50 sfumature di idrogeno
A cura di Francesco Chirico
Ma guardate l’idrogeno tacere nel mare
Guardate l’ossigeno al suo fianco dormire
Soltanto una legge che io riesco a capire
Ha potuto sposarli senza farli scoppiare
Un Chimico – Fabrizio De Andrè
L’idrogeno è il primo elemento della tavola periodica, il più leggero e il più abbondante dell’universo. Sappiamo bene dove trovarlo: ce ne sono due atomi in ogni molecola d’acqua. Lavoisier nel XVIII secolo lo ribattezzò “generatore d’acqua”, dal greco hýdor (acqua) e ghen (generare). Circa una ventina di anni prima, nel 1766 Cavendish lo chiamò invece “aria infiammabile”, perché la chimica vuole che l’acqua, che spesso usiamo per spegnere il fuoco, sia composta da due elementi altamente infiammabili.
Idrogeno grigio
Il fatto che bruciare idrogeno con ossigeno generi solo acqua, ha dato grandi speranze per un combustibile pulito. Tutto sembra girare intorno a idrogeno, ossigeno e acqua: niente combustibili fossili, niente emissioni di CO2 o altri gas serra.
Dal 1975 ad oggi, secondo la IEA (International Energy Agency), la domanda di idrogeno è triplicata. Quello che ancora manca, è il passaggio da idrogeno grigio a idrogeno blu o verde. Al momento la quasi totalità dell’idrogeno (98%) è prodotto tramite idrocarburi, e per questo viene classificato come grigio.
Su larga scala, il processo che si usa maggiormente è lo steam reforming, tramite la reazione di metano e acqua.
CH4 + H2O → CO + 3 H2 -191,7 kJ/mol
CO + H2O → CO2 + H2
Questo processo è usato nei settori industriali hard to abate, dove non basta mettere un paio di pannelli solari sul tetto per tenere accese le luci. Grossi impianti di produzione hanno bisogno di grandi quantità di energia, e l’idrogeno può essere la soluzione, a patto di produrlo in maniera sostenibile.
Al momento infatti, la produzione di idrogeno genera 830 milioni di tonnellate all’anno di CO2.
La via di mezzo: l’idrogeno blu
Una della soluzioni a questo problema è il cosiddetto idrogeno blu, ovvero quello prodotto a partire da combustibili fossili, ma con tecnologia di CCS (Carbon Capture and Storage).
Questa è una mezza soluzione, perché il CCS permette solo di ritardare l’emissione di CO2. Una volta catturata l’anidride carbonica emessa dai processi industriali, questa viene stoccata in depositi considerati sicuri per centinaia di anni. E dopo? Negli anni questi depositi, solitamente vecchi giacimenti petroliferi, fanno lentamente fuoriuscire il gas. Altre volte il rilascio avviene in maniera repentina a causa di movimenti sismici.
Il CCS permette, come tante volte succede in campo ambientale, di spostare il problema sulle generazioni future. Questa volta però, si può trovare un senso in questa pratica: adesso abbiamo problemi di emissioni di CO2 e non siamo ancora in grado di eliminarle, mentre tra qualche centinaio di anni ci saranno le tecnologie per farlo. Usare il CCS può essere il modo di mettere in pausa qualche tonnellata di gas serra, nella speranza che intanto si trovino soluzioni migliori.
L’importante è conoscere le problematiche, per non cadere nella tentazione di inquinare come sempre, forti del fatto che la CO2 emessa verrà poi catturata. Quella che per la gente comune può essere una tentazione dettata dalla non conoscenza delle problematiche, per le compagnie petrolifere può essere un ottimo modo di continuare il proprio business facendo anche la figura di quelli che fanno del bene al nostro pianeta. Non a caso, ENI ed Enel sono su fronti opposti: mentre Enel pensa al futuro, ENI spinge verso l’idrogeno blu.
La sfida dell’idrogeno verde
Il vero idrogeno verde, quello completamente rinnovabile, viene prodotto tramite elettrolisi. Il processo appare molto semplice, si tratta di scindere la molecola dell’acqua con una corrente elettrica a basso voltaggio che la attraversa.
2H2O → 2H2 + O2
Il problema di rendere questo processo veramente pulito, è la provenienza dell’energia elettrica utilizzata nel processo. È qui che Enel entra in gioco sperimentando la produzione su larga scala di idrogeno completamente tramite fonti rinnovabili.
In questo processo non ci sarebbero emissioni di gas serra, a patto di fare le cose per bene nello smaltimento di tutti i componenti del processo produttivo.
Ad oggi, produrre idrogeno in questo modo richiede grandi quantità di energia. Secondo il report del 2019 a cura dell’IEA “The Future of Hydrogen”, per soddisfare il fabbisogno di idrogeno attuale, servirebbe l’energia che consuma l’UE in un anno, pari a circa (3.600 TWh-anno).
Perché allora darsi tanto da fare per la produzione di idrogeno da rinnovabili, invece che usare direttamente le rinnovabili? L’idrogeno servirà ad abbattere le emissioni dei grandi impianti industriali, come gli impianti siderurgici e chimici. La produzione di idrogeno verde diventerà economicamente sostenibile nel 2030, ed Enel si è posta come obiettivo di rendere carbon-free la maggior parte di questi impianti entro il 2050.
