In Europa, la transizione verso un sistema energetico decarbonizzato è in corso. Tutti i 28 Stati membri dell'UE hanno firmato e ratificato l'accordo di Parigi nell’ambito della 21° Conferenza delle Parti (COP21) al fine di mantenere il riscaldamento globale “ben al di sotto dei 2 gradi Celsius rispetto ai livelli preindustriali e proseguire gli sforzi per limitarlo a 1,5°C”. Pertanto, i soggetti firmatari coinvolti in questo processo hanno il dovere di valutare tutte le opzioni disponibili per limitare le emissioni di CO2 legate all'energia. A tal fine, in particolare nell’Unione europea, sarà necessario promuovere l’utilizzo dell’idrogeno su larga scala. Senza di esso, ogni obiettivo di decarbonizzazione potrebbe risultare irraggiungibile.
L'idrogeno è un vettore energetico, un combustibile e una materia prima che, se prodotta in modo adeguato, può ridurre le emissioni di gas serra, rafforzare l’indipendenza energetica e mitigare le problematiche legate alla variabilità e intermittenza delle fonti rinnovabili. Si tratta infatti di un'opzione pulita, sostenibile e flessibile per convertire e stoccare elettricità rinnovabile sotto forma di energia chimica consentendone un maggiore utilizzo nella mobilità, nel riscaldamento e nelle applicazioni industriali. In quanto "forma gassosa di elettricità" è dunque considerato come un fattore abilitante per l’integrazione settoriale.
L’idrogeno e le miscele di idrogeno-metano possono essere utilizzati come alternativa al gas naturale per il riscaldamento degli ambienti e dell’acqua, nonché per la cottura dei cibi. Possono inoltre essere distribuiti attraverso la rete del gas esistente, sfruttando così l'ampia disponibilità di infrastrutture disponibili. Poiché il riscaldamento rappresenta una delle principali componenti dei consumi energetici e presenta le maggiori variazioni stagionali (con una forte disparità tra l’alta domanda invernale, quando la generazione da fonti rinnovabili è bassa, e quella estiva caratterizzata invece da un elevato apporto di elettricità rinnovabile), si può fare ricorso alla tecnologia del Power-to-Gas (P2G), decarbonizzando le reti gas europee e immagazzinando le energie rinnovabili in eccesso prodotte in periodi caratterizzati da bassa domanda. Il P2G fornirebbe un contributo importante alla decarbonizzazione dei consumi per riscaldamento con ricadute positive in termini di riduzione della dipendenza europea dalle importazioni di gas naturale da paesi extra-UE. Nel breve termine, le infrastrutture gas riducono progressivamente le emissioni di carbonio attraverso la graduale immissione di biometano, di miscele a bassa concentrazione di idrogeno o di gas sintetico, tale da non richiedere alcuna modifica strutturale. Nel più lungo periodo, per traguardare la completa decarbonizzazione sarà necessario puntare su quote crescenti di idrogeno, metano sintetico e biometano con le necessarie standardizzazioni. E, al fine di massimizzare l'efficienza del sistema energetico, dovrebbe essere maggiormente sfruttata la cosiddetta cogenerazione, ossia la combinazione di calore ed elettricità (CHP).
Nel documento Hydrogen Roadmap Europe, pubblicato dalla Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking per identificare il futuro processo di affermazione di questa fonte energetica all’interno dell’UE, la miscelazione di idrogeno al gas metano nel campo del riscaldamento residenziale raggiungerà il 7% entro il 2030. Entro lo stesso orizzonte temporale si stima che 25 TWh di idrogeno possano essere miscelati nella rete gas, rappresentando circa l’1% della domanda di energia per il riscaldamento degli edifici commerciali e residenziali. Entro il 2050, l’idrogeno potrebbe fornire circa il 18% dell'energia richiesta dalle famiglie europee per il riscaldamento.
La miscelazione dell'idrogeno è stata avviata in Germania, in Francia – in particolare a Dunkerque dove si è raggiunta una miscelazione fino al 20% nel progetto dimostrativo GRHYD - e nel Regno Unito – a Keele con il progetto HyDeploy che già nel 2019 ha consentito una miscelazione dell'idrogeno fino al 20%. Sempre nel Regno Unito, il progetto H21 Leeds City Gate prevede addirittura di convertire Leeds in una città alimentata al 100% a idrogeno entro il 2028, con un primo studio di fattibilità sulla conversione della rete gas esistente in idrogeno al 100% che ha dato esito positivo. Si prevede che, dopo Leeds, una delle più grandi città del Regno Unito, la conversione si estenda gradualmente in tutto il paese. Sono stati anche avviati diversi progetti che utilizzano l'idrogeno prodotto dall'energia eolica che viene poi miscelato nella rete gas, ad esempio in Germania o in Danimarca. In questo caso, i fornitori propongono il "windgas" ai clienti finali ad un prezzo promozionale in modo da incentivare lo sviluppo della tecnologia power-to-gas. In parallelo, lo sviluppo del mercato dei cogeneratori è in corso. Attualmente, vi sono oltre 3.000 micro-cogeneratori (mCHPs) distribuiti su tutto il territorio europeo (vale la pena a tal proposito citare l’esempio del Giappone, dove ad oggi vi sono oltre 200.000 mCHPs installati in tutto il paese).
In Italia, il 1 aprile 2019 Snam ha avviato ufficialmente la sperimentazione dell’immissione di una miscela di idrogeno al 5% in volume e gas naturale nella rete di trasporto gas italiana. La sperimentazione, prima di questo genere in Europa, ha luogo a Contursi Terme, in provincia di Salerno, e prevede la fornitura di H2NG (una miscela di idrogeno e gas, appunto) a due aziende industriali della zona: un pastificio e un’azienda di imbottigliamento di acqua minerale. In considerazione delle soluzioni che l’idrogeno può offrire in chiave di decarbonizzazione, il futuro assetto del mercato del gas dovrebbe riconoscere il valore che questo vettore chimico può rivestire per la rete. Come per il settore elettrico, dove una maggiore integrazione con le fonti rinnovabili ha richiesto un adattamento della normativa, anche nel settore del gas l’idrogeno andrebbe considerato in qualsiasi ridefinizione del quadro regolatorio. Dovrebbe inoltre poter contare su condizioni paritetiche rispetto agli altri gas rinnovabili (si pensi ad esempio al sostegno finanziario per il biogas). Il supporto a questo vettore potrebbe infatti ricalcare il modello di cui ha beneficiato l'elettricità rinnovabile per qualche anno (come le feed-In-Tariff) dove il principio cardine deve essere quello di assegnare un valore all’idrogeno rinnovabile e a basse (o nulle) emissioni di carbonio.
La versione inglese di questo articolo è disponibile a questo link: Hydrogen is the key for a green European gas network
