Idrogeno verde: un passo avanti verso la decarbonizzazione energetica?

L’uso crescente dell’idrogeno verde – un combustibile ecologico e prodotto da fonti totalmente sostenibili – rappresenta un punto di svolta nel percorso verso la transizione energetica, soprattutto laddove l’elettrificazione non può arrivare. Ma come si produce l’idrogeno verde e quali sono i principali ostacoli alla sua diffusione su larga scala? Scopriamolo insieme.

Una fonte energetica “pulita”, sostenibile e rinnovabile: l’idrogeno verde ha tutte le carte in regola per ricoprire un ruolo centrale all’interno del processo di decarbonizzazione energetica europea che, secondo il Green Deal, sarebbe da compiersi entro il 2050.

In particolare, questa fonte green potrebbe configurarsi come un importante alleato nel processo di transizione ecologica in tutti quei settori in cui l’elettrificazione non è, per diverse ragioni, una soluzione praticabile. Parliamo in particolare di settori ad alta domanda energetica, quali le industrie siderurgica, edile e chimica, ma anche di settori quali l’aviazione e dei trasporti marini, tradizionalmente dipendenti dall’utilizzo di combustibili fossili. Senza contare che l’idrogeno verde potrebbe ricoprire un ruolo fondamentale anche nel futuro della mobilità elettrica e in quello dei sistemi di riscaldamento domestici.
Tuttavia, nonostante le grandi aspettative riposte su questa fonte energetica, esistono ancora dei grandi ostacoli che – allo stato attuale – impediscono il suo utilizzo su larga scala. Quali sono? E, soprattutto, perché il prezzo dell’idrogeno verde non è ancora competitivo come quello di altre fonti energetiche certamente più inquinanti, quali il petrolio o il gas naturale? Per rispondere a queste domande, dobbiamo prima capire che cos’è l’idrogeno verde e come viene prodotto.

Idrogeno verde: che cos’è e come viene prodotto

L’idrogeno verde non è altro che una variante più “green” e pulita rispetto al più comune idrogeno grigio, prodotto attraverso l’utilizzo di metano ed altri combustibili fossili. Ma che cos’è, esattamente, l’idrogeno e come possiamo ottenere energia da esso?

Come molti di noi sapranno, l’idrogeno – di per sé – non è una fonte di energia, ma è uno degli elementi chimici più leggeri e diffusi in natura, dove però è difficile da trovare nella sua forma “pura”. Infatti, generalmente viene “accompagnato” da altre molecole, quali acqua, metano ed altri composti organici. In quanto tale, può essere utilizzato come vettore energetico, ossia come mezzo per immagazzinare l’energia che verrà in seguito erogata come energia elettrica o combustibile. Per fare ciò deve però essere estratto da altri elementi.

Tre le principali tecniche per farlo: la prima – e certamente quella più inquinante – viene detta Steam Reforming, che prevede l’estrazione dell’idrogeno dal metano o da altri idrocarburi, rilasciando nell’atmosfera grandi quantità di anidride carbonica (idrogeno grigio); la seconda prevede sempre l’utilizzo di fonti di energia non rinnovabili, come il nucleare o il gas naturale, con la differenza che le particelle di CO2 vengono catturate anziché essere immesse nell’atmosfera (idrogeno blu); la terza – quella più interessante ai fini della tanto necessaria transizione energetica – si basa invece su processi di elettrolisi, ovvero di separazione dell’idrogeno dall’ossigeno presente nell’acqua attraverso l’uso di energie rinnovabili (idrogeno verde). L’idrogeno verde così ottenuto sarà poi trasformato in energia elettrica e vapore acqueo, che potranno essere stoccati ed utilizzati in diversi settori, tra cui quello dei trasporti e dell’industria pesante, oppure essere immesso nelle reti di distribuzione del gas ad uso domestico.

I vantaggi dell’idrogeno verde

Come accennato in precedenza, l’idrogeno verde presenta numerosi vantaggi, tra i principali:

• è una fonte di energia 100% sostenibile, in quanto prodotto totalmente attraverso l’utilizzo di fonti rinnovabili, quali l’energia solare, le biomasse e l’eolico; inoltre, è l’unica fonte di idrogeno realmente sostenibile;
• ha un impatto ambientale che tende a zero, in quanto la sua produzione non comporta l’emissione di gas inquinanti o lo spreco di risorse naturali;
• è una fonte energetica versatile, che può essere utilizzata sia come materia prima, che come carburante o come mezzo attraverso cui immagazzinare energia (può infatti essere trasformato sia in elettricità che in gas sintetico);
• ha un alto potenziale applicativo, che spazia dai settori automobilistico e dei trasporti ad industrie cosiddette “pesanti” (ossia ad alto consumo energetico, quali quella siderurgica o chimica), al settore commerciale e domestico.
• è facilmente conservabile (può essere utilizzato immediatamente o immagazzinato per usi successivi) e trasportabile (poiché è possibile sfruttare gli stessi condotti usati per il trasporto del gas naturale).

Ecco perché, soprattutto negli ultimi anni, l’idrogeno verde ha attratto l’interesse di un numero crescente di investitori -sia pubblici che privati – che hanno deciso di stanziare ingenti somme di denaro nell’ampliamento delle infrastrutture deputate alla sua produzione e trasporto su larga scala. Tuttavia, un futuro in cui l’idrogeno verde costituirà una delle principali fonti energetiche utilizzate appare ancora molto lontano: ecco i maggiori ostacoli che si dovranno superare per rendere questa fonte energetica più accessibile e fruibile su larga scala.

Gli ostacoli alla diffusione dell’idrogeno verde: tra elevati costi di produzione e vuoti normativi

L’idrogeno verde ha il potenziale di ricoprire – e certamente ricoprirà, assieme ad altre fonti rinnovabili – un ruolo sempre più fondamentale per il raggiungimento dell’obiettivo di totale decarbonizzazione energetica, fissato a livello europeo per il 2050. Tuttavia, affinché ciò diventi realtà, istituzioni e privati dovranno unire le proprie forze ed impegnarsi nel superamento di diversi ostacoli, di natura sia tecnologica che politico-giuridica. Vediamo insieme i principali.

• Investire nello sviluppo delle tecnologie legate all’elettrolisi

  Produrre idrogeno verde su larga scala necessita di grandi investimenti, sia da parte del settore pubblico che da quello privato. Da un lato, è necessaria la costruzione di centrali ad idrogeno ospitanti un numero adeguato di elettrolizzatori (ovvero dispositivi in grado di utilizzare diverse fonti rinnovabili al fine di innescare la reazione chimica di scissione dell’idrogeno dalle altre molecole presenti nell’acqua), il che rappresenta già di per sé un costo non indifferente. Dall’altro, la produzione di idrogeno – soprattutto se consideriamo lo stato attuale delle tecnologie – è un’operazione ad alto consumo energetico e dunque assai costosa. Ecco perché se gli Stati UE vorranno davvero raggiungere l’obiettivo della neutralità climatica entro il 2050, dovranno concentrare i propri sforzi principalmente su due fronti: in primis, investire nello sviluppo delle tecnologie legate all’elettrolisi al fine di migliorare l’efficienza dell’intero sistema produttivo; dall’altra, continuare ad investire nelle altre fonti energetiche rinnovabili, essenziali per la produzione dell’idrogeno verde.

• Messa in sicurezza delle centrali ad idrogeno

  Un altro aspetto da considerare è che l’idrogeno (e, in questo caso, non solo quello verde) è un materiale volatile molto infiammabile, che necessita dunque di adeguate misure di sicurezza per evitare perdite ed esplosioni. Questo non è per creare allarmismo, ma per ribadire che le centrali ad idrogeno necessitano di un’attenta pianificazione e messa in sicurezza, nonché di una adeguata formazione del personale, il che non è sempre fattibile in tempi brevi.

• Prezzi poco competitivi

  Un’altra grande problematica che potrebbe rallentare l’uso su larga scala dell’idrogeno verde sono i prezzi poco competitivi, soprattutto rispetto a quello grigio ed altre fonti rinnovabili. Attualmente si stima che il prezzo medio dell’idrogeno verde si aggiri tra i 2,5 e i 5,5 euro al chilogrammo, mentre quelli del grigio sono notevolmente più bassi, intorno ai 1,5 euro/kg. La buona notizia è che i costi dell’idrogeno verde si stanno rapidamente abbassando, merito, sia di una riduzione nel prezzo medio delle energie rinnovabili, che nei costi di produzione degli elettrolizzatori, che dovrebbero addirittura dimezzarsi entro il 2030. Un contributo significativo in questo senso dovrebbe venire inoltre da Prometeo, il progetto europeo nato allo scopo di ridurre i costi di produzione dell’idrogeno verde a meno di 2 €/kg, grazie all’uso di una tecnologia che si propone di combinare fotovoltaico ed eolico al solare a concentrazione. Il progetto, della durata di 42 mesi e capitanato dall’italiana Enea (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile), coinvolgerà privati e istituzioni di tutta Europa, per un investimento iniziale del valore di oltre 2,7 milioni di euro (di cui 2,5 finanziati dall’Unione europea).

• Mancanza di un adeguato quadro normativo europeo di riferimento

  Un’altra grande – e spesso sottovalutata – problematica legata alla diffusione su larga scala dell’idrogeno verde è l’assenza di un adeguato quadro normativo europeo che regoli il settore. Ancora una volta, questo potrebbe non solo ostacolarne lo sviluppo dal punto di vista tecnologico, ma anche disincentivare gli investitori che sarebbero altrimenti stati interessati nel settore. Inoltre, mancate tutele per i produttori non farebbero altro che disincentivare la produzione all’interno del territorio UE, aumentando la dipendenza da Paesi Terzi, con tutti i rischi e l’instabilità del caso.

• Infrastrutture per il trasporto e la distribuzione poco sostenibili

  L’ultimo grande ostacolo sulla strada per la diffusione su larga scala di questa fonte energetica green sono le ambiguità che si nascondono dietro alla filiera dedicata alla sua distribuzione. Illuminante in questo senso è il briefing “L’illusione dell’idrogeno verde” redatto dall’associazione ReCommon, nata per promuovere una transizione energetica quanto più pulita e rapida possibile. Il briefing è molto chiaro su questo punto: con la scusa della produzione e del trasporto di idrogeno green, le grandi compagnie energetiche vogliano mantenere in vita ed espandere le infrastrutture del gas, a discapito di maggiori e più urgenti investimenti nelle fonti rinnovabili. La soluzione proposta è dunque quella di ripensare l’intera infrastruttura per il trasporto dell’idrogeno verde, favorendo un modello di trasporto più decentralizzato e basato sulle medio-brevi distanze.

Il futuro dell’idrogeno verde in Europa: quando e come potremo utilizzarlo

La posizione delle istituzioni della Commissione Europea sul futuro delle energie rinnovabili è chiara: l’idrogeno verde sarà destinato a ricoprire un ruolo sempre più importante all’interno del processo di decarbonizzazione europea. Secondo le stime presentate della Commissione Europea, entro il 2050 l’idrogeno rinnovabile potrebbe arrivare addirittura a soddisfare il 24% della domanda energetica globale, con vendite annuali per 630 miliardi di euro.

Tra i motivi che hanno portato le istituzioni europee a scegliere l’idrogeno verde come strumento portante per il raggiungimento degli obiettivi fissati all’interno dell’Agenda 2050 non vi è soltanto il suo essere una fonte energetica pulita, efficace e rinnovabile, ma anche le potenzialità di crescita economica che si nascondono dietro ai massicci investimenti previsti in questo settore (si parla di cifre che vanno dai 180 ai 470 miliardi di euro, contro i “soli” 3-18 per l’idrogeno blu). Secondo le stime contenute nell’Hydrogen roadmap Europe del 2019, la crescita dell’idrogeno verde potrebbe creare in Europa oltre 1 milione di posti di lavoro entro il 2050. Per raggiungere questi obiettivi, la Strategia europea sull’idrogeno, approvata dalla Commissione Europea nel 2020, prevede un piano a tre fasi, che mirerà alla diffusione dell’idrogeno verde in tutti i settori e alla creazioni di mercati aperti per la sua vendita.

Dall’altra, non sono mancate anche critiche a questo documento, ed in particolare alla volontà di promuovere indiscriminatamente l’idrogeno anche in settori che potrebbero essere resi carbon neutral ad un costo di molto inferiore attraverso l’elettrificazione (parliamo ad esempio dei riscaldamenti domestici o dell’edilizia residenziale). Inoltre, sussistono ancora molte perplessità circa l’uso dell’idrogeno verde per i trasporti leggeri, dove l’elettrico potrebbe costituire, sul lungo termine, la soluzione green più competitiva e difficilmente sostituibile. Ecco perché un sodalizio tra diverse fonti green appare – perlomeno al momento – come una soluzione più facilmente praticabile ed efficiente per una più veloce transizione energetica.

In definitiva, il futuro dell’idrogeno verde è tutto in divenire: gli investimenti, sia privati che pubblici, certamente non mancano e gli sviluppi futuri saranno in larga parte nelle mani dei singoli governi nazionali e delle istituzioni europee, entrambi incaricati di definirne lo sviluppo normativo e di incentivarne l’adozione. Quello che appare certo è che, nei prossimi anni, il costo dell’idrogeno verde si abbasserà fino a quando questa preziosa risorsa verde potrà arrivare nella quotidianità di tutti i cittadini europei. L’unica incognita, in questo senso, sono modi e tempistiche. Non resta altro che aspettare.