IDROGENO: Scopriamo di più su questo Vettore Energetico

Famoso per essere il combustibile delle stelle, l’idrogeno è l’elemento chimico più abbondante in tutto l’universo ma sulla Terra non è possibile trovarlo allo stato puro, ma solo combinato ad altri elementi come l’acqua, acidi, idrocarburi, ecc.

Come si produce l’idrogeno?

Come anticipato, sul nostro pianeta l’idrogeno è disponibile solo in combinazione con altri elementi e di conseguenza, per ottenere il prodotto nella sua forma pura è necessario estrarlo dalle combinazioni in cui si trova. Per eseguire questo processo si utilizzano diverse tecniche, tra cui:

• Steam reforming: si tratta del processo più utilizzato per l’estrazione dell’idrogeno e garantisce un’alta qualità del prodotto. Grazie ad un trattamento termico effettuato con il vapor d’acqua del metanolo oppure del metano si ricava l’idrogeno e questo sistema di estrazione avviene in due fasi: in primis il combustibile viene scomposto in monossido di carbonio e idrogeno e poi si verifica una reazione in cui l’acqua e il gas si scambiano, producendo anidride carbonica e idrogeno.
• Elettrolisi: processo di produzione dell’idrogeno che prevede la conversione dell’energia elettrica in energia chimica e poi l’estrazione dell’idrogeno.
• Ciclo termochimico: in questo caso, per estrarre l’idrogeno viene utilizzata una reazione chimica unita ad una forte fonte di calore, processo che consente di separare dall’acqua l’idrogeno e l’ossigeno.
• Elettrolisi ad alta temperatura: chiamata anche termolisi, l’elettrolisi ad alta temperatura è un processo che consente la separazione dell’idrogeno e dell’ossigeno senza energia elettrica.

Oltre a questi metodi ci sono anche altri che consentono di separare l’idrogeno dagli altri elementi, processi utilizzati in determinati ambiti oppure che sono in fase di sperimentazione. Parliamo del ciclo termochimico, del ciclo foto-elettrochimico, bioreattori, ecc.

Quanti tipi di idrogeno esistono?

Per identificare la modalità con la quale è stato prodotto l’idrogeno, al prodotto finale viene attribuito uno dei seguenti colori:

• Nero: si tratta dell’idrogeno estratta dall’acqua, utilizzando la corrente elettrica prodotta da una centrale elettrica alimentata a petrolio oppure a carbone.

• Grigio: si tratta dell’idrogeno più comune tra quelli prodotti ed è particolarmente utilizzato nell’industria. Estratto dal metano ed altri idrocarburi oppure attraverso una reazione chimica, l’idrogeno grigio rappresenta il 90% della produzione totale.

• Blu: idrogeno estratto da idrocarburi fossili. In questo processo la CO2 non viene liberata ma catturata.

• Viola: in questo caso l’idrogeno viene estratto dall’acqua, utilizzando la corrente elettrica prodotta dalle centrali nucleari.

• Verde: idrogeno prodotto dall’estrazione dall’acqua, usando solo corrente che viene prodotta da centrali alimentate da energie rinnovabili.

• Turchese: l’idrogeno prodotto dal metano mediante scissione termica che, al posto di CO, genera carbonio solido.

Come si può intuire, l’idrogeno verde è quello più ecosostenibile, in quanto viene prodotto dall’acqua, sfruttando solo la corrente elettrica prodotta da centrali elettriche alimentate da fonti rinnovabili: fotovoltaica, idroelettrica, ecc.

Australia, Portogallo ed i Paesi Bassi stanno già investendo nella tecnologia che consente di produrre idrogeno verde, ma oggi essendo ancora alti i costi di produzione si stanno cercando metodi per produrre questa energia a prezzi più bassi ed attualmente esperti di tutto il mondo sono al lavoro per sostenere in maniera sempre più efficace la produzione di questo vettore energetico.

Anche l’Unione Europea punta sull’idrogeno

Per poter garantire un futuro alla Terra la transizione energetica si deve verificare in maniera costante e definitiva. In tal senso si sta muovendo anche l’Unione Europea, promuovendo la produzione dell’idrogeno verde che oggi rappresenta una fonte di energia green importante che può contribuire notevolmente al processo di decarbonizzazione.

Precisamente la strategia dell’Unione Europea attualmente prevede l’utilizzo del gas naturale come soluzione trainante/ponte per produrre la molecola, mentre i gasdotti naturali, secondo gli eurodeputati dovrebbero essere utilizzati per trasportare e stoccare l’idrogeno prodotto.

Ancora in fase di miglioramento, la strategia europea è stata apprezzata dalle istituzioni europee, ma sono stati richiesti ulteriori interventi, specialmente per incentivare gli investimenti in tal senso.

In questi giorni è in valutazione l’aggiornamento del PNRR Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza idrogeno. Esso prevede un cospicuo investimento di cui in parte proveniente dal Recovery Fund destinati sia al sostegno all’utilizzo dell’idrogeno nell’industria e nel trasporto ma anche alle attività di ricerca e sviluppo. Ma di questo ne parleremo in un articolo dedicato dando un taglio alle possibili applicazioni reali.