Le curve dell'idrogeno ci ingannano: i numeri non tornano

Da anni si pensa che, aumentando la produzione degli elettrolizzatori, produrre idrogeno verde diventerà sempre più economico. Ma i dati reali raccontano una storia un po' diversa. Uno studio europeo, che ha analizzato 165 progetti realizzati o previsti tra il 2005 e il 2031, stima che i costi degli elettrolizzatori scendano del 23,3% ogni volta che raddoppia la capacità installata. Dietro questo numero, però, c'è un problema importante che potrebbe portare a fare previsioni troppo ottimistiche sui costi delle flotte e delle infrastrutture a idrogeno.

Il motivo è nel modo in cui viene calcolato questo "raddoppio". Si considera infatti quanta potenza di elettrolizzatori viene installata complessivamente nel mondo, ma non quanti stack, cioè i moduli che producono materialmente l'idrogeno, vengono costruiti e venduti dalle fabbriche. Un impianto da 100 MW, per esempio, non richiede necessariamente cento volte più componenti di uno da 1 MW.

Gran parte del vantaggio deriva dall'aumento delle dimensioni degli impianti, non dalla produzione in serie di un numero molto maggiore di stack. In altre parole, installare impianti sempre più grandi non significa automaticamente che le fabbriche stiano imparando a produrre ogni singolo componente in modo più efficiente.

Le curve di apprendimento contano i doppioni sbagliati

Quando i ricercatori hanno normalizzato i costi di progetto per isolare l'effetto scala dall'effettiva ripetizione manifatturiera, i tassi di riduzione sono crollati: dal 23,3% al 13,3% per l'insieme dei progetti, dal 32,1% al 17,6% per la tecnologia PEM (a membrana a scambio protonico), dal 22,9% al 7,3% per l'elettrolisi alcalina. Quasi la metà del progresso apparente non è esperienza vera.

Nelle versioni della documentazione del modello ReEDS basate sugli input statistici statunitensi fino al 2022, i costi degli elettrolizzatori scendono in alcune tabelle di scenario da circa 1.750 dollari per kW nel 2020 a circa 550 dollari per kW nel 2035. Si tratta però di una singola traiettoria di assunzioni modellistiche storicizzate, affiancata da insiemi alternativi di ipotesi di costo nelle release successive, e non di un riferimento centrale ancora valido nel 2026.

Confronto visivo tra il calo dei costi apparente e l'effettivo tasso d'apprendimento manifatturiero nella produzione di elettrolizzatori PEM e alcalini.

Foto di: Motor1 Italia visual (AI-assisted)

Analisi citate da Delphidata segnalano che la Commissione europea ipotizza nei propri documenti circa 600 euro per kW installato come obiettivo di lungo periodo, mentre la piattaforma tecnologica ceca HYTEP riporta per il 2024 un prezzo effettivo attorno ai 3.000 euro per kW. Il divario riflette la composizione reale del costo: lo stack (il cuore elettrochimico che scompone l'acqua) pesa solo il 15-20% del capitale totale installato, il 25-30% riguarda elettronica di potenza e compressori, e oltre metà del costo è ingegneria, approvvigionamento e costruzione dell'impianto.

Una tecnologia da studiare per chi segue anche i sistemi di accumulo, come lo storage criogenico per l'energia in eccesso, mostra logiche di costo simili: la componente industriale conta più della sola scala installata.

Perché contare i gigawatt installati falsa le previsioni sui costi

Il costo dell'elettricità resta la voce variabile dominante nella produzione di idrogeno, e nessun miglioramento nella progettazione degli stack può cancellarlo. Studi recenti su casi italiani mostrano costi livellati dell'idrogeno verde che, a seconda del prezzo dell'energia e della configurazione impiantistica, spaziano da scenari molto ottimizzati prossimi a 3-5 euro al chilo fino a valori medi che superano spesso 6-8 euro al chilo.

Documenti strategici nazionali collocano l'idrogeno verde per l'Italia in un intervallo indicativo di 6-13 euro al chilo nell'orizzonte attuale, con una discesa verso livelli intorno a 4 euro al chilo solo più avanti nel decennio, mentre analisi di dettaglio su singoli progetti segnalano casi anche più costosi quando l'elettricità pesa oltre il 60-70% della spesa di produzione.

Rappresentazione di un impianto di produzione di idrogeno verde alimentato da fonti eoliche e solari, evidenziando l'impatto diretto del costo dell'energia elettrica sulla filiera produttiva.

Foto di: Motor1 Italia visual (AI-assisted)

Le rilevazioni pubbliche più recenti in Europa indicano costi di produzione non sovvenzionati dell'idrogeno a basse emissioni nell'ordine di alcuni dollari al chilo, con forte variabilità fra aree e configurazioni di impianto. Nel 2024 il report "Electrolyzer Price Survey" di BloombergNEF, una società di analisi sui mercati energetici, ha rilevato che il costo in capitale dei sistemi di elettrolisi è aumentato di una mediana del 57% rispetto al 2022, con sistemi completi in Cina intorno a 600 dollari per kW e valori in Europa e Stati Uniti fino a 2.500 dollari per kW, in controtendenza rispetto alle roadmap pre-2023.

Per il trasporto pesante le conseguenze sono dirette: gli studi europei sulla competitività dei camion a idrogeno stimano prezzi al punto di rifornimento ancora nell'ordine di diversi euro al chilo nel 2030, con riduzioni lente verso metà secolo. Numeri lontani dagli scenari aggressivi che alcune aste pubbliche, incluso il meccanismo italiano da 400 milioni di euro l'anno gestito dal MASE, il Ministero dell'Ambiente e della Sicurezza Energetica, presuppongono per giustificare i contratti per differenza fino al 2029.

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