Idrogeno verde

L'idrogeno verde è diventato uno dei pilastri fondamentali del Fondo per la ripresa dell'UE. Alcuni fondi saranno il più grande pacchetto di incentivi mai finanziato attraverso il bilancio dell'UE, con un'iniezione economica totale di 1.8 trilioni di euro utilizzati per ricostruire l'Europa dopo il COVID-19. La transizione energetica è uno degli assi di questa ripresa, di cui il 30% del budget è destinato al cambiamento climatico. Questo è dove il idrogeno verde comincia a guadagnare status, attirando sempre più interesse e ponendolo nel dibattito pubblico come uno dei pilastri fondamentali della decarbonizzazione economica. Ma cos'è esattamente l'idrogeno verde?

In questo articolo ti diremo cos'è l'idrogeno verde, quali sono le sue caratteristiche e la sua importanza.

Cos'è l'idrogeno verde?

L'idrogeno è l'elemento chimico più abbondante sulla terra, ma ha un problema: non è liberamente disponibile nell'ambiente (ad esempio nei serbatoi), ma si combina sempre con altri elementi (ad esempio nell'acqua, H2O o metano, CH4). DunquePer essere utilizzato in applicazioni energetiche, deve prima essere rilasciato, cioè separato dal resto degli elementi.

Per eseguire questa separazione e ottenere idrogeno libero, è necessario eseguire alcuni processi e su di essi viene spesa energia. Questo definisce l'idrogeno come un vettore energetico, piuttosto che l'energia primaria o il carburante che molte persone considerano. L'idrogeno verde è un vettore energetico, non la principale fonte di energia. In altre parole, l'idrogeno è una sostanza in grado di immagazzinare energia, che può poi essere rilasciata in maniera controllata altrove. Così, può essere paragonabile alle batterie al litio che immagazzinano elettricità, piuttosto che combustibili fossili come il gas naturale.

Il potenziale dell'idrogeno per combattere il cambiamento climatico risiede nella sua capacità di sostituire i combustibili fossili in applicazioni in cui la decarbonizzazione è più complessa, come il trasporto marittimo e aereo o alcuni processi industriali. Cosa c'è di più, ha un grande potenziale come sistema di accumulo di energia stagionale (a lungo termine), che può accumulare energia per lungo tempo e quindi utilizzarla su richiesta.

Origine e tipi di idrogeno

Essendo un gas incolore, la verità è che quando parliamo di idrogeno, di solito usiamo termini molto colorati per esprimerlo. Molti di voi avranno sentito parlare di idrogeno verde, grigio, blu, ecc. Il colore assegnato all'idrogeno non è altro che un'etichetta che viene utilizzata per classificarlo in base alla sua origine e alla quantità di anidride carbonica rilasciata durante la sua produzione. In altre parole, un modo semplice per capire quanto sia "pulito":

• Idrogeno marrone: Si ottiene attraverso la gassificazione del carbone e durante il processo produttivo viene rilasciata anidride carbonica. A volte è chiamato idrogeno nero.
• Idrogeno grigio: ottenuto dal reforming del gas naturale. Attualmente è la produzione più abbondante ed economica, anche se si prevede che il costo aumenterà a causa del prezzo dei diritti di emissione di anidride carbonica. La produzione di 1 tonnellata di cenere H2 emetterà da 9 a 12 tonnellate di CO2.
• Idrogeno blu: Viene prodotto anche riformando il gas naturale, la differenza è che parte o tutte le emissioni di CO2 vengono evitate attraverso il sistema di cattura del carbonio. Successivamente, questa anidride carbonica può essere utilizzata per produrre combustibili sintetici, ad esempio.
• Idrogeno verde: Si ottiene per elettrolisi dell'acqua utilizzando energia elettrica da fonti energetiche rinnovabili. È il più costoso, ma poiché il costo dell'energia rinnovabile e degli elettrolizzatori diminuisce, il suo prezzo dovrebbe diminuire gradualmente. Un altro tipo di idrogeno verde è prodotto dal biogas utilizzando rifiuti zootecnici, agricoli e/o urbani.

In effetti, il processo di produzione dell'idrogeno verde non è affatto complicato: l'elettrolisi utilizza semplicemente la corrente elettrica per scomporre l'acqua (H2O) in ossigeno (O2) e idrogeno (H2). La vera sfida è essere competitivi, che richiedono molta elettricità rinnovabile a basso costo (che è più o meno fissa) e una tecnologia delle celle di elettrolisi efficiente e scalabile.

Usi dell'idrogeno verde

In teoria, uno dei modi più efficaci per decarbonizzare l'economia è cercare di elettrificare l'intero sistema energetico. Tuttavia, per ora, le tecnologie elettriche e delle batterie non sono realizzabili, a seconda dell'applicazione. In molti di essi, l'idrogeno verde può sostituire i combustibili fossili, anche se non tutti sono così maturi o semplici:

Invece, usa idrogeno marrone e grigio. Il primo passo dovrebbe essere quello di sostituire tutto l'idrogeno fossile attualmente utilizzato nell'industria, utilizzare tecnologie sviluppate e ridurre i costi. La sfida non è piccola: la domanda globale di idrogeno dalla produzione di elettricità consumerà 3.600 TWh, più della produzione annua totale di elettricità dell'UE. Questi sono i principali usi dell'idrogeno verde:

• Industria pesante. I grandi consumatori di acciaio, cemento, aziende chimiche e altri combustibili fossili non sono facilmente accessibili o direttamente realizzabili.
• Deposito di energia. Questa è senza dubbio una delle applicazioni più promettenti per l'idrogeno: come sistema di accumulo stagionale di energia. Con la crescente popolarità dell'energia rinnovabile, scopriremo che il costo dell'elettricità è davvero basso e ci sarà anche un surplus perché non c'è posto per consumarla. È qui che entrerà in gioco l'idrogeno, che può essere prodotto a basso costo e quindi utilizzato su richiesta per qualsiasi applicazione, che si tratti di generazione di energia o di qualsiasi altra applicazione.
• Trasporto. Il trasporto è senza dubbio un'altra delle applicazioni più promettenti dell'idrogeno. Nel trasporto leggero di oggi, le batterie stanno vincendo la concorrenza, ma alcuni produttori (soprattutto il Giappone) continuano a sviluppare i loro modelli di celle a combustibile ei risultati sono sempre più promettenti.
• Riscaldamento. Il riscaldamento domestico e industriale è un settore che non sempre può essere elettrificato (non sempre le pompe di calore sono un'opzione) e l'idrogeno può essere una soluzione parziale. Inoltre, le infrastrutture esistenti (come le reti del gas naturale) possono essere utilizzate per aumentare la domanda. Infatti, la miscelazione fino al 20% in volume di idrogeno in una rete di gas naturale esistente richiede modifiche minime alla rete o agli apparecchi dell'utente finale.

Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sull'idrogeno verde e sulle sue applicazioni.