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Idrogeno rinnovabile, la sfida è la competitività

La Ue punta ad azzerare le emissioni di carbonio al 2050 e ha previsto l’installazione di elettrolizzatori. Resta il problema dello storage a lungo termine e il nodo dei costi

di Elena Comelli

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La Ue punta ad azzerare le emissioni di carbonio al 2050 e ha previsto l’installazione di elettrolizzatori. Resta il problema dello storage a lungo termine e il nodo dei costi


3' di lettura

A Cappelle-la-Grande, nel Nord della Francia, l’idrogeno scorre sottoterra per fornire energia a un centinaio di famiglie. In una piccola rimessa ai margini del centro, un elettrolizzatore scompone l’acqua con l’energia verde fornita dai parchi eolici, separando l’ossigeno dall’idrogeno, che viene poi immesso nella rete di distribuzione del gas insieme al metano. Integrando il flusso del gas naturale con l’idrogeno “verde”, si riducono del 7 per cento le emissioni di carbonio delle caldaie e dei fornelli della piccola comunità.

Il sistema di Cappelle-la-Grande fa parte di una sperimentazione lanciata dall’operatore francese Engie, che prevede un rapido aumento dell’uso dell’idrogeno in futuro, poiché il costo degli elettrolizzatori e dell’elettricità rinnovabile continua a diminuire. Se Engie ha ragione, miscelare l’idrogeno nelle reti locali di gas potrebbe accelerare il passaggio dall’energia fossile a quella pulita.

Le politiche della Ue

L’idrogeno rinnovabile è al centro della visione della Commissione europea, che punta ad azzerare le emissioni nette di carbonio dell’Unione entro il 2050. Uno dei problemi più complicati da risolvere per centrare quest’obiettivo è l’accumulo stagionale di energia. La rete elettrica ha bisogno di pareggiare sempre domanda e offerta, ma le fonti intermittenti come l’eolico e il solare non sono regolabili, per cui devono essere immagazzinate per renderle disponibili nel momento preciso in cui servono. Per lo storage a breve termine, come quello dell’energia solare fra giorno e notte, ci si può affidare alle batterie di ultima generazione, ma per le disparità stagionali, ad esempio per compensare la calma piatta estiva con il surplus di vento invernale, la questione diventa più complicata, perché i volumi richiesti sono più grandi e i sistemi non devono scaricarsi nel tempo, come capita alle batterie. La soluzione più pulita è trasformare l’elettricità in eccesso in idrogeno, che poi si può stoccare in serbatoi, per riconvertirlo in elettricità da fuel cell o da turbina quando serve.

Peccato che il 97% dell’idrogeno utilizzato oggi nel mondo da impianti chimici e raffinerie, in varie fasi di lavorazione, sia prodotto con il reforming di combustibili fossili a costi molto più bassi (1,5-1,7 euro al chilo contro 2,5-5 euro al chilo per l’idrogeno verde), rilasciando oltre 800 milioni di tonnellate di CO2 l’anno a livello globale, secondo Wood Mackenzie, tanto quanto le emissioni di un Paese come la Germania.

Il nodo competitività

Per decarbonizzare il Continente bisognerebbe far diventare l’idrogeno verde più competitivo di quello “grigio” e numerosi studi indicano che entro il 2030 si potrebbe arrivare al pareggio, se i costi degli elettrolizzatori continueranno a calare al ritmo attuale. A questo contribuirà il piano per l’idrogeno pulito, annunciato a Bruxelles la settimana scorsa e scandito su tre fasi, con l’installazione di almeno 6 gigawatt di elettrolizzatori entro il 2024, di altri 40 gigawatt entro il 2030 e con una piena applicazione di questa tecnologia rinnovabile su larga scala in tutti i settori, specialmente i più difficili da decarbonizzare, come quello energetico, entro il 2050.

Combustibile per altiforni e trasporto

Nei modelli degli economisti, gli elettrolizzatori dovrebbero essere utilizzati innanzitutto dall'industria. I produttori di acciaio stanno già sperimentando l’idrogeno come combustibile sostitutivo del carbone negli altiforni. L’idrogeno potrebbe anche sostituire il gasolio consumato da camion, autobus e treni, di cui ci sono già modelli dotati di celle a combustibile, che non riescono a competere con le batterie nelle auto, ma sono adatte per riconvertire i veicoli più pesanti. Nikola Motor sostiene che le sue piattaforme per i trattori possono percorrere da 800 a 1.200 chilometri su una cella a combustibile piena. Quando l’industria e i trasporti avranno adottato l’idrogeno rinnovabile, emergeranno reti di distribuzione, che potranno stoccarlo in depositi sotterranei (proprio come si fa con il gas naturale), a un costo più economico delle batterie. Queste reti potranno fornire idrogeno anche alle centrali elettriche.

Sistema energetico integrato

«Una volta acquisito che l’idrogeno è importante per gli altri settori, si otterrà lo stoccaggio a lungo termine per il settore energetico come una sorta di sottoprodotto», sostiene Tom Brown, che dirige un gruppo di modellistica energetica al Karlsruhe Institute of Technology e ha studiato l’argomento. Già a partire dal prossimo anno, tutte le nuove turbine per centrali elettriche prodotte nella Ue dovranno essere pronte per la combustione di una miscela idrogeno-metano e da qui al 2030 riusciranno a funzionare solo a idrogeno. A quel punto l’Europa potrebbe essere a buon punto per dotarsi di un “sistema energetico integrato”, combinando elettricità, gas, sistemi di trasporto, industrie pesanti e forniture di teleriscaldamento. L’integrazione di questi settori offre una grande flessibilità operativa e l’idrogeno sarà un buon vettore per sfruttarla.

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