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L'idrogeno: situazione e prospettive globali e per l'Italia
Alessandro Clerici - La Termotecnica
L'articolo descrive ed analizza i vari aspetti del ricorso all'idrogeno come vettore della transizione ecologica sotto il profilo dei consumi, tipologie di produzione, colori, trasporto, impieghi, costi, prospettive future sul piano mondiale e nazionale
INTRODUZIONE
Riconosciuto dal chimico e fisico inglese Henry Cavendish nel 1766 come una sostanza elementare e chiamato in seguito dal chimico e biologo economista francese Antoine Laurent de Lavoisier idrogeno (generatore di acqua, quando brucia), l'idrogeno è a pressione e temperatura ambientali un gas incolore ed inodore e fortemente infiammabile.
È il primo elemento chimico H con una struttura atomica di 1 elettrone ed 1 protone e la sua molecola H2 è la più piccola in natura.
Costituita da 2 atomi si "intrufola" nelle fessure ed interspazi dei materiali in cui l'idrogeno viene a contatto (vedi tubazioni) con la possibilità di creare per alcuni di essi infragilimenti e fratture.
Risulta l'elemento più presente nella nostra galassia ma, salvo eventuali eclatanti risultati di ultime esplorazioni in corso, non è praticamente disponibile sulla terra e viene prodotto consumando energia per estrarlo dalle sostanze che lo contengono, come acqua e composti organici.
Un forte utilizzo iniziale dell'idrogeno si è verificato nei dirigibili che hanno visto il primo mezzo in funzione nel 1852 in Francia per
muoversi e trasportare persone e cose nell'aria.
Ciò fino alla tragediain New Jersey del 1937 del dirigibile Zeppelin Hindenburg, vanto dell'industria nazista della Germania, realizzato in duralluminio, con 250 metri di lunghezza e 41 metri di diametro, che ha preso fuoco e sebbene abbia avuto un numero di morti non eccezionale (36), rispetto ad altri incidenti, ha avuto un notevole impatto mediatico e causato il non utilizzo dell'idrogeno nei dirigibili e forti dubbi per la sicurezza del suo uso.
Agli inizi degli anni 2000 l'economista e sociologo statunitense Jeremy Rifkin, ha iniziato una campagna di conferenze e presentazioni, ad alcune delle quali ho assistito personalmente, su un'economia basata sull'idrogeno e culminate con il suo libro "Economia all'idrogeno.
La creazione del Worldwide Energy Web e la redistribuzione del potere sulla terra", pubblicato anche in Italia da Mondadori.
All'atto pratico non si è visto negli anni successivi alcun rinascimento di diffuse applicazioni dell'idrogeno, che ha mantenuto i suoi utilizzi nel settore classico delle raffinerie e nel chimico, per produrre ammoniaca e metanolo, e nel settore missilistico.
A partire intorno al 2015 si è iniziato ad intravvedere un possibile terzo ciclo di una forte penetrazione dell'idrogeno prodotto senza emissioni di CO2, nell'ambito di una transizione energetica che ha come obiettivo di ridurre a zero le emissioni climalteranti legate, fondamentalmente, alle emissioni di CO2 dall'utilizzo di combustibili fossili, sempre più demonizzati.
Un idrogeno " verde ", prodotto da energie rinnovabili, che bruciando produce acqua, ed i suoi molteplici, possibili utilizzi (edifici, mobilità, industria), che lo rendono, quindi,affascinante per contribuire alla transizione energetica.
L'economia dell'idrogeno di cui si parla da decenni si trova ora in una situazione differente rispetto al passato, dato il forte sviluppo e il crollo dei costi del kWh prodotto da eolico e fotovoltaico.
Le FER, specie non programmabili, impiegate nello sviluppo di H2 si possono vedere in 2 ruoli:
- parte "attiva" nel P2G (Power to Gas) come "fornitrici di energia" per produrre il gas H2 verde da utilizzare nei vari settori o come materia prima per produrre ammoniaca, metanolo e carburanti sintetici per i vari utilizzi;
- parte "interessata" in un G2P (Gas to Power da H2 ad elettricità) per stoccaggi, anche di lunga durata, e servizi ausiliari per una miglior integrazione delle FER stesse nel sistema elettrico per compensare la loro variabilità e non programmabilità.
Si è parlato in questi anni appena passati e si parla sempre più specie di idrogeno verde dall'Australia al Cile, passando per Cina, Medio Oriente, Africa, Europa e Nord America e in particolare con proposte di mega impianti di elettrolisi alimentati da FER, grandi sviluppi e riduzione dei costi di elettrolizzatori, grandi infrastrutture di trasporto terrestre e marittimo.
A luglio 2020 la Comunità Europea è uscita con il documento "A Hydrogen strategy for a climate-neutral Europe", con H2 quale elemento chiave per emissioni zero al 2050, seguito fino ai giorni nostri da altri documenti e direttive per il suo sviluppo.
Ma anche con certe limitazioni: le rinnovabili per produrre idrogeno devono essere aggiuntive a quelle definite dagli obiettivi del Green Deal per il 2030 con 55% di consumi finali da FER e l'utilizzo di FER in impianti di elettrolisi ha limiti rispetto all'area di produzione di FER e alla contemporaneità tra produzione e consumi. In pratica 3 principi: addizionalità, correlazione temporale e geografica.
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Riconosciuto dal chimico e fisico inglese Henry Cavendish nel 1766 come una sostanza elementare e chiamato in seguito dal chimico e biologo economista francese Antoine Laurent de Lavoisier idrogeno (generatore di acqua, quando brucia), l'idrogeno è a pressione e temperatura ambientali un gas incolore ed inodore e fortemente infiammabile.
È il primo elemento chimico H con una struttura atomica di 1 elettrone ed 1 protone e la sua molecola H2 è la più piccola in natura.
Costituita da 2 atomi si "intrufola" nelle fessure ed interspazi dei materiali in cui l'idrogeno viene a contatto (vedi tubazioni) con la possibilità di creare per alcuni di essi infragilimenti e fratture.
Risulta l'elemento più presente nella nostra galassia ma, salvo eventuali eclatanti risultati di ultime esplorazioni in corso, non è praticamente disponibile sulla terra e viene prodotto consumando energia per estrarlo dalle sostanze che lo contengono, come acqua e composti organici.
Un forte utilizzo iniziale dell'idrogeno si è verificato nei dirigibili che hanno visto il primo mezzo in funzione nel 1852 in Francia per
muoversi e trasportare persone e cose nell'aria.
Ciò fino alla tragediain New Jersey del 1937 del dirigibile Zeppelin Hindenburg, vanto dell'industria nazista della Germania, realizzato in duralluminio, con 250 metri di lunghezza e 41 metri di diametro, che ha preso fuoco e sebbene abbia avuto un numero di morti non eccezionale (36), rispetto ad altri incidenti, ha avuto un notevole impatto mediatico e causato il non utilizzo dell'idrogeno nei dirigibili e forti dubbi per la sicurezza del suo uso.
Agli inizi degli anni 2000 l'economista e sociologo statunitense Jeremy Rifkin, ha iniziato una campagna di conferenze e presentazioni, ad alcune delle quali ho assistito personalmente, su un'economia basata sull'idrogeno e culminate con il suo libro "Economia all'idrogeno.
La creazione del Worldwide Energy Web e la redistribuzione del potere sulla terra", pubblicato anche in Italia da Mondadori.
All'atto pratico non si è visto negli anni successivi alcun rinascimento di diffuse applicazioni dell'idrogeno, che ha mantenuto i suoi utilizzi nel settore classico delle raffinerie e nel chimico, per produrre ammoniaca e metanolo, e nel settore missilistico.
A partire intorno al 2015 si è iniziato ad intravvedere un possibile terzo ciclo di una forte penetrazione dell'idrogeno prodotto senza emissioni di CO2, nell'ambito di una transizione energetica che ha come obiettivo di ridurre a zero le emissioni climalteranti legate, fondamentalmente, alle emissioni di CO2 dall'utilizzo di combustibili fossili, sempre più demonizzati.
Un idrogeno " verde ", prodotto da energie rinnovabili, che bruciando produce acqua, ed i suoi molteplici, possibili utilizzi (edifici, mobilità, industria), che lo rendono, quindi,affascinante per contribuire alla transizione energetica.
L'economia dell'idrogeno di cui si parla da decenni si trova ora in una situazione differente rispetto al passato, dato il forte sviluppo e il crollo dei costi del kWh prodotto da eolico e fotovoltaico.
Le FER, specie non programmabili, impiegate nello sviluppo di H2 si possono vedere in 2 ruoli:
- parte "attiva" nel P2G (Power to Gas) come "fornitrici di energia" per produrre il gas H2 verde da utilizzare nei vari settori o come materia prima per produrre ammoniaca, metanolo e carburanti sintetici per i vari utilizzi;
- parte "interessata" in un G2P (Gas to Power da H2 ad elettricità) per stoccaggi, anche di lunga durata, e servizi ausiliari per una miglior integrazione delle FER stesse nel sistema elettrico per compensare la loro variabilità e non programmabilità.
Si è parlato in questi anni appena passati e si parla sempre più specie di idrogeno verde dall'Australia al Cile, passando per Cina, Medio Oriente, Africa, Europa e Nord America e in particolare con proposte di mega impianti di elettrolisi alimentati da FER, grandi sviluppi e riduzione dei costi di elettrolizzatori, grandi infrastrutture di trasporto terrestre e marittimo.
A luglio 2020 la Comunità Europea è uscita con il documento "A Hydrogen strategy for a climate-neutral Europe", con H2 quale elemento chiave per emissioni zero al 2050, seguito fino ai giorni nostri da altri documenti e direttive per il suo sviluppo.
Ma anche con certe limitazioni: le rinnovabili per produrre idrogeno devono essere aggiuntive a quelle definite dagli obiettivi del Green Deal per il 2030 con 55% di consumi finali da FER e l'utilizzo di FER in impianti di elettrolisi ha limiti rispetto all'area di produzione di FER e alla contemporaneità tra produzione e consumi. In pratica 3 principi: addizionalità, correlazione temporale e geografica.
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Fonte: La Termotecnica luglio - agosto 2024
Parole chiave: Idrogeno
