La Comunità Europea si è posta l’obiettivo di ridurre progressivamente le emissioni di CO2, fino ad annullarle quasi del tutto entro il 2050. Questa politica ha importanti ripercussioni su tutti i settori industriali e si prevede che la diminuzione delle emissioni subirà un’accelerazione progressiva. Per raggiungere il target è però necessario fin da subito un cambiamento radicale e l’introduzione di nuove tecnologie.

Esistono già tecnologie in grado di cambiare lo scenario mondiale, azzerando quasi completamente le emissioni. Una tra le più promettenti si basa sull’uso dell’idrogeno, un vettore energetico in grado di immagazzinare e trasferire grandissime quantità di energia senza rilasciare CO2.

Per dare un’idea sulla potenzialità dell’idrogeno basti pensare che con le tecnologie attuali un kg d’idrogeno è in grado di alimentare un’autovettura per 120 km, riscaldare un appartamento medio per due giorni e produrre 9 kg di acciaio.

Al momento, tuttavia, la produzione di idrogeno avviene per circa il 99% attraverso fonti fossili: il cosiddetto idrogeno “grey”, che ha un costo di circa un euro al kg ma che ancora produce significative emissioni per l’ambiente, come nel caso dello steam reforming del metano.

Esistono già delle alternative alle fonti fossili per la produzione di idrogeno, come quella basata sull’utilizzo di elettrolizzatori che consente di produrre questo combustibile utilizzando energia elettrica generata da fonti rinnovabili senza alcun rilascio di CO2. Questi dispositivi, che già raggiungono “la taglia” dei Mega Watt, saranno presto disponibili come progetti da Giga Watt, con notevole abbattimento dei costi di produzione. 

Il prezzo attuale dell’idrogeno “green” ossia prodotto attraverso l’impiego di energia rinnovabile è di circa tredici euro al kg, oltre dieci volte più costoso dell’idrogeno “grey”. Il suo costo attualmente lo rende economicamente insostenibile; tuttavia in ragione di un miglioramento di efficienza delle tecniche di produzione di energia da fonti sostenibili si stima una significativa contrazione dei prezzi nei prossimi 10 anni, quando l’idrogeno “green” raggiungerà quello dell’idrogeno “grey”.

Quali gli impatti sulle emissioni di CO2?  

Secondo l’AIE quasi l’80% delle emissioni di CO2 è dovuto ai settori della produzione di energia e del riscaldamento, insieme ad industria e trasporti. In tutti questi comparti una sostituzione dei combustibili fossili con l’idrogeno determinerebbe un netto risparmio in termini emissivi. 

Nel settore industriale, per es. uno dei passi più importanti sarebbe quello di sostituire combustibili fossili con l’idrogeno in tutte le applicazioni in cui è prevista la combustione tramite bruciatori. Il RINA ha recentemente svolto nella sua stazione di combustione sperimentale delle prove funzionali con bruciatori industriali, utilizzando miscele di idrogeno e metano per valutare l’operatività delle infrastrutture attuali. Gli esiti sono incoraggianti.

Anche il settore dei trasporti potrà beneficiare di tecnologia ad idrogeno. In questo comparto la tecnologia che si sta affermando è quella delle Fuel Cell (celle a combustibile), inventata nel 1842 da William Robert Grove. Si tratta di dispositivi estremamente compatti in grado di utilizzare aria ed idrogeno per produrre elettricità, emettendo solo acqua. Grazie a questa tecnologia l’auto ad idrogeno è diventata realtà e alcune case automobilistiche come Toyota e Hyundai sono oggi già alla seconda generazione di autovetture.

Il vantaggio dell’idrogeno rispetto alle auto elettriche a batteria è la possibilità di garantire percorrenze lunghe (oggi si possono percorrere 600km) e tempi di rifornimento brevi (appena 4 minuti), prestandosi quindi per essere usate su mezzi come bus, autotreni e treni.

Da un punto di vista infrastrutturale, esistono già in Europa le stazioni di rifornimento per autovetture ad idrogeno. Per quanto riguarda l’Italia, in provincia di Trento esiste una stazione operativa con autovetture e bus circolanti ad idrogeno e vi è un progetto in corso di ampliamento per altre 5 stazioni di rifornimento idrogeno. Altri paesi sono molto più avanti in questo settore: in Germania ci sono già 82 stazioni di rifornimento, mentre il governo britannico ha preso una posizione molto ferma nel settore automotive annunciando che già dal 2035 non si potranno commercializzare autovetture con motori a combustione interna, aprendo la strada all’elettrico con batterie e idrogeno.

Stazioni di rifornimento a idrogeno in Europa

Fonte: H2station.org

Tuttavia, nonostante i molteplici vantaggi, l’applicazione pratica di queste brillanti tecnologie non è ancora realtà, e sul breve periodo non si attende una crescita delle vendite dei veicoli a idrogeno. Questo è ascrivibile principalmente alla mancanza di una filiera di distribuzione dell’idrogeno, di una gamma di mezzi a prezzi comparabili alle altre tecnologie e, soprattutto, alla disponibilità d’idrogeno verde. Inoltre, è necessario che le infrastrutture di distribuzione vengano estese e progettate in maniera efficiente, integrando le linee esistenti per renderle disponibili ai diversi mezzi di locomozione; in più dovrebbero essere definite norme e regolamenti applicativi al fine di rendere l’iter autorizzativo snello e certo. Infine, sul mercato dovrebbero arrivare altri produttori per rispondere alla richiesta commerciale, in modo da ottenere una riduzione dei prezzi degli automezzi pari ad almeno quattro volte il valore attuale.

Si tratta di ostacoli superabili nell’abito della transizione che sta avvenendo nel settore automotive: bisogna però puntare per il decollo della mobilità ad idrogeno sulla disponibilità di idrogeno “green” ad un prezzo economicamente sostenibile e quindi sullo sviluppo di elettrolizzatori di taglia adeguata (GW) e ad elevata efficienza.

Per raggiungere questo scopo, il quadro normativo d’indirizzo e i finanziamenti forniti da Unione Europea e dagli organi di governo sono fondamentali per superare le criticità e rendere applicabile questa filiera virtuosa.