L’idrogeno verde è considerato una scelta importante nella transizione energetica, soprattutto come combustibile e vettore energetico per il trasporto pesante e l’industria. Tuttavia, la produzione di idrogeno verde su larga scala richiede una gestione sostenibile delle risorse idriche, per evitare conflitti con l’agricoltura per l’accesso all’acqua.
Uno studio condotto dalla Chalmers University of Technology, in Svezia, ha sviluppato una serie di scenari riguardo l’approvvigionamento idrico locale che gettano luce sulle problematiche legate al futuro utilizzo dell’idrogeno in Europa.
Evitare carenze idriche locali
Per ridurre notevolmente le emissioni di anidride carbonica, l’idrogeno deve essere prodotto tramite elettrolisi, un processo che scompone l’acqua in idrogeno e ossigeno utilizzando energia elettrica rinnovabile. Lo studio della Chalmers dimostra che la pianificazione dei luoghi di produzione dell’idrogeno e l’uso di nuove soluzioni tecnologiche sono fondamentali per evitare che la produzione su larga scala di idrogeno verde provochi carenze idriche locali in alcune parti d’Europa.
Nello studio “Resource requirements and consequences of large-scale hydrogen use in Europe”, pubblicato su Nature Sustainability, i ricercatori hanno potuto esplorare diversi scenari relativi all’impatto che la produzione di idrogeno in Europa potrebbe avere sulle risorse idriche, sui prezzi dell’elettricità e sull’uso del suolo nel 2050.
«L’acqua è una risorsa che spesso viene data per scontata nella transizione energetica. Il nostro studio è unico perché abbiamo collegato la prospettiva locale a quella europea. Possiamo dimostrare che, anche se la produzione di idrogeno non richiede molta acqua in totale rispetto, ad esempio, all’agricoltura, gli effetti locali possono essere significativi. Questo perché è meglio produrre idrogeno in prossimità dell’industria e dell’accesso all’elettricità rinnovabile, il che generalmente significa aree in cui le risorse idriche sono già sotto pressione. La conclusione non è che la produzione di idrogeno debba essere evitata, ma che dobbiamo comprendere le diverse prospettive e cooperare a molti livelli diversi – tra agenzie governative, industria e comunità locali – per pianificare gli effetti locali della transizione» afferma Joel Löfving, dottorando presso la Divisione Trasporti, Energia e Ambiente della Chalmers.
Mappa di un rischio simulato di stress idrico nel 2050 in cui l’idrogeno viene utilizzato nei trasporti e nell’industria.
Il rischio di base (indipendentemente dall’uso dell’idrogeno) è rappresentato dal colore di sfondo in ciascuna area.
Le aree tratteggiate mostrano un consumo idrico superiore alle risorse disponibili a causa della produzione di idrogeno.
I punti blu indicano le aree in cui il rischio di stress idrico aumenta di oltre il 50% nella simulazione. © Chalmers University of Technology / Joel Löfving
I casi di Sörmland e Roslagen
Per esempio, in Svezia, si prevede che l’approvvigionamento idrico nelle regioni di Sörmland e Roslagen sarà messo a dura prova dalla produzione di idrogeno nel 2050.
«Nel Sörmland sono già presenti un’acciaieria e una raffineria. Se dovessero passare all’idrogeno e utilizzare le fonti idriche locali per produrlo, ciò potrebbe aggravare la carenza idrica prevista. Anche nella regione di Roslagen, a nord-est di Stoccolma, possiamo vedere che potrebbe essere difficile reperire acqua locale per la produzione di idrogeno verde» afferma Löfving.
Lo studio ha analizzato oltre 700 sottobacini idrici locali in Europa e in diverse località sono stati individuati modelli simili a quelli osservati in Svezia.
L’area mediterranea
Nell’Europa meridionale e centrale, dove le condizioni favorevoli alla produzione di energia elettrica da fonti solari ed eoliche rendono particolarmente interessante la produzione di idrogeno verde, si stima che entro il 2050 l’accesso all’acqua sarà molto limitato, poiché le risorse idriche locali sono già sotto pressione e vulnerabili ai cambiamenti climatici.
L’aumento del prezzo dell’elettricità
Oltre al consumo idrico, i ricercatori hanno studiato come un’economia dell’idrogeno su larga scala potrebbe influire sui prezzi dell’elettricità in Europa.
I risultati mostrano che la domanda di elettricità aumenta in modo significativo in linea con la quantità di idrogeno prodotta, poiché occorre molta elettricità per sostituire l’energia dei combustibili fossili. L’impatto sui prezzi medi dell’elettricità in Europa settentrionale, regioni con un buon accesso alle fonti di energia rinnovabile, è previsto relativamente modesto.
Nell’Europa meridionale, dove alcune regioni dipendono in misura maggiore dall’elettricità prodotta dal gas o dall’energia nucleare, si sono registrati aumenti di prezzo più consistenti.
Cos’è l’idrogeno verde
L’idrogeno verde viene prodotto mediante elettrolisi quando l’acqua viene scissa in idrogeno e ossigeno utilizzando l’elettricità. L’elettricità utilizzata deve provenire da fonti rinnovabili come l’energia solare, eolica o idroelettrica affinché l’idrogeno possa essere etichettato come “verde”.
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