L’idrogeno verde come possibile soluzione per superare le sfide ambientali ed energetiche

L’aumento medio globale di 1,1°C della temperatura rispetto a un secolo fa, i mutamenti climatici ormai evidenti e la complessa situazione geopolitica creatasi in Europa negli ultimi mesi, spingono i governi - con ancor maggior urgenza rispetto al passato - a trovare soluzioni alternative per mitigare l’impatto delle diverse fonti energetiche sull’ambiente e per diversificare l’approvvigionamento di energia elettrica e gas. In attesa di un cambio definitivo e di una piena decarbonizzazione, una soluzione di Transizione prevede l’utilizzo di quote sempre maggiori di energia da fonti rinnovabili all’interno del mix energetico delle nazioni, come ha stabilito l’Unione europea con la politica di Green Deal.

Guardando all’Italia, e considerando il dato della potenza elettrica installata si assiste ad un pareggio tra i sistemi alimentati a fonti rinnovabili e quelli a fonti fossili. Mentre prendendo in esame il dato relativo alla sola energia elettrica utilizzata, si ha che il 51% di essa deriva da fonti fossili, il 36% da rinnovabili mentre il restante 13% viene importato. Numeri, questi ultimi, che il nostro Paese è tenuto a riequilibrare, in vista degli obiettivi posti dalle istituzioni comunitarie, ovvero il raggiungimento della neutralità climatica entro il 2050. Tra le tappe intermedie di questo percorso si collocano i provvedimenti del pacchetto “Fit for 55” che impone la riduzione, entro il 2030, di almeno il 55% - rispetto ai livelli del 1990 - delle emissioni climalteranti.

Ma, considerata la situazione e gli obiettivi da raggiungere, a che punto siamo? Ad oggi, in Italia, tra le Fonti Energetiche Rinnovabili (FER) che più contribuiscono alla produzione di energia elettrica vi sono l’idroelettrico (41%) seguito dal solare (21%), l’eolico e le bioenergie (entrambe pari al 17%) e in misura decisamente minore il geotermico (5%) (Fonti Rinnovabili in Italia e in Europa 2020- GSE). Tuttavia, poiché la disponibilità delle principali FER non è costante e continuativa ma soggetta a ritmi naturali, alla produzione è necessario affiancare sistemi di accumulo che rendano disponibile l’energia in modo differito rispetto al momento in cui è stata prodotta. Sistemi che, oggi purtroppo, ancora non garantiscono stoccaggi di durata sufficiente. Tra le possibili soluzioni vi è quella dell’utilizzo dell’idrogeno, un gas che raramente in natura si presenta allo stato libero, e che dunque viene estratto attraverso processi che richiedono l’utilizzo di energia. A seconda del tipo di energia impiegata per l’estrazione e dell’impatto che il processo ha sull’ambiente, l’idrogeno viene identificato con un colore: nero, grigio, blu, viola e verde.

L’idrogeno verde, come è facile immaginare, è quello estratto con l’impiego di energia elettrica proveniente da FER e quindi dal minor impatto ambientale. Esso è prodotto attraverso l'elettrolisi dell'acqua e nel processo le emissioni di gas climalteranti risultano nulle o quasi nulle. 

Vi è poi la possibilità di produrre idrogeno da bioenergie, ad esempio attraverso lo steam reforming del biogas/biometano (invece del gas naturale) o la conversione biochimica della biomassa. In questo caso, le emissioni di gas a effetto serra nel ciclo di vita della produzione sono prossime allo zero.

L’idrogeno così prodotto diviene un vettore energetico che può essere stoccato o distribuito in rete, ed utilizzato per alimentare le attività di settori energy intensive come acciaierie, raffinerie, cementifici e industria chimica. Ma che troverebbe anche applicazione nell’ambito dei trasporti, specie quelli su gomma (pesanti), rotaia, nave o aereo e per il raffreddamento e riscaldamento degli edifici.

Alla luce di ciò, tuttavia, appare evidente che per produrre idrogeno verde occorre aumentare la quota di impianti per la produzione di energie rinnovabili. Cosa che l’Italia è tenuta comunque a fare per rispettare gli impegni europei già citati. Guardando al 2021, i progetti e gli investimenti per i nuovi impianti hanno segnato una ripresa dopo l’arresto dell’anno precedente dovuto agli effetti della pandemia da Covid-19: +72% di operazioni, 14,9 GW di potenza pari ad un +37% per un valore di 13,5 miliardi (+48%), con il fotovoltaico preferito rispetto all’eolico. Tuttavia, un’ampia maggioranza dei progetti non ha ancora superato gli iter autorizzativi: su 264 progetti eolici e fotovoltaici utility scale censiti, 188 sono stati bloccati. Mentre, guardando ai GW solo 1,4 hanno ottenuto i permessi, contro gli 8,2 GW in attesa di riscontro (Irex Annual Report 2022).
Se da un lato l’Europa spinge sulle rinnovabili, dall’altro in Italia le lungaggini autorizzative ne bloccano lo sviluppo. Per superare questo problema il Governo italiano ha attivato alcuni strumenti, come il Decreto energia (D.L. n. 17/2022) che contiene alcune semplificazioni per la realizzazione di impianti a fonti rinnovabili e il PNRR 2 (DL n. 36/2022), nel quale sono contenute anche disposizioni riguardanti l’idrogeno verde.

“Un’occasione senza precedenti” l’ha definita I’International Energy Agency (IEA), invitando a sfruttare questo momento per puntare sulla ricerca di soluzioni tecnologiche in grado di ridurre sensibilmente i costi, principale ostacolo a un concreto e largo utilizzo dell'idrogeno. Se lungo il percorso vi sono diverse criticità e barriere da superare che riguardano aspetti tecnologici, economici e infrastrutturali, l’importanza dei soggetti coinvolti e l’entità degli investimenti previsti fanno ritenere che la strada sia tracciata.