Idrogeno: sfide e opportunità

Una fonte di energia che non produce gas serra, in grado di fornire alle auto un’autonomia di 700 chilometri con un pieno e di produrre l’energia necessaria agli aerei per volare. Queste sono le promesse, difficili da ignorare, dell’idrogeno. Oggi, il settore dell’idrogeno sta guadagnando terreno, offrendo nuove prospettive per le opportunità future.

Pubblicato il 15 febbraio 2023

Conosciuto da tempo per i suoi usi industriali, come la produzione di fertilizzanti o la riduzione del tenore di zolfo del petrolio greggio, oggi è il potenziale energetico dell’idrogeno a suscitare maggiore interesse. A parità di quantità fornisce 2,5 volte più energia della benzina, grazie a un processo di combustione in cui l’unica emissione di rifiuti è l’acqua. Cosa significa fare dell’idrogeno l’energia verde per eccellenza? Gli attuali processi di produzione di questo gas sono ancora lontani dal soddisfare tutti i criteri di sostenibilità.

La promessa dell’idrogeno è quella di una fonte di energia multiuso: iniettato nella rete del gas naturale, come soluzione di stoccaggio per le energie rinnovabili e, soprattutto, per l’uso nelle celle a combustibile a idrogeno in grado di alimentare veicoli elettrici (automobili, carrelli elevatori, autobus, ecc.) piccoli apparecchi elettrici o ancora fornire elettricità in luoghi isolati.

Secondo Daniel Hissel, professore presso l’Università Franche-Comté e vicedirettore della Federazione francese di ricerca per l’idrogeno (FRH2), che fa parte del Centro nazionale di ricerca scientifica (CNRS), i progetti legati all’idrogeno si sono moltiplicati negli ultimi anni grazie a una serie di fattori. “Dal punto di vista tecnologico, le prestazioni sono enormemente migliorate, i costi sono diminuiti e i tempi di vita dei prodotti a idrogeno si sono estesi. Quindici anni fa, le celle a idrogeno erano 30 volte più costose di oggi, 50 volte meno potenti per un dato volume e avevano una vita utile 50 volte inferiore”.

Questi progressi tecnologici sono stati accompagnati da un nuovo paradigma sociale – la questione ambientale”. La consapevolezza sociale e ambientale obbliga a cercare soluzioni per decarbonizzare la nostra mobilità, e l’idrogeno ne fa parte. Infine, le politiche si stanno occupando di questi problemi e si stanno rendendo conto che questo settore non solo permette di rispondere alle sfide industriali, economiche e ambientali, ma rappresenta anche un’opportunità per riallocare la produzione di energia”.

Per fare spazio all’idrogeno nel mix energetico di domani, vengono effettuati investimenti sia dai governi nazionali che dagli attori industriali. A settembre 2020, la Francia ha annunciato un piano di 7,2 miliardi di euro per diventare uno dei grandi attori mondiali nella filiera dell’idrogeno entro il 2030, ed è tutt’altro che l’unica nazione a dichiarare tali obiettivi. Da diversi anni, anche altri paesi hanno deciso di puntare sull’idrogeno come vettore energetico, si delineano quindi nuovi poli di competenze.

È il caso ad esempio della Cina, che si è prefissata obiettivi ambiziosi in materia di promozione dei veicoli alimentati a idrogeno. Il paese prevede di immetterne in circolazione più di un milione entro il 2028. “La mobilità è un grave problema per la Cina, data l’esplosiva crescita del numero di veicoli e gli altissimi livelli di inquinamento nelle megalopoli. Per i veicoli pesanti come i camion, l’elettricità a batteria non è un’opzione realistica” analizza Daniel Hissel. “L’idrogeno è la soluzione”. In Giappone, altro paese chiave in materia di idrogeno, questa fonte di energia è una risposta al disimpegno dal nucleare. “Il Giappone ha il più alto numero al mondo di celle a combustibile a idrogeno installate in immobili residenziali per la cogenerazione elettrica e termica”.

Anche l’Europa punta sull’idrogeno per la decarbonizzazione, sostenuta dalle iniziative di Francia, Germania, Norvegia e Portogallo. Un entusiasta Daniel Hissel ha commentato: “Il 2020 è stato l’anno dell’idrogeno in Europa, grazie agli impegni chiari e concreti assunti sia a livello nazionale che comunitario. È un segnale forte per l’industria e la ricerca. Ormai tutti i gruppi industriali si interessano al potenziale di questo vettore di energia.”

Il progresso tecnologico, la consapevolezza ambientale, la volontà di attori pubblici e privati, tutto sembra essere pronto per consentire all’idrogeno di dimostrare la sua capacità di essere un vettore energetico sostenibile e responsabile. Tuttavia, restano da affrontare alcune sfide per consentire lo sviluppo dell’idrogeno, tra cui quella del suo stoccaggio ma anche e soprattutto della sua produzione. Perché se l’idrogeno da solo rappresenta quasi il 90% della massa totale dell’universo, è quasi inesistente allo stato molecolare sulla Terra. Deve essere estratto da altri composti, di solito idrocarburi. “Oggi la produzione di idrogeno non è né verde né pulita: il 95% proviene da risorse fossili”, sottolinea Daniel Hissel. “Tuttavia, i programmi francesi ed europei mirano ad una produzione a partire da energie rinnovabili o da fonti decarbonizzate, per ottenere idrogeno qualificato come verde o blu”.

Una delle possibili soluzioni è quella di migliorare il processo di elettrolisi (estrazione dell’idrogeno a partire dall’acqua) ad alta temperatura, che riduce il costo di produzione dell’idrogeno decarbonizzato.

Un altro modo per incoraggiare lo sviluppo dell’idrogeno è la creazione di un vero e proprio ecosistema che coinvolga gli Stati, gli enti territoriali, la ricerca e le industrie. Come sottolinea Daniel Hissel: ” In Francia esiste un tessuto molto sviluppato di PMI, di startup ma anche di laboratori di ricerca sull’idrogeno. Da loro provengono l’innovazione, le idee di rottura. I grandi gruppi industriali apportano le loro capacità di finanziamento e di azione.” Un tessuto simile è riscontrabile in Germania e nei paesi dell’Europa settentrionale. La Germania, che nel giugno 2020 ha annunciato un piano da 9 miliardi di euro per diventare il leader mondiale dell’idrogeno^1/2, punta quindi al suo potenziale come alternativa al nucleare ma anche come mezzo di stoccaggio delle energie rinnovabili.

La formazione ha un ruolo essenziale da svolgere per rispondere alla necessità di creazione di decine di migliaia di posti di lavoro, diretti e indiretti – stimati tra 58.000 e 107.000 entro il 2030. Daniel Hissel insiste su questo punto: “Affinché l’industria dell’idrogeno si sviluppi, serviranno operai qualificati, tecnici, ingegneri”. L’offerta di formazione deve essere presente non solo su tutto il territorio ma anche a tutti i livelli (dottorati, master, lauree specialistiche, formazione professionale e continua, ecc.)

“La quota di idrogeno nel mix energetico aumenterà naturalmente” prosegue. “Questa progressione dipenderà dal costo della messa a disposizione dell’idrogeno, in particolare dell’idrogeno decarbonizzato. Grazie alla moltiplicazione delle sue applicazioni, il prezzo tenderà a diminuire nel contesto di un’industrializzazione massiccia”. A quel punto, l’idrogeno farà certamente la sua parte nella transizione energetica.