Verso un futuro a impatto zero grazie all'idrogeno verde
Come comunità globale, dobbiamo agire con urgenza per affrontare i cambiamenti climatici e combattere gli effetti del riscaldamento globale.
Per evitare il peggioramento di tali effetti e mantenere un pianeta più vivibile, le emissioni di gas serra devono essere ridotte di quasi il 50% entro il 2030 e azzerarsi entro il 2050.
L'energia prodotta da fonti rinnovabili non offre la flessibilità necessaria per raggiungere questi risultati ma veicolata con il vettore energetico "pulito" dell'idrogeno verde potrà essere resa disponibilie ovunque, senza vincoli e a zero emissioni.
L'idrogeno come vettore energetico
Un'economia basata sull'idrogeno è un tipo di sistema economico virtuoso, auspicabile per il futuro, in cui il vettore energetico principale è l'idrogeno, prodotto utilizzando fonti diverse e immagazzinato sotto forma gassosa, liquida o in idruri metallici, da utilizzare poi sia in applicazioni in movimento che per fornire surplus energetico alla rete elettrica tradizionale.
Secondo la United Nations Economic Commission for Europe (UNECE), «Il passaggio a un’economia decarbonizzata basata sull’idrogeno che possa raggiungere la neutralità del carbonio entro il 2050, in linea con gli obiettivi dell’Accordo di Parigi, richiede un’espansione rapida ed estesa della produzione di idrogeno rinnovabile e low-carbon."
L'UNECE ricorda inoltre che «L’idrogeno (H2) è una sostanza chimica sfusa oggi utilizzata principalmente nella raffinazione del petrolio e nella produzione di ammoniaca (per fertilizzanti) e metanolo. Se utilizzato come combustibile, non genera emissioni dirette di inquinanti o gas serra. Grazie al suo potenziale come materia prima, vettore energetico e mezzo di stoccaggio, l’idrogeno offre la prospettiva di decarbonizzare il settore energetico e ampi settori dell’economia, come i trasporti, l’industria, la produzione di energia e il riscaldamento pubblico. Apre interessanti prospettive anche in settori nei quali le emissioni sono difficili da abbattere, come le industrie ad alta intensità energetica o i trasporti a lungo raggio, dove l’elettrificazione è solo parzialmente possibile».
Nel 2020 l’Unione Europea ha reso pubblico un programma per investire nell’idrogeno che punta a fornire 1 milione di tonnellate di idrogeno rinnovabile entro il 2024 e 10 milioni di tonnellate entro il 2030; per raggiungere questi ambiziosi obiettivi e concretizzare un'economia dell'idrogeno, si dovranno adottare diversi, fondamentali, approcci:
- Promuovere le tecnologie dell’idrogeno pulito
- Costruire sull’infrastruttura del gas esistente
- Accelerare la distribuzione degli elettrolizzatori
- Aumentare i progetti sull’idrogeno entro il 2030
- Promuovere progetti di comune interesse regionale
Perchè l’idrogeno?
-
Può immagazzinare energia per lunghi periodi.
-
Può trasportare energia su lunghe distanze.
-
Può sostituire direttamente i combustibili fossili come combustibile alternativo.
-
Può garantire una combustione pulita in cui l'unico sottoprodotto è l'acqua.
Ma l'idrogeno cos'è?
L’Idrogeno è l’elemento più abbondante nell’universo ma non si trova mai solo in natura: unito al carbonio nei combustibili fossili è stato alla base dello sviluppo economico come fonte di energia non rinnovabile, unito all’ossigeno nell’acqua sarà la chiave della prossima rivoluzione energetica!
L'idrogeno non è:
- un tipo di energia
- una energia rinnovabile
- uno storage energetico, non esisteno "batterie a idrogeno"
- sempre "emission free"
L'idrogeno é:
- il più piccolo elemento in natura, numero atomico 1
- un vettore energetico
- un combustibile
- un gas
- prodotto per dissociazione di altrce molecole
- già largamente prodotto sul mercato
- l'elemento chimico che si lega di più
Quali sono le fonti energetiche per la produzione di H2?
L'idrogeno puro non è presente in natura, se non legato ad altri elementi come l'acqua.
Ma come si produce l'idrogeno? La maggior parte dell'idrogeno può essere estratto, con costi contenuti, da altre sostanze con procedure chimiche ed elettrolitiche, oppure può essere prodotto da altri combustibili utilizzando sostanze ad elevato contenuto energetico come i combustibili fossili.
Ma questi metodi, oltre ad esaurire risorse non rinnovabili, generano CO2.
Come produrre idrogeno senza generare CO2 ?
Le principali fonti di produzione dell'idrogeno si differenziano per la quantità di CO2 generata durante il processo, dal più inquinate carbone bituminoso alla più innocua elettrolisi dell’acqua passando per il carbone di lignite, l'energia nucleare e la pirolisi del metano.
L'elettrolisi dell’acqua, alimentata da energia proveniente da fonti rinnovabili, costituisce quindi il vero percorso virtuoso, a impatto zero non generando CO2.
L'elettrolisi dell'acqua per produrre idrogeno
L'elettrolisi dell'acqua è un processo elettrolitico ben noto da tempo, nel quale il passaggio di corrente elettrica causa la scomposizione dell'acqua in ossigeno ed idrogeno gassoso.
Un elettrolizzatore non è un semplice dispositivo con due elettrodi in un serbatoio pieno d’acqua, ma è un sistema complesso con vari sottosistemi e componenti.
Una massiccia produzione industriale e la realizzazione di impianti sempre più grandi in grado di sfruttarne l’effetto scala è fondamentale per ridurre i costi del capitale di investimento e migliorare affidabilità, efficienza e flessibilità, specie quando si tratta di tecnologie alimentate da fonti rinnovabili come eolico e fotovoltaico.
La vivacità e la forza della filiera italiana dell’idrogeno, sempre più capace di fornire tecnologie e sistemi innovativi lungo tutta la catena del valore, è rappresentata dal'associazione H2IT Italia con lo scopo di promuovere il progresso tecnologico e lo sviluppo del mercato italiano relativo alla produzione, lo stoccaggio e l'uso dell'idrogeno.
Aliaxis Italia è partner della startup BluEnergy Revolution che prensenterà ad Hannover Messe, l'impianto pre-serie MOSE (Modular Smart Electrolyzer) su cui sono installate le soluzioni termoplastiche a marchio FIP.
Idrogeno verde, la vera risorsa a impatto zero
Le soluzioni Aliaxis per gli impianti di produzione idrogeno verde
Le soluzioni Aliaxis sono costituite da tubi, raccordi, valvole e strumentazione adatti per una vasta gamma di applicazioni per impianti di produzione e trasporto dell'idrogeno verde.
I nostri sistemi di tubazioni possono facilmente superare alcune delle principali sfide associate ai tradizionali sistemi di tubazioni metalliche sia che si tratti del trasporto di acqua demineralizzata, della gestione dell'elettrolita contenente idrossido di potassio o di altri fluidi in gioco nell’impianto.
-
Trattamento acqua (Osmosi inversa-RO, Resine a scambio ionico-IX)
-
Preparazione e gestione dell’elettrolita a base di idrossido di potassio (KOH)
-
Elettrolisi dell’acqua (Soluzione alcalina, Membrane a Scambio Protonico - PEM)
-
Acqua di raffreddamento
-
Distribuzione
I prossimi appuntamenti
