L’idrogeno verde è una delle grandi promesse della transizione energetica, poiché offre un modo per immagazzinare e utilizzare l’energia senza emissioni di carbonio. Questo tipo di idrogeno viene prodotto attraverso un processo chiamato elettrolisi dell'acqua, che separa l'idrogeno e l'ossigeno utilizzando l'elettricità generata da fonti rinnovabili come il solare e l'eolico. Nonostante i suoi vantaggi, l’idrogeno verde deve affrontare una serie di sfide di cui dobbiamo essere consapevoli per valutare il suo potenziale come vera alternativa combustibili fossili.
In questo articolo esploriamo le questioni chiave che riguardano lo sviluppo dell’idrogeno verde, insieme alle sue caratteristiche, vantaggi e svantaggi, per avere una visione completa di ciò che offre realmente questa tecnologia.
produzione di idrogeno verde
L’idrogeno solitamente non si trova isolato in natura, ma è solitamente associato ad altre molecole, come l’acqua. Nell'elettrolisi, applichiamo una corrente elettrica per scomporre le molecole d'acqua (H2O) in idrogeno (H2) e ossigeno (O2). Questo processo è sostenibile solo se l’elettricità utilizzata proviene da fonti pulite, come l’energia solare o eolica. Da qui il nome dell'idrogeno prodotto con questa tecnica idrogeno verde.
Al contrario, la maggior parte dell’idrogeno prodotto oggi proviene da combustibili fossili, come il gas naturale o il petrolio. Questo tipo, noto come idrogeno grigio, è ampiamente utilizzato nell'industria chimica e nelle raffinerie. Tuttavia, la sua produzione genera grandi quantità di anidride carbonica (CO2), il che lo rende insostenibile dal punto di vista ambientale.
Sebbene siano stati compiuti molti progressi nella produzione di idrogeno verde, si tratta ancora di una tecnologia relativamente nuova e ben lungi dall’essere scalabile. Nel mondo, il 99% dell’idrogeno utilizzato proviene ancora da materie prime fossili, con un’emissione globale annua di 900 milioni di tonnellate di CO2.
accumulo di energia
Una delle caratteristiche più importanti dell’idrogeno verde è la sua capacità di immagazzinare energia. Le energie rinnovabili, come quella solare ed eolica, lo sono lampeggiante, il che significa che a volte generano più energia di quella che può essere consumata e altre volte non ne generano abbastanza.
L’idrogeno può risolvere questo problema agendo come un accumulatore. Quando c’è un surplus di elettricità rinnovabile, può essere utilizzata per produrre idrogeno attraverso l’elettrolisi. Successivamente, questo idrogeno può essere utilizzato come carburante nei motori, nei macchinari o anche come materia prima nei processi industriali. In questo modo, l’idrogeno verde può aiutare a immagazzinare l’energia rinnovabile in eccesso e ad utilizzarla quando le risorse rinnovabili scarseggiano.
Oltre a fungere da accumulatore di energia, l’idrogeno verde quando utilizzato non produce emissioni di gas serra, rendendolo un elemento chiave per il decarbonizzazione dei settori industriale, dei trasporti e dell’energia.
Problemi di idrogeno verde
Lo svantaggio principale dell’idrogeno verde è il suo elevato costo di produzione. Sebbene l’idrogeno sia l’elemento più abbondante nell’universo, il processo per ottenerlo dall’acqua è costoso a causa del consumo di energia richiesto dall’elettrolisi. Anche con l’elettricità da fonti rinnovabili, i costi rimangono elevati.
Un altro problema che deve affrontare l’idrogeno verde è il bassa efficienza energetica degli attuali metodi di produzione e trasporto. Secondo gli studi, circa l’80% dell’energia utilizzata nel processo di produzione dell’idrogeno verde va perduta. Questa inefficienza energetica rappresenta un grande ostacolo alla sua adozione su larga scala.
Inoltre, anche il trasporto e lo stoccaggio dell’idrogeno sono complicati. Questo gas ha a bassa densità energetica rispetto ad altri combustibili, il che significa che immagazzinare e trasportare la stessa quantità di energia richiede serbatoi e condutture molto più grandi. È anche altamente infiammabile, il che aumenta i rischi per la sicurezza.
Un'altra sfida importante è il rischio di Fugas. Le molecole di idrogeno sono estremamente piccole, molto più piccole di quelle del metano o del gas naturale, il che le rende più difficili da contenere. Se l’idrogeno si diffondesse nell’atmosfera, potrebbe influenzare il clima in modo simile ai gas serra, poiché potrebbe influenzare i livelli di metano e altri composti atmosferici.
Quanto costa produrre idrogeno?
Uno degli ostacoli più notevoli all’espansione dell’idrogeno verde è il suo costo. Uno studio recente stima che la produzione di idrogeno verde attraverso l’elettrolisi può essere redditizia a partire da 3,23 euro al chilogrammo se si utilizzano fonti di energia rinnovabile. Alcune previsioni ottimistiche suggeriscono che in pochi anni i costi potrebbero scendere a 2,5 euro al chilogrammo.
Tuttavia, queste cifre dipendono in gran parte da diversi fattori, come il prezzo dell’elettricità e il costo degli elettrolizzatori, che per ora rimane considerevole. Attualmente, produrre idrogeno verde è significativamente più costoso rispetto alla produzione di idrogeno grigio o blu, spingendo molte industrie a continuare a scegliere queste alternative.
El idrogeno grigio È il più comune ed economico, ma la sua produzione comporta l’utilizzo di combustibili fossili, il che lo rende un’opzione insostenibile dal punto di vista ambientale. D'altra parte, il idrogeno blu, che si ottiene dal gas naturale ma cattura e immagazzina CO2 emesso, è un’opzione che riduce le emissioni, sebbene sia comunque meno sostenibile dell’idrogeno verde.
Vantaggi
L’idrogeno verde ne ha diversi Vantaggi chiave che la rendono un’alternativa molto attraente per decarbonizzare settori difficilmente elettrificabili:
- riduzione delle emissioni: La sua produzione e utilizzo non emettono gas inquinanti o serra. È un combustibile completamente pulito se ottenuto attraverso energia rinnovabile.
- Accumulo di energia: Agisce come una soluzione per immagazzinare l'energia in eccesso proveniente da fonti rinnovabili e rilasciarla quando la domanda lo richiede, espandendo la capacità delle energie rinnovabili.
- Ampie applicazioni: Funziona come combustibile nei trasporti, come intermediario nella generazione di energia e come materia prima nell'industria chimica.
- Decarbonizzazione dei settori industriali: Settori come il trasporto aereo, il trasporto marittimo e l’industria pesante dipendono da combustibili ad alta densità energetica che solo l’idrogeno può offrire.
Svantaggi
Nonostante i vantaggi dell’idrogeno verde, dobbiamo tenere conto anche del svantaggi Questo mostra:
- Costo di produzione elevato: Il processo di elettrolisi rimane costoso, soprattutto rispetto all’idrogeno grigio.
- Difficoltà di trasporto e stoccaggio: L’idrogeno richiede infrastrutture specifiche per essere immagazzinato e trasportato in modo sicuro, il che aggiunge costi aggiuntivi.
- rischi per la sicurezza: L'idrogeno è altamente infiammabile e il suo trasporto può comportare rischi se non gestito correttamente.
- Bassa efficienza energetica: Gran parte dell’energia investita nella produzione di idrogeno verde viene persa nei processi di produzione e trasporto.
In sintesi, l’idrogeno verde rappresenta una delle tecnologie più promettenti per la transizione energetica e la decarbonizzazione dei settori che non hanno un’alternativa chiara attraverso l’elettrificazione diretta. Tuttavia, il suo successo dipenderà in gran parte dalla riduzione dei costi di produzione, dal miglioramento della sua efficienza e dallo sviluppo delle infrastrutture necessarie per lo stoccaggio e il trasporto.