Roma, 22/05/2024
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Come si produce l’idrogeno: la differenza tra “grigio”, “blu” e “verde”

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In un mondo che lo celebra come uno dei combustibili del futuro, l’idrogeno potrebbe non essere così sostenibile. Quali sono le differenze tra i metodi di produzione di idrogeno e qual è la più ecologica

L’idrogeno è conosciuto ormai da anni come uno dei combustibili più interessanti nel settore dei trasporti. È la sua alta densità energetica a renderlo più efficiente dei concorrenti: 1 kg di idrogeno equivale in energia a 2,8 kg di benzina e 2,1 kg di gas naturale. Proprio per questo motivo è ormai sotto la lente d’ingrandimento di tanti produttori e investitori, nell’ottica di un futuro in cui questa sostanza possa essere ampiamente utilizzata al posto dei combustibili fossili.

Al di là dell’aspetto energetico, però, l’idrogeno, per com’è oggi, non è una sostanza così sostenibile, e per questo motivo bisogna fare un po’ di chiarezza sulla sua produzione e sul perché c’è bisogno di puntare sull’idrogeno “verde”.

Cosa ha bloccato l’uso dell’idrogeno finora

Finora non si è puntato particolarmente sull’idrogeno per diverse ragioni. Prima tra tutte la ragione economica: la sua produzione è infatti particolarmente dispendiosa, e richiede notevoli quantità di energia. Nonostante si tratti di un elemento molto abbondante sulla Terra, infatti, si trova quasi sempre come parte di un altro composto, come nel caso dell’acqua (H2O) o del metano (CH4).

La seconda ragione è ambientale: anche se nel suo momento ultimo l’idrogeno è effettivamente a impatto zero, perché una volta inserito in un mezzo di trasporto rilascia soltanto vapore, porta con sé una “storia” spesso poco ecologica. Quasi tutto l’idrogeno prodotto oggi, infatti, è “grigio”, ovvero estratto a partire da combustibili fossili. Questo significa che il suo impatto ambientale complessivo è particolarmente forte.

Produzione dell’idrogeno: in cosa consiste e quanto è grigia

Ci sono diversi modi per produrre l’idrogeno, alcuni con minore impatto ambientale rispetto ad altri. Tra i più comuni, comunque, c’è la cosiddetta gassificazione, ossia l’estrazione dell’idrogeno a partire dal gas naturale. In sostanza, si fa reagire del gas naturale con vapore ad alta temperatura, così da creare ulteriore idrogeno.

Lo stesso può essere realizzato facendo reagire carbone o biomassa con vapore ad alte temperature e ossigeno all’interno di un gassificatore pressurizzato. La sintesi produce idrogeno e monossido di carbonio, che viene poi fatto reagire con altro vapore per separare l’idrogeno. Anche in questo caso si parla di un prodotto non sostenibile.

Altri progetti prevedono l’utilizzo di carburanti liquidi come l’etanolo oppure la conversione di biomasse in materia prima ricca di zuccheri da fermentare per produrre idrogeno.

Diversa la situazione per l’elettrolisi, che è quel processo per cui viene utilizzata corrente elettrica per separare l’acqua in ossigeno ed idrogeno. Se l’energia utilizzata è rinnovabile, si tratta di un processo completamente ecologico. Ci sono state diverse proposte per rendere le centrali eoliche in mare dei luoghi di produzione di idrogeno, grazie a delle particolari strutture capaci di produrre sia elettricità che idrogeno.

Un altro progetto prevede l’uso delle alte temperature di concentratori solari o reattori nucleari per creare reazioni chimiche di separazione dell’acqua. L’idrogeno può essere prodotto anche attraverso la separazione dell’acqua “fotobiologica”, ovvero usando alghe che consumano acqua in presenza di luce solare e producono idrogeno.

Differenza tra idrogeno blu e verde

A differenza di quanto alcuni pensano, c’è una sostanziale differenza tra ciò che viene definito idrogeno “blu” e “verde”: uno dei due, infatti, è l’unico davvero ecologico. Si parla di idrogeno blu quando si intende un prodotto che viene creato a partire da combustibili fossili, ma il cui sistema prevede lo stoccaggio della CO2 prodotta. Questo significa che l’idrogeno prodotto non prevederebbe delle emissioni dannose per il clima. Nonostante ciò, richiede l’utilizzo di fonti non rinnovabili.

L’idrogeno blu, quindi, seppur sia stato inserito anche all’interno dei progetti di transizione energetica dell’Unione europea, è soltanto una soluzione di passaggio. Non è, infatti, sostenibile per il pianeta sul lungo termine e sarebbe meglio evitarla quanto possibile.
Quando si parla di idrogeno verde, invece, si intende quel prodotto che ha emissioni di anidride carbonica estremamente basse, come ad esempio l’elettrolisi rinnovabile (che prevede, come già detto, l’utilizzo ad esempio di energia solare o eolica) e la gassificazione o pirolisi di biomassa. La differenza sostanziale, dunque, consiste nella totale decarbonizzazione dell’idrogeno verde, che è completamente sostenibile.

La questione trasporto, perché anche la distribuzione ha un impatto

Ma non c’è solo un problema di produzione. Anche la distribuzione dell’idrogeno, infatti, ha un impatto sia economico che ambientale, e contribuisce a renderlo più o meno ecologico e “blu”. Solitamente, le infrastrutture che producono idrogeno si trovano vicino alle imprese che ne hanno bisogno. Questo rende molto meno problematico il trasporto del prodotto, ma vuol dire che c’è ancora molto da fare per quanto riguarda la sua ampia distribuzione e, chiaramente, la creazione di stazioni di rifornimento funzionanti per i veicoli a idrogeno – che si tratti di auto, camion, treni, aerei o navi.

Ci sono al momento tre metodi principali in cui viene trasportato l’idrogeno. Il primo sono le condutture, la maniera meno costosa ma che presenta la necessità di creare dal nulla un’intera infrastruttura che possa collegare diverse parti di ciascuna regione geografica.

Poi ci sono i rimorchi che trasportano tubature ad alta pressione, che possono essere trasportati su gomma, rotaia e mare. È però un metodo abbastanza costoso, in genere utilizzato per distanze medie. Per quelle più lunghe, invece, solitamente si procede con la liquefazione dell’idrogeno, metodo altrettanto dispendioso ma più efficiente, anche se richiede che il ricevente utilizzi tutto il prodotto per evitare dispersioni.

Si aggiunge infine un metodo innovativo per spostare l’idrogeno, pensato di recente, quello via ammoniaca “verde”.

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