L’alternativa per raggiungere gli obiettivi climatici?

L’idrogeno creato con l’aiuto dell’energia rinnovabile, ricavato tramite il processo di elettrolisi dell’acqua, viene considerato una grossa speranza per raggiungere gli obiettivi climatici. Si tratta della produzione di carburanti sintetici con l’utilizzo di idrogeno, i cosiddetti E-Fuel, che possono sostituire i più tradizionali diesel e benzina. Sostituirli con l’energia ecologia sembra davvero rappresentare una soluzione, almeno a prima vista, per molti problemi al momento attuali.

Molteplici campi di applicazione dell’idrogeno verde

L’idrogeno verde dovrebbe soprattuto contribuire ad evitare la creazione di gas serra in futuro e a creare l’industria energetica nel rispetto dell’ambiente. In questo la Germania ha un ruolo essenziale, in quanto è uno dei precursori nel campo dell’idrogeno creato ecologicamente.

Molteplici modalità di utilizzo

Di seguito sono riportati solo alcuni dei possibili utilizzi:

Come combustibile alternativo per l’accensione di forni in campo industriale
Come sostituto della materia prima fossile nel campo dell’industria chimica, ad esempio insieme alla CO2 come elemento costitutivo
Nella conversione in elettricità e calore, ad esempio grazie alle celle al combustibile
Nel livellamento degli sbalzi nella rete elettrica e nella copertura dei picchi di consumo grazie alla creazione di energia tramite l’idrogeno verde
Nel funzionamento di veicoli di diverso tipo grazie alla presenza dell’idrogeno verde nei motori a combustione interna o nelle celle di combustione
Nella conversione di idrogeno in altri carburanti per il funzionamento di veicoli e imbarcazioni

Perché l’idrogeno dovrebbe essere verde?

L’idrogeno viene creato tramite l’elettrolisi dell’acqua per mezzo dell’energia elettrica. Tuttavia, nel processo è importante il modo in cui l’energia elettrica viene prodotta. L’idrogeno verde può essere creato soltanto tramite la produzione di corrente elettrica a partire da fondi rinnovabili. Ad esempio, è adeguato ricorrere all’utilizzo di surplus energetici prodotti nelle centrali elettriche eoliche e solari. In questo modo i picchi di rendimento possono essere utilizzati in maniera sensata, ad esempio nei picchi di consumo o per altri scopi.

Prodotto senza materie prime fossili

È possibile produrre l’idrogeno verde senza l’impiego di materie prime fossili, caratteristica applicabile ad ogni singolo tipo di idrogeno, tra i quali il grigio, il blu o il turchese, per la cui produzione viene utilizzato il metano. Il metano per la produzione di altri tipi di idrogeno deve essere estratto, nel cui processo vengono nuovamente generate consistenti emissioni dannose per l’ambiente. In tal modo si sprigionano nell’ambiente quantità non trascurabili di metano, ancora più dannose rispetto alla CO2. Durante la scissione e la creazione dell’idrogeno nelle tipologie meno ecologiche, come nel caso dell’idrogeno grigio, il prodotto di scarto, la CO2, è generato dieci volte in più. Lo stoccaggio di questi prodotti di scarto è possibile, tuttavia comporta rischi certi e costi non necessari.

L’impiego dell’idrogeno verde nell’industria

È possibile impiegare l’idrogeno verde in maniera ottimale, nel riscaldamento delle fornaci nell’industria del vetro, dell’acciaio e del cemento. Ma come anche come gas di scarico nella produzione di altre sostanze, come ad esempio i fertilizzanti. Tuttavia, l’idrogeno è un’importante materia prima nella produzione di molteplici fonti di energia impiegate nel campo dell’energia chimica o per il funzionamento di veicoli. Si tratta dei cosiddetti processi “Power-to-X”, grazie ai quali si è in grado di produrre le più diverse sostanze di base come fonti di energia sintetica a partire dall’energia elettrica e dall’acqua.

Carburanti sintetici: alternative ecologiche

Le suddette fonti di energia in forma di carburanti sintetici, ai quali spesso ci si riferisce come “E-Fuel”, possono essere impiegati come alternativa alla benzina o al diesel. Dall’acqua e dall’elettricità prodotta ecologicamente nasce l’idrogeno e tramite l’aggiunta di ulteriori sostanze chimiche ad esso nascono i carburanti sintetici. Il problema consiste nel fatto che in grossa parte questa tecnologia esiste finora solo su carta. Tuttavia, i primi piccoli impianti di produzione sono stati già pianificati, per mettere a disposizione delle alternative alle fonti di energia fossili. I carburanti alternativi dovrebbero aiutare ad evitare l’emissione di gas serra almeno in quantità ridotta. Ciò nonostante, non dovrebbe essere dimenticato che il processo di produzione dei carburanti a idrogeno è relativamente caro, di conseguenza i carburanti possono essere limitatamente impiegati.

Efficienza e costi di produzione dell’idrogeno verde

Finora, circa il 60 per cento dell’energia utilizzata nella realizzazione del processo di elettrolisi può essere recuperato sotto forma di idrogeno in un secondo momento. Ciò nondimeno ci sono alte possibilità di un sostanziale aumento di questa efficienza, migliorando in questo modo ulteriormente la produzione di combustibili sintetici. Così facendo il calore prodotto durante l’elettrolisi può essere utilizzato in un’altra maniera per aumentare il rendimento. Un problema riscontrato è legato ai costi che sorgono dalla produzione di idrogeno verde. L’andamento dei costi dipende, tra gli altri fattori, anche dal modo in cui l’efficienza dell’elettrolisi continuerà a progredire in futuro e di quanto convenienti siano i costi di produzione dell’energia elettrica impiegata. In questo la posizione svolge un ruolo importante. Si ha la possibilità di produrre idrogeno verde convenientemente laddove ci sia disponibilità di fonti di energia rinnovabile impiegate per l’elettrolisi. Ad esempio, le aree nelle quali possono essere impiegati efficacemente impianti solari (come superfici inutilizzate con raggiungimento di raggi solari) hanno un grosso potenziale.

Il trasporto dell’idrogeno verde

In base a dove idrogeno verde è prodotto, vengono generati in parte anche costi di trasporto. è possibile stoccare e trasportare l’idrogeno soltanto sotto grossa pressione, un aspetto nuovamente complicato e costoso. Un’ alternativa potrebbe essere legare temporaneamente l’idrogeno a fonti liquide e organiche per far sì che venga trasportato in maniera migliore e più sicura. Si tratta quindi di produrre l’idrogeno verde in luoghi con sufficienti fonti di energia rinnovabili e trasportarlo laddove vi è necessità nella maniera più conveniente possibile. La produzione di idrogeno in Germania può essere di aiuto nel livellare squilibri nella produzione di energia elettrica rinnovabile. Tuttavia, è possibile produrre agevolmente quantità di idrogeno essenzialmente maggiori in altri luoghi del pianeta, come in Sudafrica o nell’Africa orientale, così come in Australia, dove sono presenti straordinarie condizioni in merito. Lì si trovano sufficienti superfici non utilizzate, nelle quali è possibile creare elettricità a partire dall’energia solare e eolica.

Ulteriori informazioni sull’ossigeno verde e altre tipologie di idrogeno

La produzione e le ulteriori trasformazioni dell’idrogeno sono argomenti di ampia portata. Qui c’è già un mercato enorme nel quale impiegare nel migliore dei modi queste fonti di energia come alternativa per le molteplici fonti di energia fossili. Nonostante ciò, ci sono alcune problematiche da risolvere sia nella produzione che nell’ulteriore lavorazione. Di seguito sono riportate altre problematiche molto importanti:

Problemi nella produzione, nella conservazione e nel trasporto dell’idrogeno
Processi Power-to-X e la produzione di E-Fuel
L’impiego dell’idrogeno come carburante alternativo
Sistemi integrati di gestione dell’energia
Gli effetti dell’industria dell’idrogeno sul mercato del lavoro
Le possibilità dello sviluppo di un mercato in Germania e in Europa
Le prospettive future nella produzione e lavorazione dell’idrogeno verde

Idrogeno verde: conclusioni

L’idrogeno verde, ovvero l’idrogeno prodotto ecologicamente, offre grosse possibilità nel campo dell’industria energetica. Le fonti di energia sotto forma di gas svolgeranno un ruolo importante anche in futuro, sia solo in campo industriale o nel settore dei trasporti come carburante alternativo alle fonti di energia fossili. Tuttavia, l’idrogeno verde non è una soluzione universale. Al momento gli sviluppatori si trovano ancora a dover affrontare grosse sfide soprattutto per quanto riguarda l’efficienza nella produzione, nel trasporto e nella conservazione dell’idrogeno. Soltanto se l’idrogeno sarà prodotto a partire da energia rinnovabile e se la produzione avverrà con un livello di efficienza adeguato, si potranno avere delle prospettive future. Ciò nonostante, le possibilità di una forte riduzione nei costi di produzione sono molte, permettendo in tal modo un graduale successo nel cambiamento. Tutto ciò durerà con tutta probabilità ancora un po’ conseguentemente a diversi fattori, tra gli altri l’adattamento del sistema di condutture all’idrogeno e lo sviluppo, la costruzione e il funzionamento di impianti power-to-gas nei quali produrre energia rinnovabile. Senza il contributo statale tutto ciò non potrà essere possibile.