Transizione energetica o transizione ecologica? Spesso le due espressioni si sovrappongono, vengono usate come sinonimi, ma in realtà una è la conseguenza dell'altra. Per raggiungere l'obiettivo di decarbonizzazione delle attività produttive, quelle legate alle abitazioni e a tutto ciò che riguarda i trasporti e la mobilità, bisognerebbe infatti prevedere una transizione energetica, che riduca l'utilizzo di fonti fossili come il petrolio, il gas naturale e il carbone a favore delle fonti rinnovabili (soprattutto fotovoltaico ed eolico).
Questo però non basterebbe a risolvere il problema dell'impatto dell'uomo sull'ambiente senza una transizione ecologica, e cioè senza un cambiamento delle abitudini, senza una riduzione dei consumi e in generale senza il miglioramento nell'efficienza delle attività umane.
Ecco perché non è pensabile che una sola tecnologia prevalga sulle altre, bisognerà valutare vantaggi e svantaggi nei vari contesti, nelle applicazioni specifiche.
In questo articolo vi parlo di idrogeno, dopo aver partecipato a un evento organizzato da Federchimica Assogastecnici per fare il punto sulle aziende italiane coinvolte nell'economia dell'idrogeno, tenendo conto anche dei piani europei di decarbonizzazione.
Investimenti, indipendenza energetica, filiera dell'idrogeno
Uno dei temi principali legati all'idrogeno è quello economico, quello della filiera di imprese che operano nel settore, specialmente in un periodo in cui si sta discutendo molto del PNRR (Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza), e cioè di come utilizzare i fondi ed evitare ritardi nella realizzazione dei progetti.
In parallelo ci sono poi valutazioni strategiche sull'indipendenza energetica dell'Italia, per evitare di ritrovarsi ancora in situazioni come quella che abbiamo vissuto con la riduzione degli approvvigionamenti di gas naturale proveniente dalla Russia. Infine, bisogna ragionare su come produrre, accumulare, distribuire e utilizzare l'idrogeno, non solo nel settore dei trasporti e della mobilità.
Sono stati questi gli argomenti di discussione dell'evento Hydrogen Experience organizzato da Federchimica Assogastecnici, che si occupa - oltre che di idrogeno - anche di ossigeno, azoto, argon e miscele.
Il powertrain a idrogeno della BMW iX5 Hydrogen
La strategia del governo italiano
Il Ministro dell’Economia e delle Finanze, Giancarlo Giorgetti, è intervenuto con una nota per riassumere come potrà svilupparsi la filiera italiana dell'idrogeno.
E cioè attraverso una politica integrata che parta dagli investimenti fatti negli ultimi 3 anni in Italia - anche grazie al PNRR- nel settore della ricerca (con gli IPCEI), nella costruzione di elettrolizzatori e nella produzione di energia attraverso le cosiddette Hydrogen Valleys (in assonanza con la Motor Valley in Emilia Romagna) e tramite la realizzazione di contratti di sviluppo per il consumo di idrogeno da parte degli utilizzatori finali e per la decarbonizzazione dei processi produttivi.
L'associazione italiana dell'idrogeno
Alberto Dossi, dell'Associazione italiana dell'idrogeno H2IT, ha ricordato come in Italia le competenze sull'idrogeno siano radicate. Si lavora già da anni, infatti, sulla produzione di idrogeno e sulla produzione di energia, sull'industria che usa l'idrogeno e anche sugli utilizzatori finali, una parte dei quali è quella legata alla mobilità.
Per quel che riguarda la produzione, in particolare, ci si concentra sulla realizzazione di elettrolizzatori e di stazioni di rifornimento, mentre stanno aumentando - sempre a livello ingegneristico - le attività di consulenza, certificazione e gli studi di fattibilità e di collaborazione con chi gestisce le cosiddette utilities, per quel che riguarda le rinnovabili e le reti.
La nostra mappa sulle stazioni di rifornimento di idrogeno attualmente in costruzione in Italia
Idrogeno verde, bisogna renderlo più conveniente
L'idrogeno verde, che viene prodotto con elettrolizzatori alimentati da energie rinnovabili e usando acqua dolce, è quello più sostenibile come impatto ambientale, ma non a livello economico: all'evento di Federchimica Assogastecnici si è parlato quindi anche di questa esigenza di ridurre il costo finale dell'idrogeno verde.
Questo anche attraverso il supporto di incentivi che abbassino i costi operativi dell'industria, in attesa che l'aumento della domanda di idrogeno stimoli gli investimenti per migliorare le tecnologie legate all'offerta, rendendo strutturale l'abbassamento dei prezzi.
Quanto costano le energie rinnovabili
Massimiliano Antonini di Hysytech ha ricordato come sia importante scegliere il tipo di energia che alimenta un vettore energetico come l'idrogeno, tenendo a mente anche a quale costo. Del resto, al momento in Italia il mix energetico è composto da rinnovabili per circa il 30%, una quota che ancora non basta per produrre idrogeno con gli elettrolizzatori con un impatto favorevole. Bisogna migliorare la percentuale di rinnovabili dedicando a questo aspetto anche il 90% degli investimenti, prima di pensare al restante 10%, destinato a sviluppare le tecnologie dell'idrogeno.
In attesa di avere un eccesso nella produzione di energia elettrica rinnovabile che possa essere destinato agli elettrolizzatori, per avere quantità significative nella produzione di idrogeno verde (anche una potenza installata di 40-50 GW non è sufficiente) bisogna sviluppare soluzioni come lo steam reforming partendo dal biogas, dal biometano, per arrivare anche a un bilancio negativo di CO2.
Quanti elettrolizzatori servono
Secondo Paolo Carrera di H2 Energy, azienda produttrice di elettrolizzatori, bisogna lavorare per limitare il costo delle energie rinnovabili, che ad oggi pesa per il 70% sulla produzione dell'idrogeno verde, anche tenendo conto che in futuro potrebbe migliorare l'efficienza degli elettrolizzatori, che attualmente si attesta intorno al 60%.
Al momento ci sono 160 MW di elettrolizzatori installati in Europa, ma la potenza a cui puntare è di 60-80 GW, quindi è fondamentale scalare, cioè produrre impianti con tagli nell'ordine dei MW anziché dei kW, ricordando però che attualmente un modulo da 5 MW - ad esempio - è fattibile solo come costruzione prototipale, non ancora come una produzione industriale consolidata.
Quanto idrogeno produrre, quanto idrogeno importare
Andrà poi gestita una rilocalizzazione della produzione di elettrolizzatori dall'Asia all'Europa, così come bisognerà valutare anche l'importazione di idrogeno. Andrea Bombardi dell'osservatorio industriale EVP RINA ricorda infatti che in Europa l'obiettivo è quello di produrre 10 milioni di tonnellate di idrogeno e di importare altre 10 milioni di tonnellate.
L'Italia, in particolare, è un'area più antropizzata della media europea, dunque con meno possibilità di produrre ed esportare idrogeno. Non è quindi solo una questione di costi, ma anche di quantità, pensando alle necessità di realtà come quella delle acciaierie, dell'industria del vetro e del cemento, dove serve quantità e continuità. E pensando anche alle necessità di accumulo dell'idrogeno.
I camion a idrogeno
Dall'altro lato della filiera c'è l'utilizzo dell'idrogeno. Alberto Ruffino di Iveco ha sottolineato come la sfida tecnologica del nuovo carburante non riguarda solo i veicoli industriali o commerciali, ma anche l'infrastruttura per alimentarli che deve crescere in contemporanea.
Bisogna quindi prevedere la collaborazione con chi deve creare questo ecosistema (perché il costo di una rete dell'idrogeno va spalmata su tutta la filiera) e con il legislatore, conciliando le previsioni di un'azienda come Iveco di poter decarbonizzare i veicoli entro il 2040 con le progressive scadenze europee, più restrittive, che prevedono restrizioni già a partire dal 2025.
Furgoni e logistica a idrogeno
Hannes Baumgartner di FERCAM si occupa di logistica, un settore che sta già valutando un mix di tecnologie alternative ai combustibili fossili. Prevedendo anche dei retrofit per convertire all'idrogeno i motori a combustione interna dei veicoli già esistenti.
Passando da quello che ora sono solo prototipi a dei veicoli di serie e valutando, di volta in volta, quando l'idrogeno possa essere adatto ai vari percorsi in base all'autonomia e alla necessità di carico dei mezzi, oppure quando sarebbe preferibile scegliere il trasporto intermodale, in abbinamento ai treni.
L'idrogeno in autostrada
Questo discorso riguarda quindi anche le infrastrutture viarie, considerando che in Italia la conformazione geografica e le distanze coperte dal trasporto merci (inferiori ai 300 km nel 90% dei casi) fanno sì che il 70% dei viaggi avvenga su gomma.
Soprattutto sulle autostrade, rappresentate da Elisabetta Oliveri di Autostrade per l'Italia, che sta lavorando per supportare una mobilità più sostenibile con la realizzazione di 100 colonnine di ricarica rapida nelle aree di servizio (una ogni 50 km), mentre - nel frattempo - si sta ancora ragionando su come sviluppare l'infrastruttura dell'idrogeno.
Aerei e aeroporti a idrogeno
Elisabetta Oliveri è anche coinvolta nella riduzione dell'impatto ambientale per SAGAT - Aeroporto di Torino. L'aviazione, del resto, contribuisce per il 2.5% sulle emissioni globali di CO2, in un contesto dove ci sono anche vincoli più restrittivi di altri settori per quel che riguarda la sicurezza, che è molto normata, molto controllata.
I costruttori di aerei che i primi velivoli alimentati a idrogeno possano arrivare nel 2035, ragionando nel mentre su come segmentare a corto, medio e lungo raggio le tratte aeree per decidere che tipo di alimentazione scegliere (elettrico, idrogeno, combustibili sintetici).
In più, si ragiona sull'aeroporto in quanto struttura energivora, ad oggi alimentata da combustibili fossili ed energia elettrica. Portare l'idrogeno in aeroporto vorrebbe anche dire realizzare un HUB energetico, installando impianti fotovoltaici per generare energia elettrica e, con l’eccesso, alimentare elettrolizzatori per la produzione di idrogeno verde.
Le "valli dell'idrogeno"
Tornando alla creazione delle Hydrogen Valley che ho accennato in precedenza, all'evento organizzato da Federchimica Assogastecnici si è parlato anche di mezzi di trasporto pubblico.
Tra i costruttori di bus a idrogeno è intervenuta infatti Solaris, con oltre 200 veicoli pianificati in costruzione, e la SASA di Astrid Kofler, che gestisce gli autobus in Alto Adige e che sta pianificando la realizzazione di una valle dell'idrogeno, che non solo utilizzi questo vettore energetico, ma che lo produca anche.
Solaris Urbino 12 Electric
I treni a idrogeno
Un discorso simile vale per i treni, di cui ha parlato Michele Viale di Alstom, partendo dall'individuazione delle linee ferroviarie adatte ad essere convertire dal combustile fossile all'idrogeno: in Europa, infatti, il 40% delle linee non sono elettrificate - in Italia il 30% - e la conversione all'alimentazione a idrogeno può convenire fino a distanze di circa 100 km.
La Val Camonica, ad esempio, si candida ad essere la prima Hydrogen Valley italiana, con Brescia ed Edolo che dovrebbero ospitare impianti di produzione di idrogeno per far viaggiare anche dei mezzi di trasporto pubblici come il treno.
Gruppi elettrogeni e auto a idrogeno
L'idrogeno, inoltre, può alimentare anche gruppi elettrogeni in aree di cantiere o di eventi pubblici, festival e concerti, come gli impianti del progetto Everywh2ere che possono sostituire quelli a gasolio con moduli che generano fino a 100 kW.
Infine, all'evento Hydrogen Experience organizzato da Federchimica Assogastecnici era anche presente la Toyota Mirai, auto a idrogeno che - insieme alla Hyundai Nexo - è già in vendita da qualche anno, con circa 650 km di autonomia e un motore elettrico da 182 CV e 300 Nm, alimentato da una cella a combustibile e da una batteria da 1.2 kWh. Le stazioni di servizio in Italia, però, al momento sono solo due e si discute per costruire 36 nuovi punti di rifornimento di idrogeno in Italia con progetti finanziati dal PNRR.
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