Dall’industria ai trasporti, crescono i progetti legati all’idrogeno decarbonizzato

Nel duplice contesto della ripresa economica globale e dell’emergenza climatica, nel 2021 il settore dell’idrogeno sta vivendo un fermento senza precedenti. Tra annunci di raccolta fondi e un maggiore sostegno dei governi, le strutture che sfruttano il potere di questo vettore energetico stanno proliferando in tutto il mondo, provocando una reale svolta nelle catene di valore dei settori coinvolti. Dalla mobilità alle energie rinnovabili, dalla chimica all’industria, presentiamo una panoramica delle iniziative sull’idrogeno in diversi settori.

Pubblicato il 13 gennaio 2022

In occasione della pubblicazione del Global Hydrogen Review 2021 dell’Agenzia internazionale dell’energia (AIE), il direttore esecutivo Fatih Birol, ha commentato: «In passato abbiamo sperimentato false partenze con l’idrogeno, quindi non possiamo dare il successo per scontato. Ma questa volta, stiamo assistendo a progressi entusiasmanti»¹. Mentre l’AIE non sottovaluta il problema dei costi per l’idrogeno verde – attualmente tre volte più costoso da produrre del suo equivalente grigio² – il mercato si sta muovendo indiscutibilmente nella giusta direzione. La capacità globale degli elettrolizzatori, la tecnologia che permette di estrarre idrogeno dall’acqua utilizzando l’elettricità, è raddoppiata nel giro di cinque anni. Tra gennaio 2019 e metà 2021, le aziende specializzate nella produzione, distribuzione e uso dell’idrogeno hanno evitato lo sconvolgimento causato dalla pandemia del Covid-19 e sono riuscite a raccogliere quasi 9,5 miliardi di euro di fondi¹. L’aumento senza precedenti delle fonti di finanziamento, ha accelerato il ritmo di molti progetti che si sono concretizzati in diversi settori in tutto il mondo.

Prima della crisi sanitaria, il settore dei trasporti era responsabile di circa il 25% delle emissioni di gas a effetto serra (GHG) a livello globale¹. Come tale, è stato identificato come un settore prioritario negli obiettivi climatici internazionali. Ma vi è una notevole disparità tra i paesi in termini di utilizzo dell’idrogeno come alternativa ai combustibili fossili.

“In Asia, i progetti di mobilità sono molto più avanzati, e le case automobilistiche hanno raggiunto un livello di maturità molto più elevato nel perseguire progetti in fase commerciale”, afferma Charlotte de Lorgeril, partner di Sia Partners, dove dirige il dipartimento Energia, Utilities e Ambiente. Il Giappone pioniere ha lanciato la prima auto a idrogeno sul mercato di massa nel 2008. Circa 5.600 veicoli a celle a combustibile circolavano sulle strade giapponesi nell’aprile 2021, su un totale mondiale di 40.000, e il paese sta puntando a 200.000 veicoli entro il 2025. Per fornire l’idrogeno pulito necessario per soddisfare queste ambizioni, sono in corso importanti investimenti, come nel caso di Toshiba che ha contribuito all’apertura nel 2020 di un’unità di produzione di idrogeno da 10 MW a energia rinnovabile a Fukushima.

L’Europa è più indietro. “Siamo più in fase di progetto dimostrativo. Ciò evidenzia l’importanza del finanziamento pubblico, che può guidare gli investimenti necessari per passare su scala industriale e commerciale”, dice de Lorgeril. Per fare un esempio, a settembre la società francese Lhyfe ha inaugurato un’unità di produzione di idrogeno nella regione della Vandea, nella Francia occidentale. L’impianto è collegato ai vicini parchi eolici e inizialmente produrrà 300 kg di idrogeno al giorno per arrivare poi a una tonnellata al giorno. L’idrogeno verde fornito da questa unità fornirà carburante pulito per i veicoli pesanti, compresi gli autobus e i veicoli per lo smaltimento dei rifiuti, nelle aree circostanti.

Anche il settore aereo prevede di sfruttare l’innovazione basata sull’idrogeno e non solo adottando motori ibridi, che sono ancora in fase sperimentale. A fine settembre 2021, in Germania è stata aperta la prima fabbrica al mondo che produce cherosene a zero emissioni di carbonio su larga scala. Il cherosene verde (o e-kerosene) fornito da Atmosfair, una ONG tedesca, è un primo esempio dell’economia circolare applicata all’idrogeno: la fabbrica utilizza l’elettrolisi per produrre idrogeno, che è combinato con CO2 catturata dall’aria per creare un combustibile sintetico simile al carburante per aerei.

Nel frattempo, il settore ferroviario ha intrapreso la propria transizione. I treni a idrogeno progettati da Alstom e dotati di trazione senza emissioni sono già sui binari in Germania, Austria e Paesi Bassi. Nella primavera del 2021, l’operatore ferroviario statale francese, SNCF, ha emesso il primo ordine ufficiale per i treni ‘dual mode’ elettrico-idrogeno che possono trasportare fino a 220 passeggeri a 160 km/h con un’autonomia di 600 km³. Entro il 2023, quattro regioni francesi disporranno di questa tecnologia, che consente la sostituzione dei motori diesel con celle a combustibile, serbatoi a idrogeno e batterie.

Anche nel settore del trasporto marittimo le cose stanno cambiando, con alcuni tra i maggiori player impegnati a fissare obiettivi che spianeranno la strada ad una reale riduzione dell’inquinamento generato dal settore, attualmente responsabile del 2,9% delle emissioni di gas a effetto serra a livello globale. Il leader danese Maersk ha annunciato che nel 2023 lancerà una nave portacontainer ad emissioni zero che sarà alimentata al 100% da una sintesi verde di metanolo. E il gruppo punta ancora più in alto dandosi l’obiettivo di avere l’intera flotta a zero emissioni di carbonio entro il 2050.

Un’altra importante applicazione potenziale dell’idrogeno è la conversione power-to-gas (Ptg), che sfrutta l’energia generata da fonti energetiche rinnovabili intermittenti. Immagazzinata come idrogeno, questa energia può essere recuperata utilizzando celle a combustibile e resa disponibile ai consumatori come e quando necessario. A settembre 2021, in Guyana è iniziata la costruzione della prima centrale elettrica al mondo che utilizza idrogeno verde e genera energia non intermittente⁴.

Situata in una zona non interconnessa, vale a dire in un territorio francese che non si trova sulla rete francese continentale, “questa centrale innovativa fornirà un’alimentazione di 24 ore per un anno a 10.000 famiglie della Guyana”, dice de Lorgeril, che non ha dubbi sul potenziale di Ptg dell’idrogeno. Il promotore del progetto, Hydrogène de France Energy, ha raccolto oltre 130 milioni di euro in borsa nell’estate 2021.

Anche le applicazioni industriali dell’idrogeno verde stanno acquisendo slancio, soprattutto nei settori chimico e siderurgico. Poiché il gas è uno dei materiali di base dell’industria chimica e petrolchimica, l’uso su larga scala dell’idrogeno verde contribuirà a stimolare una vera e propria decarbonizzazione nei processi di produzione di questi settori, storicamente grandi inquinatori. Uno di questi settori è quello della produzione di ammoniaca, un composto di azoto e idrogeno utilizzato nei fertilizzanti agricoli. Nel settore siderurgico, la Svezia e la Francia hanno presentato piani per impianti che produrranno acciaio a basso tenore di carbonio utilizzando idrogeno verde, tra cui un futuro stabilimento di produzione a Dunkerque nato dalla partnership tra Air Liquide e Arcelormittal. La necessità vitale di un cambiamento nei settori industriali inquinanti sta stimolando una riorganizzazione degli impianti di produzione: in Germania, la città portuale di Amburgo ha dichiarato piani ambiziosi, annunciando che entro il 2025 costruirà un hub europeo dell’idrogeno con uno dei più grandi elettrolizzatori del mondo, in sostituzione di una ex centrale elettrica a carbone.

Dall’industria al settore energetico e ai trasporti, la proliferazione dei progetti sull’idrogeno in tutto il mondo riflette “le questioni e le sfide relative alla sovranità e all’indipendenza dalle nazioni esportatrici di petrolio”, secondo de Lorgeril, che sostiene che la geopolitica dell’energia potrebbe essere vista da una prospettiva totalmente nuova, con lo spostamento potenziale del potere verso i player dell’idrogeno. Si profila una battaglia strategica con molteplici sfide ma un solo vincitore comune: la Terra.