Nell'industria di processo, l'impiego dell'idrogeno non solo come materia prima, ma anche come vettore energetico, è considerato uno degli elementi chiave per la decarbonizzazione.
Sebbene l'idrogeno abbia attraversato fasi di grande entusiasmo seguite da profondo scetticismo nel corso del tempo, oggi è riconosciuto anche dalla Commissione Europea come uno dei settori cruciali per il raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione al 2050. Tale impegno è stato ufficializzato attraverso la Strategia Europea sull’Idrogeno pubblicata l’8 luglio 2020, seguita dall'entrata in vigore della terza revisione della Renewable Energy Directive del novembre 2023.
In questo articolo parliamo di:
Prima di esaminare le prospettive di applicazione e il contributo dell'idrogeno alla decarbonizzazione, è opportuno fare un passo indietro e comprendere brevemente cos'è e come viene prodotto.
L'idrogeno, il cui simbolo chimico è H, costituisce l'elemento più abbondante dell'universo. Caratterizzato dalla sua leggerezza, è uno dei costituenti principali dell'acqua, dei composti organici e degli esseri viventi sulla Terra. Dal punto di vista chimico molecolare, l'idrogeno è uno degli elementi più semplici in quanto composto solamente da un protone e un elettrone e, grazie al suo elevato contenuto energetico per unità di massa, rappresenta una fonte di energia di notevole importanza.
Nella sua forma pura, l’idrogeno si presenta come un gas non tossico, invisibile e inodore, il cui rinvenimento in natura risulta raro. Per renderlo utilizzabile, è necessario sottoporlo a processi di separazione. Tra i metodi più comuni emergono:
Lo steam reforming (reazione di reforming con vapore), processo che utilizza il trattamento termico con vapore d'acqua del metano (CH4) o del metanolo (CH3OH) per ricavare idrogeno.
Il processo di elettrolisi, ampiamente utilizzato in Europa, prevede il passaggio di corrente elettrica attraverso l’acqua, con conseguente rilascio di idrogeno sotto forma di gas.
La gassificazione, che comporta la parziale ossidazione non catalitica di una sostanza solida, liquida o gassosa. L'obiettivo finale è la produzione di un combustibile gassoso composto principalmente da idrogeno, ossido di carbonio e idrocarburi leggeri come il metano.
Inoltre, allo stato puro, l'idrogeno è stato classificato come un gas altamente infiammabile poiché in grado di formare miscele potenzialmente esplosive con aria, ossigeno ed altri gas comburenti.
A dicembre 2023, McKinsey & Company e l'Hydrogen Council hanno presentato il rapporto Hydrogen Insights 2023, il quale offre una panoramica sullo stato attuale del settore dell'idrogeno e sulla sua diffusione effettiva. A livello globale, l'industria ha annunciato 1.418 progetti di idrogeno pulito fino a ottobre 2023. Rispetto al 2022, sono stati annunciati 372 nuovi progetti e di questi, oltre 1.000 mirano ad essere completati in via definitiva o parziale entro il 2030, rappresentando investimenti per circa 570 miliardi di dollari statunitensi nelle catene del valore dell'idrogeno (il 30% in più rispetto ai 453 miliardi di dollari statunitensi precedenti).
La crescita è evidente in quasi tutti i Paesi in termini di numero di iniziative legate all'idrogeno e investimenti. L'Europa continua ad avere il maggior numero di progetti (540, seguita dal Nord America a 248), gli investimenti totali annunciati più elevati (193 miliardi di dollari statunitensi) e la crescita assoluta degli investimenti più alta (32 miliardi di dollari statunitensi). L'Europa risulta essere la regione più grande in termini di offerta annunciata e, insieme ad Americhe e Oceania, rappresentano oltre l'80% della produzione totale di circa 45 MT l'anno. Di questo, più del 70% è costituito da idrogeno rinnovabile (circa 32 MT l'anno) e il restante da idrogeno a basso tenore di carbonio (circa 13 MT l'anno).
Per quanto riguarda i volumi di investimento impiegati, l'Europa occupa il terzo posto (dopo Cina e Nord America) con circa 7,5 miliardi di dollari. Questo implica che solo il 4% degli investimenti annunciati in Europa ha superato il FID (Final Investment Decision) nonostante la regione abbia i volumi di investimenti totali più elevati.
L'idrogeno rappresenta un vettore energetico versatile e può essere prodotto con un'impronta di carbonio ridotta: in virtù di queste sue peculiarità ecco, a seguire, i ruoli principali che l'idrogeno può ricoprire nella transizione energetica.
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In conclusione, lo sviluppo del settore dell'idrogeno è guidato da una serie di fattori positivi e vantaggiosi. L'idrogeno si presenta come un combustibile pulito, in quanto non emette sostanze inquinanti e al contempo, assume un ruolo essenziale come vettore energetico fondamentale per la decarbonizzazione, consentendo l'immagazzinamento e lo stoccaggio dell'energia nel tempo.
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