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La transizione energetica: focus idrogeno

20/04/2021 da Redazione, pubblicato in Idrogeno, Power Generation

La transizione energetica: focus idrogeno

Posted by Redazione on 20/04/2021

Nell'industria di processo, l’utilizzo dell'idrogeno come vettore energetico e non solo come materia è considerato uno degli elementi chiave per la decarbonizzazione dei sistemi energetici.

 


Transizione energerica

 

Sebbene da molto tempo l'idrogeno sia prima il protagonista di grande entusiasmo e poi di profondo scetticismo, oggi è visto anche dalla Commissione Europea come uno dei settori chiave per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione al 2050, come si delinea nella Strategia Europea sull’Idrogeno pubblicata l’8 luglio 2020.

In questo articolo parliamo di:

Idrogeno: che cosa è?

Prima di addentrarci nella disanima di quali possano essere le prospettive di applicazione e il contributo dell'idrogeno alla decarbonizzazione, facciamo un passo indietro e vediamo brevemente che cosa è l'idrogeno e come è possibile ottenerlo.

L'idrogeno è un elemento leggerissimo che non resta sulla superficie terrestre a causa delle piccole dimensioni del nostro pianeta. Dal punto di vista chimico molecolare, è uno degli elementi più semplici: è composto solo da un protone e un elettrone, grazie al suo elevato contenuto energetico per unità di massa è una fonte di energia molto importante.

Nella sua forma pura, l’idrogeno è un gas non tossico invisibile e inodore, difficile da trovare puro in natura e per utilizzarlo è necessario prima separarlo. In questo caso i metodi più comuni per farlo sono:

  • lo steam reforming (reazione di reforming con vapore), è il processo che utilizza il trattamento termico con vapore d'acqua del metano (CH4) o del metanolo (CH3OH) per ricavare idrogeno.
  • Il processo di  elettrolisi, comunemente utilizzato in Europa, consiste nel passaggio di una corrente elettrica attraverso l’acqua, con conseguente rilascio di idrogeno sotto forma di gas.
  • La gassificazione, consiste nella parziale ossidazione, non catalitica, di una sostanza solida, liquida o gassosa che ha l'obiettivo finale di produrre un combustibile gassoso, formato principalmente da idrogeno, ossido di carbonio e da idrocarburi leggeri come il metano.

Idrogeno: le prospettive di applicazione

Secondo quanto emerge dal rapporto McKinsey-Hydrogen Council: all’inizio del 2021 in tutto il mondo, oltre 30 Paesi hanno già definito le proprie strategie nazionali e linee guida per l'implementazione dell'idrogeno; i progetti di larga scala già annunciati e relativi a tutta la filiera idrogeno sono 228 di cui 126 che riguardano il vecchio continente, quindi il 55% del totale a livello mondiale.

Idrogeno rapporto McKinsey-Hydrogen Council

Il rapporto sostiene inoltre, che la realizzazione di tutti i 228 progetti comporterebbe investimenti per più di 300 miliardi di dollari in un decennio, di cui circa il 45% riguarda l'Europa.

Di questo ammontare complessivo, almeno 80 miliardi di dollari riguardano progetti che vengono considerati ‘maturi’, ovvero in fase di progettazione avanzata o che hanno già superato la FID (Final Investment Decision) o ancora che sono già in costruzione o in attività.

Un fattore fondamentale che emerge dalla ricerca è la necessità, nei prossimi anni, di un crescente supporto pubblico per far decollare il mercato dell’idrogeno verde e creare le economie di scala e le infrastrutture necessarie alla produzione e distribuzione di H2. Affinché l'idrogeno, sia un fattore decisivo nella transizione verso un mondo più pulito richiede l'attuazione azioni strategiche di supporto, per raggiungere la sostenibilità economica delle soluzioni proposte.

Idrogeno: qual è il ruolo nella transizione energetica?

L'idrogeno è un vettore energetico versatile e può essere prodotto con una bassa impronta di carbonio: in virtù di queste sue peculiarità ecco i ruoli principali che l'idrogeno può ricoprire nella trasformazione energetica.

Idrogeno transizione energetica

  • Abilitazione del sistema delle energie rinnovabili. Fornendo un mezzo a lungo termine di stoccaggio di energia, l'idrogeno può consentire un'integrazione su larga scala di energia rinnovabile nel sistema energetico.
  • Decarbonizzazione dei trasporti. Il settore dei trasporti di oggi dipende quasi interamente dai combustibili fossili e crea oltre il 20% di tutte le emissioni di CO2. Il futuro del settore può essere rappresentato da veicoli alimentati solo ad idrogeno o dall’integrazione di idrogeno con veicoli elettrici a batteria.
  • Decarbonizzazione degli usi energetici industriali. Nell'industria pesante, l'idrogeno può contribuire a decarbonizzare i processi che sono difficili da elettrificare, ad esempio, quelli che richiedono un’alta dispersione di calore. Sempre in ambito industriale, l’idrogeno può anche essere utilizzato nelle unità di cogenerazione per generare calore ed energia elettrica per usi industriali.
  • Decarbonizzazione del calore e dell'energia elettrica degli edifici. L'idrogeno potrebbe essere trasportato sulle infrastrutture esistenti ed essere così un ulteriore vettore che contribuisce alla decarbonizzazione del riscaldamento.
  • Fornire materie prime pulite per l'industria. L'idrogeno potrebbe essere impiegato per produrre prodotti chimici più puliti e acciaio come ad esempio, materia prima chimica in combinazione con il carbonio catturato.

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In conclusione, abbiamo visto come lo sviluppo del settore idrogeno è spinto da una serie di fattori positivi e vantaggiosi: è un combustibile pulito perché non emette sostanze inquinanti, è un vettore energico fondamentale per la decarbonizzazione perché permette l'immagazzinamento e lo stoccaggio dell'energia nel tempo.

Occorre però fare attenzione: allo stato puro l'idrogeno è un gas altamente infiammabile. È, infatti, stato classificato come “estremamente infiammabile dalla normativa sulle sostanze pericolose” poiché è in grado di formare miscele potenzialmente esplosive con aria, ossigeno ed altri gas comburenti.

 

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