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Idrogeno verde: definizione delle politiche per l’approvvigionamento e utilizzi pratici

L'idrogeno verde è una soluzione praticabile per ridurre le emissioni di gas serra e abbandonare i combustibili fossili per i settori "difficili da abbattere". La filiera dell'idrogeno non è ancora completamente sviluppata. Diverse barriere, come gli alti costi e la mancanza di infrastrutture dedicate, stanno ancora ostacolando il pieno contributo dell'idrogeno alla transizione energetica.

In merito, l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), ha recentemente pubblicato il report “Hydrogen Supply: A Guide to Policy Making”, con il quale mira a fornire una base per comprendere queste sfide e le soluzioni disponibili.

Ogni anno circa 120 milioni di tonnellate (Mt) di idrogeno sono prodotte a livello globale, principalmente da gas fossile e carbone (idrogeno grigio). L'idrogeno utilizzato per la raffinazione del petrolio greggio e per la sintesi di ammoniaca e metanolo rappresenta quasi il 75% del consumo di idrogeno a livello globale. Alcuni paesi hanno già introdotto una strategia per l'idrogeno e attuato politiche iniziali per sostenere il settore, mentre sono in fase di elaborazione nuove politiche mirate. Tuttavia, affinché il settore possa passare dalla piccola scala al mainstream, saranno necessarie politiche e misure più diffuse.

Attualmente la catena di approvvigionamento di idrogeno verde è ancora in fase di sviluppo, e l'impiego di idrogeno verde è limitato. Una rapida crescita è pertanto necessaria affinché l'industria raggiunga le dimensioni necessarie per dare un contributo significativo verso la transizione energetica.

Il costo di produzione dell'idrogeno verde dipende dal costo di investimento degli elettrolizzatori, il loro fattore di capacità, che è una misura di quanto l'elettrolizzatore è effettivamente utilizzato, e il costo o il prezzo dell'energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili, a seconda che sia prodotta interamente in loco o acquistata dalla rete o mediante accordi di acquisto di energia elettrica (KDT).

I progetti per l'idrogeno verde sono anch'essi ad alta intensità di capitale, il che rende il finanziamento un fattore importante. Nel 2020 il costo d'investimento di un elettrolizzatore alcalino era di circa 750-800 USD per chilowatt (kW), con un'elevata sensibilità alla capacità (inferiore a 1 MW di capacità, il costo d'investimento potrebbe raddoppiare). In condizioni ottimali di energia elettrica rinnovabile a basso costo, l'idrogeno verde può raggiungere la competitività in termini di costi con l'idrogeno a base fossile.

Per la produzione di idrogeno verde sono disponibili diverse tecnologie di elettrolisi: alcaline, PEM, SOEC e AEM; il mercato è tuttavia dominato dalle tecnologie alcaline e PEM. L'efficienza tipica dell'elettrolisi è di circa il 66%: ciò significa che per produrre 1 megawatt ora (Mwh) di idrogeno (o 30 kg), sono necessari circa 1,5 Mwh di elettricità.  La tecnologia PEM può fornire idrogeno pressurizzato con un'elevata purezza, con minore degradazione della pila in condizioni di funzionamento dinamico.

In relazione agli obiettivi fissati nel settore per i prossimi decenni, le emissioni globali di gas a effetto serra devono essere rapidamente ridotte per evitare impatti del cambiamento climatico. Una decarbonizzazione così profonda delle economie mondiali è tecnicamente fattibile ed economicamente accessibile. La maggior parte delle riduzioni delle emissioni deriverebbe da tre azioni chiave: energie rinnovabili, efficienza energetica ed elettrificazione diretta. Tuttavia, l'elettrificazione diretta è difficile, se non impossibile, in alcuni settori, come l'industria siderurgica e altri processi industriali, l'aviazione a lungo raggio e la navigazione marittima. Questi settori difficili da abbattere richiederanno un'altra forma di energia a zero emissioni di carbonio, la più promettente delle quali è l'idrogeno verde.


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Fonti: IRENA

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