L'idrogeno verde: verso un futuro più green

L'idrogeno verde può diventare un elemento cruciale nella transizione verso un futuro energetico più sostenibile, perché riesce a conciliare i vantaggi d'uso (a partire dalle infrastrutture) dei tradizionali combustibili fossili a un bassissimo impatto ambientale. Non solo: l'idrogeno verde può anche intervenire nella risoluzione di alcuni problemi legati alle rinnovabili come la non-programmabilità. Vediamo nel dettaglio come.

Cos'è l'Idrogeno verde?

L'idrogeno è una forma di energia ad alto potenziale, illimitata perché si trova pressoché ovunque intorno a noi. Ha però un grosso difetto: non esiste libero in natura e deve quindi essere separato dagli altri elementi con cui si trova legato. Attualmente il metodo di produzione più efficace è considerato l'elettrolisi dell'acqua. Durante questo processo, l'acqua viene suddivisa nei suoi componenti fondamentali, idrogeno e ossigeno, utilizzando l'elettricità per catalizzare la reazione chimica. L'idrogeno risultante è quindi immagazzinato e può essere utilizzato come fonte di energia in una serie di applicazioni.

A fare la differenza è il momento iniziale di questo processo: in base alla fonte di energia impiegata per produrlo, infatti, avremo un diverso impatto ambientale e di conseguenza una categorizzazione differente. 

Differenze tra Idrogeno grigio, blu e verde

Si tratta di tre colori utilizzati convenzionalmente per indicare il diverso impatto ambientale associato al processo produttivo dell'idrogeno. Vediamoli nel dettaglio:

• Idrogeno grigio: è il più diffuso, viene prodotto principalmente attraverso un processo di steam methane reforming (SMR) che si basa sulla reazione di gas metano (nella maggioranza dei casi ma può essere sostituito da altri combustibili) e vapore in presenza di catalizzatori. Questo metodo è economicamente vantaggioso, ma produce notevoli quantità di anidride carbonica (CO₂) come sottoprodotto, rendendo l'idrogeno grigio meno sostenibile rispetto ad altre varianti. Attualmente viene prodotto in questo modo circa il 90% dell'idrogeno mondiale;
• Idrogeno blu: è prodotto utilizzando gas naturale come fonte di idrogeno sempre attraverso un processo di steam methane reforming (SMR). Tuttavia è abbinato a un sistema che permette la cattura e lo stoccaggio permanente della CO₂ emessa. Questa tecnologia, sebbene rappresenti un passo avanti rispetto all'idrogeno grigio in termini di impatto ambientale, comporta comunque l'uso di combustibili fossili;
• Idrogeno verde: la differenza è netta, sia per quanto riguarda la tecnologia di produzione sia per le fonti energetiche utilizzate. La materia prima utilizzata per arrivare all'idrogeno è infatti l'acqua che viene scomposta in ossigeno (O₂) e idrogeno (H₂) attraverso l'uso di un elettrolizzatore. L'elettricità necessaria al processo è prodotta attraverso fonti rinnovabili (fotovoltaico ed eolico) abbattendo così le emissioni. 

Vantaggi dell'Idrogeno Verde

 

• Abbattimento delle emissioni di CO₂

L'idrogeno verde non produce emissioni di anidride carbonica durante il processo di produzione. Inoltre, anche nel suo utilizzo, l'impronta ecologica è molto bassa. Se viene impiegato direttamente come combustibile, i suoi sottoprodotti saranno: acqua, idrogeno incombusto e tracce di ammoniaca. Se, invece, viene impiegato in una cella a combustibile - in pratica un generatore elettrochimico dove l'idrogeno reagisce con l'ossigeno o l'aria - i principali sottoprodotti saranno calore e acqua, entrambi riutilizzabili. In quest'ultimo caso, può essere considerato una fonte di energia a zero emissioni nette.

• Decarbonizzazione dei settori più inquinanti

Ci sono settori ad alta intensità energetica, come l'industria: del cemento, dell'acciaio, della carta, della ceramica e del vetro, che faticano a ridurre le proprie emissioni di carbonio (hard to abate) perché a fronte delle tecnologie esistenti possono solo in parte sostituire i combustibili fossili. Integrare l'idrogeno verde nei loro processi produttivi potrebbe rappresentare un punto di svolta considerando anche che l'idrogeno, miscelato con qualsiasi combustibile, migliora i rendimenti e riduce le emissioni. 

• Stoccaggio di energia

L'idrogeno verde può fungere da vettore energetico consentendo lo stoccaggio a lungo termine dell'energia proveniente da fonti rinnovabili. Quest’ultime, infatti, per loro natura non sono programmabili e devono essere immagazzinate per poter garantire la stabilità della rete. Utilizzarle per produrre idrogeno verde significherebbe trasformarla in una fonte di energia che, oltre a essere facilmente stoccata, può essere altrettanto facilmente trasportata impiegando le infrastrutture esistenti.

• Mobilità Sostenibile

In questo ambito, l'impiego dell'idrogeno verde può essere utile sia per quanto riguarda i settori più energivori come aviazione e marine sia per l'automotive. Nel primo caso, navi e aerei potrebbero anche usufruire dell'acqua prodotta dalle celle a combustibile, mentre nel secondo caso aprirebbe sia allo sviluppo di nuovi motori sia all'impiego della tecnologia con cilindri e pistoni attualmente in uso.

I progetti con l'idrogeno verde 

Attualmente sono molti i progetti che guardano all'idrogeno, considerando che anche l'Unione Europea lo ha inserito nella strategia di decarbonizzazione al 2030. Tra i più interessanti,  Power-to-Gas, partito nel 2023 a Sestu in Sardegna, dov'è entrato in funzione l’impianto Italgas per la produzione di idrogeno attraverso elettrolisi. L’idrogeno prodotto verrà impiegato anche come combustibile per il trasporto e miscelato a gas naturale per l’immissione nelle esistenti reti di distribuzione per uso civile e industriale.