L’idrogeno al centro della strategia di decarbonizzazione comunitaria

Focus sull’idrogeno, assunto come elemento cardine della nuova strategia comunitaria. L’analisi

L'idrogeno al centro della strategia di decarbonizzazione comunitaria

Riparlano dell’idrogeno. Succede periodicamente.

Due secoli fa lo usavano per alimentare motori a combustione, mentre nel 2002 Rifkin lo assumeva come lo strumento propulsivo di una nuova rivoluzione. Ora la Commissione europea lo scorso 8 luglio assume l’idrogeno come elemento centrale di un piano di rinascita sociale ed economica, di una nuova strategia.

Introduzione

L’idrogeno oggi viene usato per applicazioni industriali ed è prodotto prevalentemente da fonti fossili. Non bisogna mai dimenticare che esso non è una fonte primaria ma un vettore energetico. Attualmente lo produci o attraverso l’elettrolisi dell’acqua o con il reforming del metano.

Il reforming è il processo con cui l’energia chimica del carbonio contenuto nelle fonti fossili viene trasformata nell’energia chimica dell’idrogeno. Modalità economicamente efficienti, quindi competitive, ma usando fonti fossili comunque resta il problema della produzione di biossido di carbonio, quindi negando il presupposto fondamentale sul quale si fonda il periodico rilancio dell’idrogeno quale soluzione per la lotta al riscaldamento globale.

La sequenza carbone, metano o petrolio per produrre idrogeno usato poi per generare elettricità qualche problema lo pone. Perché non usare direttamente l’elettricità invece che introdurre un passaggio ulteriore rappresentato dalla produzione di idrogeno? Nello schema generale si è inserito il sequestro geologico della CO2 come novità innovativa.

Si afferma che in tal modo l’intero processo diventerebbe meno costoso. Una ulteriore considerazione bisogna farla. L’elettrolisi dell’acqua la si fa attraverso elettricità prodotta da fonti fossili o rinnovabili ma anche attraverso il calore prodotto nel processo di fissione nucleare.

Tipi di idrogeno e utilizzi

Le modalità diverse per produrre idrogeno portano a classificarlo in vari modi: idrogeno grigio se prodotto da fonti fossili, idrogeno blu se prodotto da fonti fossili ma con la CO2 sequestrata geologicamente e infine l’idrogeno green con emissioni in atmosfera di zero inquinanti.

L’idrogeno può essere utilizzato in vari modi compreso la produzione di acciaio, ma quando ci sarà una tecnologia disponibile e competitiva ovvero tra almeno 15 anni. Il prof Mapelli uno dei massimi esperti nel campo della siderurgia innovativa ha fatto un po’ di conti. Una tonnellata di acciaio prodotta utilizzando idrogeno prodotto da fonti rinnovabili costa il 210% in più di una tonnellata prodotta con il metano.

Nel processo di elettrolisi la trasformazione avviene con un rendimento del 70%, cioè delle 100 unità iniziali di energia elettrica che ho usato per produrre idrogeno 70 unità sono trasferite come energia chimica nell’idrogeno. Se considero poi che quella energia elettrica che uso è stata prodotta in una centrale termoelettrica il cui rendimento è del 40 %, se invece è a ciclo combinato sarà del 60%.

Le 100 unità iniziali diventeranno nell’idrogeno prodotto con elettrolisi 70% * 40% ovvero 28%. Se proviene da ciclo combinato 70% * 60% = 42%. Questo idrogeno dovrò poi convertirlo in elettricità usando una cella a combustibile, che è un trasformatore di energia chimica in energia elettrica.

Il processo di trasformazione nelle attuali celle arriva anche a un 60%. Alla fine quindi delle 100 unità di fonte fossile usate nella centrale termoelettrica per produrre energia elettrica me ne ritrovo uscenti dalla cella a combustibile circa 17 (40*70*60= 16,8%).

L’idrogeno può essere prodotto anche nei reattori nucleari. Sarebbe per i gestori una manna dal cielo perché uno dei tanti problemi del reattore nucleare è far lavorare gli impianti ininterrottamente ai fini di ridurre i tempi di ammortamento degli impianti. Non solo. L’elettrolisi dell’idrogeno avverrebbe usando l’elettricità prodotta nelle ore notturne. Energia nucleare usata per generare elettricità che rappresenta un terzo dei consumi energetici globali ma anche un combustibile come l’idrogeno.

Accordi di Parigi, report sempre più preoccupanti di IPCC obbligano all’adozione di politiche di riduzione della CO2. L’uso delle tecnologie per generare idrogeno, che oggi sono poco competitive a causa dei costi, lo diventerebbero se il costo attribuito alle emissioni di CO2 diventasse rilevante.

Nelle analisi fatte per scenari, per esempio con il costo di una tonnellata di CO2 a 100 dollari l’idrogeno potrebbe rappresentare un 2% nel mix energetico italiano. Questo l’aspetto tecnico.

Sul piano della politica comunitaria il rilancio dell’idrogeno è dovuto in particolare alle pressioni della Germania ma sarebbe utile interrogarsi sul perché. Evita di chiudere le centrali nucleari presentando l’idrogeno come produzione green? Si garantiscono minori emissioni usando il metano, per produrre idrogeno quindi con doppio beneficio?

Sicuramente sul nucleare senza considerare il ciclo estrattivo dell’uranio sarebbe un idrogeno green e disponibile qui ed ora. L’H2 green da fonti rinnovabili (FER) richiede spazi di allocazione di impianti tutti da verificare visto il grado di urbanizzazione comunitario e i costi di produzione dell’H2 con FER.

Intanto i 40 mld di finanziamenti del Just Transitation Fund sono diventati 10 mld a causa delle modifiche nella composizione di Next Generation EU. La volontà politica della UE sull’idrogeno è chiara, ma le incertezze sul suo sviluppo restano alte e comunque moto dipenderà dalla velocità di decarbonizzare l’Europa.

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Commissione Europea

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