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L'idrogeno non può alimentare un futuro a zero emissioni di carbonio se la sua stessa produzione non viene decarbonizzata.
Le potenzialità dell'idrogeno come benzina a zero emissioni di carbonio hanno stimolato la creatività del settore.
Al di là del fatto che si tratta di bambini, dobbiamo riconoscere che attualmente la maggior parte dell'idrogeno prodotto nel mondo dipende dall'uso insostenibile di combustibili fossili. Per questo motivo, la produzione di idrogeno è responsabile di 830 megatonnellate (Mt) di emissioni di CO2 all'anno. Per dare un'idea della portata del problema, se l'attuale industria dell'idrogeno diventasse uno Stato, sarebbe il sesto maggiore emettitore del regno.
Tradizionalmente, l'idrogeno è stato prodotto per applicazioni simili a quelle della produzione petrolchimica e chimica. La sfida, con lo sviluppo dell'economia dell'idrogeno e delle relative infrastrutture di supporto, è quella di fornire idrogeno a zero emissioni di carbonio in modo più economico, scalabile e autentico. È qui che le nuove conoscenze possono svolgere un ruolo chiave in tutte le fasi di produzione, trasporto, stoccaggio e utilizzo finale.
Produzione di idrogeno verde
Oggigiorno, probabilmente il metodo più comune per la produzione di idrogeno è il reforming a vapore del metano (SMR) derivato da combustibili fossili. Purtroppo, questo processo comporta significative emissioni di carbonio. Infatti, l'utilizzo dell'SMR rilascia una quantità di CO2 leggermente superiore a quella prodotta dalla benzina.
Esiste però un'alternativa a zero emissioni di carbonio. Il futuro dell'idrogeno risiede nell'elettrolisi dell'acqua, alimentata da una fonte di energia priva di carbonio come un impianto fotovoltaico, per fornire "idrogeno verde". Tuttavia, secondo i dati dell'Agenzia Internazionale dell'Energia (IEA), l'elettrolisi costa circa il doppio rispetto al SMR (Single Metabolism Reduction). Dobbiamo ridurre questo divario. Questa capacità consente di realizzare elettrolizzatori di potenza pari a diversi megawatt. È inoltre possibile individuare siti con accesso a energia priva di carbonio.
Esistono tecniche per migliorare l'efficienza dell'elettrolisi attraverso un'attenta progettazione e gestione del dispositivo elettrico. Ciò non solo riduce i tassi di efficacia, ma aumenta anche la sicurezza e l'affidabilità della procedura.
Per dimostrare la fattibilità di questa tecnologia, ABB ha collaborato con un pioniere negli Stati Uniti per fornire un sistema elettrico completo per due impianti di elettrolisi dell'idrogeno recentemente realizzati a New York e in Georgia. Inoltre, i motori e gli azionamenti ABB svolgeranno un ruolo chiave nella compressione del combustibile per il trasporto. L'impianto produrrà complessivamente 600 tonnellate di idrogeno ecologico al giorno, compensando circa 1.700 tonnellate di emissioni di combustibili fossili nei settori della logistica e dei trasporti.
Progettazione dell'infrastruttura dell'idrogeno
Avviare il sistema economico dell'idrogeno non è un'impresa da poco. L'integrazione dell'idrogeno su larga scala richiederà anche aree a basso costo e la costruzione di nuove strutture industriali simili a depositi di stoccaggio. L'integrazione dell'idrogeno nelle infrastrutture di gasdotti esistenti offre un risvolto economico, poiché probabilmente trasporterà la maggior parte dell'idrogeno nelle prime fasi di sviluppo.
Anche lo stoccaggio dell'idrogeno richiede competenze specializzate e una profonda conoscenza del settore, considerando che la protezione è fondamentale e che i gas devono essere mantenuti ad alta concentrazione. Ad esempio, ABB sta fornendo soluzioni di automazione, elettrificazione e strumentazione per un progetto pilota in Australia che potrebbe fungere da modello per il trasporto industriale della benzina. Dopo essere stato prodotto tramite la gassificazione del carbone bruno, l'idrogeno può essere liquefatto e trasportato in Giappone a bordo della prima nave cisterna specializzata al mondo per il trasporto di idrogeno.
Un altro elemento fondamentale del sistema economico dell'idrogeno è l'utilizzo finale. Migliorare l'efficienza e ridurre i costi stimolerà gli investimenti anche in questo ambito, e le celle a combustibile ne sono un esempio. I costi attuali si aggirano intorno a 1 tonnellata e 250 dollari/kW, ma l'esperienza maturata con tecnologie all'avanguardia ha permesso di ridurre il prezzo a 1 tonnellata e 180 dollari/kW. La progettazione delle celle a gas deve essere perfezionata per ridurre ulteriormente i prezzi, nonostante gli enormi sconti possibili grazie alle economie di scala. Economie di scala simili sono realizzabili anche nelle stazioni di rifornimento di idrogeno per veicoli a combustione.
Il futuro dell'idrogeno si avvicina.
Gran parte della tecnologia e delle infrastrutture necessarie per l'idrogeno esistono già oggi. Per potenziare il sistema di finanziamento dell'idrogeno, dobbiamo continuare a costruire su queste solide basi per garantire che ogni anello della catena del prezzo – dalla produzione alla distribuzione, dallo stoccaggio all'utilizzo – sia sostenibile, decarbonizzato ed economicamente redditizio.
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