Idrogeno: prospettive e sviluppi

Antonio Rampini - Eiom

Agli inizi degli anni 2000 l'economista e sociologo statunitense Jeremy Rifkin ha iniziato una campagna di conferenze e presentazioni su un'economia basata sull'idrogeno e culminate con il suo libro "Economia all'idrogeno. La creazione del Worldwide Energy Web e la redistribuzione del potere sulla terra", pubblicato anche in Italia da Mondadori. All'atto pratico non si è visto negli anni successivi alcun rinascimento di diffuse applicazioni dell'idrogeno, che ha mantenuto i suoi utilizzi nel settore classico delle raffinerie e nel chimico, per produrre ammoniaca e metanolo, e nel settore missilistico.

A partire intorno al 2015 si è iniziato ad intravvedere un possibile terzo ciclo di una forte penetrazione dell'idrogeno prodotto
senza emissioni di CO2, nell'ambito di una transizione energetica che ha come obiettivo di ridurre a zero le emissioni
climalteranti legate, fondamentalmente, alle emissioni di CO2 dall'utilizzo di combustibili fossili, sempre più demonizzati.

Un idrogeno "verde", prodotto da energie rinnovabili, che bruciando produce acqua, ed i suoi molteplici, possibili utilizzi
(edifici, mobilità, industria) che lo rendono, quindi, affascinante per contribuire alla transizione energetica.

L'economia dell'idrogeno di cui si parla da decenni si trova ora in una situazione differente rispetto al passato, dato il forte sviluppo e il crollo dei costi del kWh prodotto da eolico e fotovoltaico. Le FER, specie non programmabili, impiegate nello sviluppo
di H2 si possono vedere in due ruoli:
- parte <> nel P2G (Power to Gas) come <> per produrre il Gas H2 verde da utilizzare nei vari settori o come materia prima per produrre ammoniaca, metanolo e carburanti sintetici per i vari utilizzi;
- parte <> in un G2P (Gas to Power da H2 ad elettricità) per stoccaggi, anche di lunga durata, e servizi ausiliari per una miglior integrazione delle FER stesse nel sistema elettrico per compensare la loro variabilità e non programmabilità.

Si è parlato in questi anni appena passati e si parla sempre più specie di idrogeno verde dall'Australia al Cile, passando
per Cina, Medio Oriente, Africa, Europa e Nord America e in particolare con proposte di mega impianti di elettrolisi alimentati
da FER, grandi sviluppi e riduzione dei costi di elettrolizzatori, grandi infrastrutture di trasporto terrestre e marittimo.

Per quanto riguarda la produzione delle circa 95 Mt di idrogeno nel 2022, si ha la seguente produzione con diverse
tecnologie in percentuali arrotondate: 62% dal gas (con steam methane reforming, SMR); 21% dal carbone; 16% come
sottoprodotto di processi industriali; 0,5% dal petrolio; 0,6% da combustibili fossili con CCUS; 0,2% da elettricità. La
produzione totale di idrogeno senza emissioni risultava pari a circa lo 0,7%.

L'aumento nel 2022, rispetto al 2021, dei consumi di H2 a livello globale è stato del 3% nelle varie regioni del mondo, esclusa la UE a causa del forte incremento dei prezzi del gas (principale materia prima attuale per la produzione di idrogeno) a seguito dell'invasione dell'Ucraina.

Da dati preliminari per il 2023 la produzione globale è aumentata di circa il 2%, rispetto al 2022, e la produzione da elettrolisi dell'acqua anche, nonostante il forte incremento, risulta sempre in valore percentuale trascurabile per H2 da rinnovabili, mentre la produzione totale di H2 a basse emissioni è di poco inferiore all'1%.

Ma Kinsey riporta che nel 2023 la totale potenza in servizio di elettrolizzatori per produrre idrogeno ha raggiunto 1,1 GW e un rapporto dell'Hydrogen Council sottolinea che l'aumento del 60% rispetto all'installato nel 2022 è per 250 MW su 400 dovuto principalmente all'entrata in sevizio del Kuqa project in Cina con elettrolizzatori di tecnologia cinese. Degli 1,1GW di elettrolizzatori per produrre idrogeno a livello mondo a fine 2023 la Cina ne ha ben 610 MW, seguita da Germania e Stati Uniti con 60 MW ciascuno e da Spagna, Taiwan, Svezia e Canada con circa 20 MW ciascuno.