Le grandi industrie energivore, come quelle, siderurgiche e chimiche, stanno studiando come convertirsi all’idrogeno come combustibile per contribuire alla riduzione delle emissioni di carbonio e abbattere i costi del loro fabbisogno energetico.
Anche il PNRR nel capitolo “Rivoluzione verde e transizione ecologica” mette in campo 500 milioni di euro per la creazione di 10 hydrogen valleys in aree industriali dismesse.
Ma ci si domanda quanto verde sia l’idrogeno e quanto riduca le emissioni di CO2.
L’idrogeno è uno degli elementi più abbondanti dell’universo, ma i metodi di produzione su scala industriale rilasciano grandi quantità di anidride carbonica.
Il combustibile idrogeno è green quando viene “bruciato” e non produce emissioni, ma richiede una grande quantità di energia per la sua produzione. Quando sentiamo parlare di idrogeno blu, idrogeno verde, il riferimento non è al colore del gas, ma al metodo per la sua produzione.
Esistono, infatti, modi diversi di produrre idrogeno, più o meno rispettosi del clima, e all’idrogeno è stato attribuito un colore che riflette la sua impronta di carbonio.
© Creative Commons/Matti Blume
Come funziona l’idrogeno
L’idrogeno può essere utilizzato direttamente nei motori a combustione o nelle turbine come combustibile pulito, bruciato nelle caldaie per produrre calore o utilizzato in dispositivi chiamati “fuel cell” (celle a combustibile) per generare energia elettrica in modo pulito ed efficiente.
Può anche essere miscelato con il gas naturale e aggiunto alle tubazioni per fornire combustibili più puliti per applicazioni di riscaldamento industriale e domestico.
L’idrogeno è il primo elemento della tavola periodica ed è anche il più leggero. Questo significa che, se da una parte l’idrogeno sviluppa una grande quantità di energia rispetto ad altri vettori energetici a parità di peso, dall’altra è molto voluminoso. Ciò significa che devono essere utilizzati volumi maggiori per produrre la stessa energia che può essere ottenuta con benzina e gas naturale. La molecola di idrogeno H2 è poco diffusa in atmosfera e, quindi, va prodotta, consumando a sua volta energia e producendo emissioni. Il bilancio tra le emissioni di CO2 nella produzione, trasporto e stoccaggio dell’idrogeno e la riduzione di emissioni al consumo ne determina l’efficacia per la decarbonizzazione del ciclo energetico. Il tema centrale della produzione dell’idrogeno è come farlo senza emissioni di CO2 in atmosfera.
L’idrogeno è classificato con colori diversi in base al metodo di produzione
Idrogeno marrone
La produzione di idrogeno marrone avviene mediante la gassificazione del carbone, un processo utilizzato per molti anni all’interno dell’industria chimica e dei fertilizzanti per la produzione di ammoniaca.
Idrogeno grigio
Viene estratto da fonti fossili (carbone o gas naturale) mediante steam-methane reforming, che è attualmente il processo standard dell’industria per la produzione diretta di idrogeno con oltre il 70%.
Idrogeno blu
Prodotto nello stesso modo dell’idrogeno grigio, dal quale si differenzia per la cattura delle emissioni di CO2 emesse durante la produzione con un impianto di Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS), le quali vengono poi iniettate in depositi sotterranei o sottomarini. Rappresenta lo 0,6% della produzione.
Idrogeno turchese
È un idrogeno a basso contenuto di carbonio prodotto finora su scala molto ridotta dal gas naturale, utilizzando il processo di pirolisi che produce carbonio solido come sottoprodotto.
Idrogeno giallo
In questo caso l’idrogeno è generato dall’elettrolisi dell’acqua per mezzo di elettricità e la sua carbon footprint, quindi, dipende direttamente da quale metodo di produzione dell’energia elettrica venga usato.
Idrogeno turchese
È un idrogeno a basso contenuto di carbonio prodotto finora su scala molto ridotta dal gas naturale, utilizzando il processo di pirolisi che produce carbonio solido come sottoprodotto.
Idrogeno rosa
È generato attraverso l’elettrolisi alimentata dall’energia nucleare.
Idrogeno verde
Viene prodotto utilizzando energia rinnovabile per alimentare gli impianti di elettrolisi, che scindono l’acqua in idrogeno. Attualmente la sua produzione è pari allo 0,1%. A oggi è l’unica tipologia di idrogeno sul mercato che rispetta i limiti di emissioni imposte dalla Direttiva Europea RED II del 2021.
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