Condividi su
L'idrogeno: una nuova risorsa per la transizione energetica?
Enrica Lazzarini
I veicoli a idrogeno stanno emergendo come una soluzione sostenibile e alternativa all’elettrico.
L'idrogeno sta guadagnando sempre più attenzione come uno dei carburanti del futuro per i veicoli, grazie ai suoi vantaggi in termini di sostenibilità ed efficienza. I veicoli a celle a combustibile a idrogeno (Fuel Cell Electric Vehicle - FCEV) utilizzano l’idrogeno per produrre energia elettrica, con l'unica emissione di acqua, rendendo questa opzione tra quelle più ecologiche disponibili sul mercato.
Uno dei maggiori vantaggi dei veicoli a idrogeno è la loro rapida ricarica: a differenza dei veicoli elettrici a batteria, che possono richiedere ore per una ricarica completa, i FCEV possono essere riforniti in pochi minuti. Questo li rende particolarmente adatti per applicazioni dove il tempo di fermo deve essere ridotto al minimo, come nei trasporti commerciali e nei servizi pubblici.
Uno dei maggiori vantaggi dei veicoli a idrogeno è la loro rapida ricarica: a differenza dei veicoli elettrici a batteria, che possono richiedere ore per una ricarica completa, i FCEV possono essere riforniti in pochi minuti. Questo li rende particolarmente adatti per applicazioni dove il tempo di fermo deve essere ridotto al minimo, come nei trasporti commerciali e nei servizi pubblici.
L’idrogeno è tutto uguale?
Nella Francia nordorientale, è stato recentemente scoperto un deposito che potrebbe contenere fino a 46 milioni di tonnellate di idrogeno bianco, prodotto ovvero da meccanismi geologici naturali. Se le stime si rivelassero esatte, si tratterebbe del più grande giacimento al mondo. I geologi hanno fatto questo ritrovamento accidentalmente, mentre stavano valutando le potenzialità di un giacimento di metano. Ma in che cosa si differenzia dall’idrogeno grigio, ottenuto dai combustibili fossili?
L’idrogeno contenuto nel deposito francese è il cosiddetto “idrogeno bianco”, di origine geologica e libero, cioè non legato ad altri elementi chimici. L’idrogeno bianco non va confuso con l’idrogeno grigio, che invece è ottenuto a partire dai combustibili fossili (prevalentemente metano). L’idrogeno grigio costituisce il 90% di tutto l’idrogeno prodotto a livello mondiale e viene impiegato per la raffinazione del petrolio, per produrre fertilizzanti e carburanti (metano sintetico, metanolo, ammoniaca) e per alimentare veicoli elettrici. Il processo con cui si ricava l’idrogeno grigio, però, libera in atmosfera grandi quantità di CO2.
Esiste poi l'idrogeno verde, prodotto mediante l'elettrolisi dell'acqua, utilizzando esclusivamente elettricità proveniente da fonti rinnovabili, come l'eolico e il solare. Questa tecnologia è vista come una soluzione chiave per decarbonizzare settori che sono difficili da elettrificare direttamente, tra cui l'industria pesante e i trasporti pesanti.
Secondo un recente rapporto di Deloitte (Deloitte report: Emerging green hydrogen market set to help reshape global energy map by end of decade, creating US$1.4 trillion market by 2050) si stima che il mercato globale dell'idrogeno verde potrebbe raggiungere un valore di 1,4 trilioni di dollari entro il 2050, contribuendo significativamente alla riduzione delle emissioni di CO2. Questo sviluppo è sostenuto da un'accresciuta attenzione da parte dei governi e degli investitori privati, che stanno lanciando numerose iniziative in Europa, Asia e Australia.
Attualmente, la produzione di idrogeno verde è più costosa rispetto a quella di idrogeno grigio, ma i costi stanno diminuendo rapidamente grazie ai progressi nelle tecnologie ad esso legate e alla riduzione dei costi delle energie rinnovabili.
Diverse industrie sono già impegnate in progetti pilota per integrare l'idrogeno verde nelle loro operazioni: il settore dei trasporti è uno dei primi che sta adottando queste tecnologie, con particolare interesse nell'impiego dell'idrogeno per alimentare veicoli pesanti, treni e navi. Questi mezzi di trasporto richiedono la densità energetica e la rapidità di rifornimento offerte dall'idrogeno, caratteristiche non facilmente raggiungibili con le batterie elettriche attuali.
L’idrogeno contenuto nel deposito francese è il cosiddetto “idrogeno bianco”, di origine geologica e libero, cioè non legato ad altri elementi chimici. L’idrogeno bianco non va confuso con l’idrogeno grigio, che invece è ottenuto a partire dai combustibili fossili (prevalentemente metano). L’idrogeno grigio costituisce il 90% di tutto l’idrogeno prodotto a livello mondiale e viene impiegato per la raffinazione del petrolio, per produrre fertilizzanti e carburanti (metano sintetico, metanolo, ammoniaca) e per alimentare veicoli elettrici. Il processo con cui si ricava l’idrogeno grigio, però, libera in atmosfera grandi quantità di CO2.
Esiste poi l'idrogeno verde, prodotto mediante l'elettrolisi dell'acqua, utilizzando esclusivamente elettricità proveniente da fonti rinnovabili, come l'eolico e il solare. Questa tecnologia è vista come una soluzione chiave per decarbonizzare settori che sono difficili da elettrificare direttamente, tra cui l'industria pesante e i trasporti pesanti.
Secondo un recente rapporto di Deloitte (Deloitte report: Emerging green hydrogen market set to help reshape global energy map by end of decade, creating US$1.4 trillion market by 2050) si stima che il mercato globale dell'idrogeno verde potrebbe raggiungere un valore di 1,4 trilioni di dollari entro il 2050, contribuendo significativamente alla riduzione delle emissioni di CO2. Questo sviluppo è sostenuto da un'accresciuta attenzione da parte dei governi e degli investitori privati, che stanno lanciando numerose iniziative in Europa, Asia e Australia.
Attualmente, la produzione di idrogeno verde è più costosa rispetto a quella di idrogeno grigio, ma i costi stanno diminuendo rapidamente grazie ai progressi nelle tecnologie ad esso legate e alla riduzione dei costi delle energie rinnovabili.
Diverse industrie sono già impegnate in progetti pilota per integrare l'idrogeno verde nelle loro operazioni: il settore dei trasporti è uno dei primi che sta adottando queste tecnologie, con particolare interesse nell'impiego dell'idrogeno per alimentare veicoli pesanti, treni e navi. Questi mezzi di trasporto richiedono la densità energetica e la rapidità di rifornimento offerte dall'idrogeno, caratteristiche non facilmente raggiungibili con le batterie elettriche attuali.
Le infrastrutture legate all’idrogeno
Nonostante gli innumerevoli vantaggi, la diffusione dei veicoli a idrogeno è ancora frenata: la produzione e la distribuzione dell'idrogeno richiedono infrastrutture apposite, che al momento faticano ad essere disponibili, sebbene il trend stia cambiando.
Cambiamenti nelle pratiche di manutenzione
I veicoli a idrogeno, rispetto ai veicoli con motore a combustione interna, richiedono meno manutenzione meccanica tradizionale, come cambi d'olio e manutenzione del motore. Tuttavia, richiedono un’attenzione particolare ai componenti specifici delle celle a combustibile e ai serbatoi di idrogeno. Ad esempio, la gestione delle celle a combustibile comporta monitoraggi continui della purezza dell’idrogeno e verifiche periodiche delle membrane elettrolitiche. Uno studio pubblicato sull'International Journal of Hydrogen Energy ha evidenziato che la durata delle celle a combustibile può essere fortemente influenzata dalla qualità della manutenzione (IJHE, 2021).
Inoltre, la sicurezza nella gestione dei serbatoi di idrogeno ad alta pressione è fondamentale. Gli operatori delle officine devono essere addestrati a trattare materiali altamente infiammabili in modo sicuro, seguendo protocolli rigorosi per evitare incidenti. La tecnologia delle celle a combustibile porta con sé una nuova serie di standard e regolamenti di sicurezza che devono essere rispettati.
Inoltre, la sicurezza nella gestione dei serbatoi di idrogeno ad alta pressione è fondamentale. Gli operatori delle officine devono essere addestrati a trattare materiali altamente infiammabili in modo sicuro, seguendo protocolli rigorosi per evitare incidenti. La tecnologia delle celle a combustibile porta con sé una nuova serie di standard e regolamenti di sicurezza che devono essere rispettati.
