqua. In tal modo si potrebbe avviare la transizione dal fossile alle rinnovabili con la conseguente decarbonizzazione e avviare una opportunità di crescita energetica ed economica del Paese che diventerebbe non solo produttore ma anche esportatore di energia pulita.

Bolzano, un bus a idrogeno

Si potrebbe avviare da subito la transizione all’idrogeno verde

A Bolzano esiste già un elettrolizzatore. È l’unico impianto in Italia e come afferma Dieter Theiner, presidente del Progetto H2 Süd Tirol: “Permette di rifornire 20 autobus o 700 vetture a idrogeno. Il gas viene immesso nella cella combustibile dell’auto, dove si mescola con l’ossigeno catturato dall’esterno. Si produce così energia elettrica e acqua… che viene scaricata.”

L’idrogeno può essere conservato, stoccato, per utilizzarlo in un secondo momento. Enrico Di Tuglie, del Dipartimento Energia Elettrica del Politecnico di Bari, ci spiega che:”Si pensa di collegare le fonti di energia eolica e solare con una centrale cui inviare l’elettricità in eccesso, senza staccare la rete, questa energia serve a sua volta a produrre idrogeno con il processo elettrolitico. Il gas viene quindi stoccato. Attraverso una cellula combustibile si riconverte in elettricità per essere utilizzato per le attività diverse.” L’idrogeno può essere trasportato attraverso i gasdotti già esistenti.  La rete della Snam sarebbe già in grado di trasportare idrogeno nella sua rete di circa 33.000 km che è anche interconnessa con altre reti europee.

La Snam, prima al mondo, ha sperimentato l’immissione nella rete di una miscela di gas naturale e idrogeno al 10%. A regime in un anno vorrebbe dire l’abbattimento di 5 milioni di metri cubi di Anidride Carbonica. Ovvero come far sparire tutte le emissioni delle automobili presenti nel Lazio e solo con il 10% di idrogeno! E si può arrivare fino al 100% di idrogeno. Secondo Dina Lanzi Responsabile Tecnico del Progetto Idrogeno Snam. Potremmo arrivare a produrre l’idrogeno che soddisfi le nostre necessità energetiche completamente e ne resterebbe anche per esportarlo, con gli stessi gasdotti interconnessi tra loro. Marco Alverà, amministratore delegato Snam: “L’energia prodotta nel Sud d’Italia col solare, trasformato in idrogeno, potrebbe essere esportata in Germania a costi più bassi della stessa energia prodotta in Germania nella stessa maniera. La Germania deve uscire dal carbone e dal nucleare e questo comporta costi enormi e fa più fatica di noi a costruire impianti di rinnovabili e a meno facilità dell’Italia a usufruire di energia solare.”

I costi si sono già abbassati

Più rinnovabili funzionano e più si può produrre idrogeno verde. In questo modo si abbassano anche i costi della produzione. Sempre Marco Alverà : “L’energia del sole è già passata da  400 € Megawatt /h 10 anni fa a 40/50 € e può scendere fino a 15€… Il combinato disposto dell’energia solare a basso costo congiunta con l’abbassamento dei costi dell’elettrolizzatore ci può dare un idrogeno che, da solo, può competere, nei prossimi 5 anni, in molti ambiti, con molti combustibili fossili.” L’Italia potrebbe diventare un paese esportatore di energia? Valerio De Molli, amministratore delegato The European House – Ambrosetti sostiene che è possibile: ”E’ alla portata dell’Italia e indubbiamente darebbe un peso geopolitico importante al Paese, acquisendo un valore economico rispetto allo scacchiere europeo dell’energia.”

L’Italia avrebbe dalla sua alcuni vantaggi. Primo fra tutti la quantità di sole da sfruttare con le rinnovabili e quindi meno costi per produrre idrogeno. Secondo fattore la presenza della rete Snam. In Germania già il Governo spinge con le imprese siderurgiche per fare la transizione, investendo fino a 7 miliardi di euro in agevolazioni all’industria. Attraverso queste iniziative si arriverebbe a ridurre e a eliminare del tutto le emissioni di idrocarburi policiclici aromatici, tra cui anche il famigerato benzodiazopirene, cancerogeno, come sostiene Carlo Mapelli, del Dipartimento Meccanica del Politecnico di Milano, intervistato da Report.

Idrogeno verde: l’asso nella manica per la ripresa post-covid-19

Se ne parla da molti anni ma con la crisi pandemica, investitori e imprese stanno spingendo affinché anche l’Unione Europea definisca un piano di recupero post-crisi per sostenere l’idrogeno verde in settori come il trasporto e l’industria pesante. Nell’ultimo anno, diversi governi, tra cui quello tedesco, inglese, australiano e giapponese, hanno annunciato strategie per la produzione di idrogeno. L’Australia ha già stanziato 191 milioni di dollari e il Portogallo prevede di costruire un impianto di produzione di idrogeno mediante elettrolisi a energia solare entro il 2023. I Paesi Bassi hanno presentato una strategia sull’idrogeno alla fine di marzo 2020, delineando piani per 500 megawatt (MW) di capacità entro il 2025.

Per produrre idrogeno verde tuttavia serve una grande quantità di elettricità rinnovabile e questo fino ad ora era un ostacolo di carattere economico. Il calo dei costi delle energie rinnovabili e la conseguente domanda aumentata per il loro utilizzo sta già riducendo il prezzo dell’idrogeno da 6 dollari al kg a 1,7 dollari al kg entro il 2050 e forse anche prima. Aiuta anche l’aumento del prezzo del carbonio, in tal senso.

Fino ad oggi i progetti tendono a una riduzione delle emissioni con tecnologie intermedie. La raffineria di petrolio Heide in Germania utilizzerà energia eolica e idrica per produrre ingenti quantità di idrogeno destinato alla produzione di cherosene. La Royal Dutch Shell , assieme alla società Gasunie, sempre olandese, sta costruendo un impianto per produrre 800.000 tonnellate di idrogeno verde entro il 2040. Questo è il momento per tentare il grande passo definitivo verso l’idrogeno verde, con il sostegno e lo stimolo dei governi europei. Approfittando della ripresa economica conseguente alla crisi della pandemia. Impianti pilota sono già in fase di costruzione in Germania, dove Thyssenkrupp ha dimostrato che un altoforno, quello di Duisburg, può parzialmente funzionare con l’idrogeno. Il primo impianto tedesco per la produzione di acciaio a base di idrogeno, di Saarstahl e Dillinger, sta entrando in funzione a Dillingen. Dalla Svezia arriva poi la notizia più entusiasmante. Hybrit sarà la prima acciaieria pilota che farà completamente a meno dell’energia fossile: una joint venture fra il gruppo siderurgico SSAB, la società mineraria LKAB e l’utility energetica Vattenfall. La tecnologia Hybrit intende sostituire il carbon coke, tradizionalmente necessario per la produzione di acciaio a base di minerale, con elettricità e idrogeno che fanno a meno di fonti fossili. 

Hybrit, in Svezia

Berlino, parco tecnologico Adlershorf. Qui si trovano 1200 imprese, 11 centri di ricerca e 6 istituti universitari. La Graforce ha sviluppato un sistema economico di produzione dell’idrogeno. Separandolo non dall’acqua pura ma da acque reflue. Susanne Spur, ingengere della Graforce, afferma che “per scindere le molecole di idrogeno dall’ossigeno nell’acqua pura occorre molta energia, mentre se lo si fa con le acque di scarto ne occorre meno. Basta concentrarsi sulle molecole di ammonio, che sono nell’acqua reflua. Hanno una energia di legame 3-4 volte inferiore e quindi il processo è meno costoso dell’elettrolisi convenzionale. Invece dei 6-8 € per kg di idrogeno, con la plasmolisi, il nostro metodo, noi spendiamo 1,5-3 € per kg di idrogeno.” Non solo si ottiene idrogeno quindi ma addirittura dalle acque di scarto e risparmiando! La cosa più importante è lo scambio di conoscenze fra imprese e centri studi. Fare sistema si diceva un tempo. È la cosa che i tedeschi sanno fare meglio in Europa.

I progetti delle aziende italiane: produrre acciaio riducendo le emissioni

Secondo quanto pubblicato su FASI (Funding Aid Strategies Investments) il 12 e 13 gennaio 2021, da Marta Bonucci, la mission “Rivoluzione verde e transizione ecologica” del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza ha a disposizione 68,9 miliardi, dei quali una bella fetta (18,22) dedicati alle energie rinnovabili, idrogeno e mobilità sostenibile.

Il Recovery Plan in Italia, rappresenta quindi un’occasione imperdibile che l’Enel pare abbia già colto. È stato presentato un progetto per fornire energia da idrogeno verde all’acciaieria di Taranto. Eni ha in cantiere un altro progetto di cattura e stoccaggio e uso della CO2 a Ravenna con cui “possiamo dar vita alla produzione di energia elettrica decarbonizzata e produrre idrogeno blu”, ha dichiarato Lapo Pistelli, direttore Public Affairs di ENI. I due colossi hanno nel frattempo avviato un lavoro congiunto per sviluppare progetti di idrogeno verde attraverso elettrolizzatori alimentati da energia rinnovabile. L’accordo stipulato a dicembre 2020 prevede che gli elettrolizzatori saranno posizionati nelle vicinanze di due delle raffinerie ENI presso cui l’idrogeno verde possa rappresentare la migliore opzione di decarbonizzazione: ciascuno dei due progetti pilota includerà un elettrolizzatore di circa 10 MW e si prevede che inizino a generare idrogeno verde entro il 2022-2023. La domanda è: saranno in grado le aziende e i centri studi di imprese e università italiane di fare squadra e scambiarsi le informazioni necessarie per migliorare la propria produttività e il proprio benessere? Qui deve intervenire la politica.

ENI e Snam, con l’aiuto della Cassa Depositi e Prestiti hanno siglato un accordo per sviluppare progetti integrati per la transizione all’energia pulita. I settori sono quelli del trasporto e della commercializzazione dell’idrogeno verde, anche nei trasporti ferroviari. A Dalmine le società Tenaris, Edison e Snam intendono generare idrogeno e ossigeno tramite un elettrolizzatore da 20 MW da installare presso lo stabilimento di Dalmine e adattare il processo produttivo dell’acciaio con l’uso di idrogeno verde al posto del gas naturale.

Il progetto ENEA per l’acciaio verde, una soluzione per Taranto

In seguito agli stimoli prima accennati e alle interessanti opportunità del momento, nel Recovery Plan del Governo italiano c’è il progetto ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, lo l’energia e lo sviluppo economico sostenibile) di Sirio – Siderurgia basata sull’uso del carbonio. Una serie di interventi mirati alla produzione di acciaio verde senza impiego di carbone e utilizzo di CO2. In sintesi, ciò che ENEA vuole ottenere è l’avanzamento della maturità tecnologica di processi di decarbonizzazione e valorizzazione del carbonio applicati al settore siderurgico, che potrebbe avere un riflesso sulla vicenda ex-Ilva di Taranto. 

Secondo le stime di ENEA, infatti, l’area a caldo del sito di Taranto potrebbe essere interessata da una profonda decarbonizzazione: si potrebbe diminuire il numero di batterie di cokerie a tre implementando la cattura della CO2 e la produzione di idrogeno attraverso materiale eco-compatibile a base di carbonato di calcio (calcare, CaCO3). Il materiale esausto proveniente dalla sezione di cattura della CO2 può essere avviato come materia seconda alla produzione del cemento rendendo ancora più economicamente sostenibile l’intero processo. L’area delle cockerie potrebbe, dal 2030, avviarsi a completa chiusura grazie ad una piena produzione di acciaio attraverso moduli alimentati idrogeno da pirolisi/gassificazione di plastiche non riciclabili, da reforming di metano e/o bio-metano.

In conclusione l’era dell’idrogeno verde è cominciata. Grazie a questa tecnologia sarà possibile risparmiare moltissimo e alimentare la rete energetica europea senza emissioni nocive. Come facilmente comprensibile è un passo fondamentale per la soluzione di molti dei problemi attuali. Per attuare questi piani tuttavia c’è bisogno di integrare gli sforzi e la cooperazione tra aziende, studi di ricerca, governi e cittadini. Non si può fare se c’è chi vuole ritardare il processo innovativo per continuare a speculare sui consumi di carbone e petrolio. Se si accumulano ritardi, si continua con le incomprensioni, la disinformazione, gli egoismi. Non è più l’ora degli steccati e delle divisioni. La pandemia ci ha mostrato quanto fragili siano la nostra salute e le nostre economie. Dobbiamo uscirne rafforzati e più uniti.

Carlo Raspollini
Carlo Raspollini
Nasce a Follonica, in Maremma. Si laurea in Scienze Sociali a Trento il 12.12.1973 con una tesi di Psicologia Sociale sulle Comunicazioni di Massa. Inizia subito a collaborare in Rai a varie rubriche radiofoniche dal 1971. Partecipa a Per Voi Giovani, Retroscena, vari sceneggiati musicali, Inonda, La Civiltà dello Spettacolo. Dal 1989 arriva in televisione dove, come Autore e -a volte- Produttore e anche Regista, idea e partecipa a numerosi programmi, tra i quali: L'amore è una cosa meravigliosa, Tua, varie prime serate di spettacolo, poi inizia a collaborare a Unomattina e contemporaneamente a Linea Verde, Linea Verde Orizzonti, La Prova del Cuoco, Storie Vere, Ciao Come stai?, Vitabella più vari speciali quasi sempre su Raiuno. Dal 2016 vive a Punta Cana, Repubblica Dominicana , dove si occupa di eventi gastronomici internazionali.

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