L’idrogeno ci salverà?

La pervasività con la quale da qualche mese a questa parte si leggono su tutta la stampa lirici peana che inneggiano all’idrogeno come “strada verso la decarbonizzazione” dovrebbe far inarcare qualcosa di più di un sopracciglio.

L’idrogeno costituisce il 74% dell’Universo, dunque esiste davvero in quantità inesauribile, ma sul pianeta Terra da milioni di anni si è combinato con l’ossigeno nella reazione chimica più probabile esistente in Natura, formando acqua: per poterlo utilizzare in una cella a combustibile bisogna prima riportarlo allo stato molecolare.

Naturalmente – ci spiegano gli alfieri del più semplice tra gli elementi chimici – non stiamo parlando dell’idrogeno marrone cioè prodotto tramite idrolizzazione del metano o, peggio, del carbone; è questo il processo energeticamente meno costoso (con cui si produce circa il 95% dell’idrogeno utilizzato sul nostro pianeta) ma ha il difetto di inquinare, dato che produce proprio la CO2 che stiamo cercando di eliminare!

Quando questa CO2 viene catturata e sequestrata si parla infatti di idrogeno blu; il CCS è un processo ancora in via di perfezionamento e, per ora, ancora piuttosto costoso.

Infine abbiamo l’idrogeno verde, quello che cioè si ottiene per elettrolisi dell’acqua impiegando energia elettrica 100% rinnovabile.

Quale che sia il colore, l’attrattiva dell’idrogeno è che può essere compresso e trasportato abbastanza facilmente, rendendolo attraente per quelle applicazioni ove, allo stato attuale, le batterie dovrebbero essere talmente grandi da impattare la capacità di carico o le soste per la ricarica così frequenti da impattare i tempi di transito.

Nel caso dell’idrogeno blu, poi, non dobbiamo dimenticare che – pur ammettendo che la CO2 venga completamente catturata – il processo della cella a combustibile brucia altrettanto ossigeno e produce altrettanto vapore acqueo (il più potente dei gas climalteranti) del motore a scoppio.

Inoltre l’idrogeno in generale ha una serie di problemi derivanti proprio dalla estrema piccolezza della molecola di H2 che sia nel trasporto via conduttura che nello stoccaggio in cilindri sotto pressione presenta perdite non trascurabili.

Per confrontare la economicità delle diverse fonti di energia, si è sviluppata una metrica chiamata EROI (talvolta EROEI: Energy Return On Energy Invested) (*) che in sostanza indica quanti joules (o kWh) di energia ricaveremo investendo un joule (o kWh) in una certa tecnologia, ed il risultato è impietoso:

Di particolare interesse in questa infografica è il differenziale drammatico che si è creato tra il petrolio degli anni ’50 e quello odierno, ove i costi di estrazione stratosferici di fracking e sabbie bituminose ha spinto l’EROI al di sotto dei valori di alcune fonti rinnovabili come il vento. Da ricordare inoltre che questi valori sono riferiti alla sola generazione, senza cioè il “costo energetico” di forme accumulo, che penalizzano solo le fonti rinnovabili come idro, vento e fotovoltaico.

Naturalmente da questo calcolo sono esclusi gli impatti ambientali il cui contenimento giustifica da un punto di vista strategico il passaggio da fonti più performanti come le fossili a fonti meno performanti come le rinnovabili.

Comunque la si valuti però, il bilancio energetico dell’idrogeno è pesantemente passivo e la sua applicazione può essere presa in considerazione limitatamente a quelle applicazioni ove una elettrificazione pone problemi insormontabili e solo fintanto che la tecnologia delle batterie non sarà stata in grado di superarli.


NOTA (*) la discussione sui meriti e demeriti della metrica EROI è piuttosto accesa: per una discussione approfondita si può consultare “Methods and Critiques for EROI Applied to Modern Fuels” in “Energy Return on Investment” (Charles Hall, Springer, 2016)


4 risposte a "L’idrogeno ci salverà?"

  1. Ottimo post come sempre. Però spiace un po’, in tempi come questi, vedere ridimensionate le prospettive dell’idrogeno, che pareva avere un grande potenziale. Sarebbe quindi interessante un tuo commento anche sull’annuncio recente di Airbus, che si è impegnata a far volare aerei alimentati a idrogeno entro il 2035 e a promuovere la creazione di un ecosistema dell’idrogeno che coinvolga tutti gli attori del trasporto aereo. Sono fuori strada anche loro?

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    1. CIao Paolo,
      l’argomento è davvero vasto e ho lasciato fuori un sacco di cose, anche perché su alcune mi sentivo proprio impreparato. Sono convinto che vi sia un potenziale per BlueH2, che IMHO è in corsa per aerei, navi e camion a patto che, mentre l’industria delle batterie pedala per aumentare densità volumetrica e gravimetrica e verso vettori ionici meno costosi (industrialmente ed ambientalmente) del litio, BH2 riesca ad indirizzare i costi del CCS, le perdite di stoccaggio e i volumi delle Fuel Cells. Alla fine io non credo ci sarà UNA soluzione che risponde a TUTTI i bisogni. E’ comunque una bella corsa

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  2. Per ottenere 1 kg di idrogeno da elettrolisi servono 62 kWh di energia.
    Con 1 kg di idrogeno un’auto percorre circa 100 km.
    La stessa quantità di energia in una batteria consente di percorrere 300-400 km.
    Il confronto quindi è impietoso.

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