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Secondo BloombergNef gli impianti quadruplicheranno, la Cina tira la volata. NextChem propone tre tipologie di idrogeno: blu, verde e circolare.

L'idrogeno può coprire fino al 12% dei consumi energetici finali nel mondo al 2050: sarà un elemento chiave della transizione energetica nel settore industriale e dei trasporti pesanti. È quanto prevede Irena, l'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili, nel rapporto “Geopolitics of the Energy Transformation: The Hydrogen Factor”. Aggiungendo che l’economia dell’idrogeno potrà rimodellare il posizionamento degli Stati facendo emergere nuovi esportatori e importatori e arrivando a commerciare oltre confine più del 30% del vettore prodotto. Anche perché ad oggi 30 Paesi e regioni hanno già pianificato una strategia commerciale dedicata all’H2. Più ottimistiche sono le previsioni pubblicate a novembre 2021 dall’Hydrogen Council: entro il 2050 la domanda di idrogeno rinnovabile o a basse emissioni potrebbe raggiungere circa 660 milioni di tonnellate, costituendo il 22% della domanda energetica finale a livello globale.

Un mercato più democratico e inclusivo

“L’idrogeno sta chiaramente cavalcando la rivoluzione delle energie rinnovabili”, è il commento di Francesco La Camera, direttore generale di Irena. “Ma non si tratta del nuovo petrolio. E la transizione non è una semplice sostituzioni di carburanti. È il passaggio a un nuovo sistema con cambiamenti repentini a livello politico, tecnico, ambientale ed economico. L’idrogeno verde, quello derivante dall’uso di fonti rinnovabili, porterà nuovi partecipanti al mercato, diversificherà rotte e forniture e sposterà l’energia da pochi a molti. Con la cooperazione internazionale, il mercato dell’idrogeno potrebbe essere più trasparente, democratico e inclusivo, offrendo opportunità sia ai paesi sviluppati che a quelli in via di sviluppo”.

Secondo Irena, la diversificazione dei produttori dovrebbe scongiurare il rischio di un commercio in mano a un cartello. Lo studio presenta una valutazione della composizione degli scambi di materie prime energetiche al 2050: il petrolio colerà a picco e sarà raggiunto dall'idrogeno, in forte riduzione anche il gas naturale, mentre acquisteranno importanza l'elettricità, il metanolo, l'ammoniaca e, soprattutto, le bioenergie. L'idrogeno, sottolinea Irena, potrebbe rappresentare una strada interessante per i Paesi esportatori di combustibili fossili per diversificare le economie e sviluppare nuove esportazioni. Inoltre sostenere la crescita delle rinnovabili e dell'idrogeno verde nei Paesi in via di sviluppo, oltre a essere fondamentale per decarbonizzare il sistema energetico, può contribuire a una maggiore equità e stabilità globali. Il rapporto individua le aree del mondo con maggiori risorse rinnovabili, che si candidano quindi a essere centri di produzione ed esportazione di idrogeno verde, con Africa e Medio Oriente in cima alla lista.

La Cina tira la volata

Addirittura più ottimista è BloombergNef secondo cui la carta vincente di questo vettore energetico è l'elevato potenziale di impiego che può avere soprattutto nei settori più difficili da decarbonizzare come le industrie pesanti, il settore chimico e quello dei trasporti. Tanto che nell'ambito delle rinnovabili, l'idrogeno potrà raggiungere il 20-25% del mix energetico globale entro il 2050. Intanto già nel corso del 2022 BloombergNef, prevede un’evoluzione positiva della value chain globale dell’idrogeno. Su quali elementi si basa questa analisi?

Entro dicembre le vendite di elettrolizzatori (gli impianti che permettono di rompere le molecole dell’acqua separando l’idrogeno dall’ossigeno) quadruplicheranno, con la Cina che peserà per il 62-66% della domanda globale. A differenza degli Stati Uniti dove saranno poche le iniziative che partiranno concretamente nel giro dei prossimi 12 mesi. In Europa il supporto pubblico darà vita a un boom del mercato europeo dell’idrogeno. I progetti già annunciati partiranno quest’anno, quando saranno elargiti i primi sussidi nazionali del Next Generation Eu. Inoltre sfruttando il grande interesse dimostrato dagli investitori nei confronti dell’idrogeno, almeno 4 aziende hanno in programma di quotarsi in Borsa nel 2022.

La crescita domanda da cinque settori

Se nel 2021 il numero di Paesi che si sono dotati di una strategia nazionale per l’idrogeno è raddoppiato da 13 a 26, nel 2022 altri 22 Paesi approveranno provvedimenti di analogo tenore, e alcuni di essi – segnatamente quelli di Usa, Brasile, India e Cina – potrebbero avere un impatto dirompente, modificando i futuri equilibri del mercato dell’H2.

Proprio perché nel lungo periodo ci si attende un incremento della CO2, nel 2022 il fattore che più sarà in grado di sostenere un incremento della domanda di H2 sarà legato ai target di riduzione delle emissioni di istituzioni pubbliche e aziende private. E sarà l’industria pesante a generare la maggior parte della nuova domanda di idrogeno pulito. In particolare 5 comparti merceologici: acciaio, ammoniaca, metanolo, chimica e raffinazione.

Secondo BloombergNef l’idrogeno blu (quello ottenuto utilizzando metano con cattura e sequestro della CO2) avrà bisogno di crescente sostegno pubblico per sopravvivere perché grazie al rapido calo del costo degli elettrolizzatori, entro il 2030 produrre idrogeno verde costerà meno. Infine la quota di mercato degli elettrolizzatori alcalini crescerà rispetto alle tecnologie alternative perché si tratta di una tecnologia più economica e più adatta agli impianti di larga scala, che inizieranno ad essere costruiti proprio nel corso di quest’anno.

La strategia europea

Dopo la pubblicazione nel 2020 della strategia per l'idrogeno da parte della Commissione europea, la produzione sostenibile di H2 è diventata una priorità di investimento all'interno del piano Next Generation Europe. Di conseguenza, l'Italia ha inserito nel Pnrr (Piano nazionale di ripresa e resilienza) uno stanziamento di 3,2 miliardi di euro per la ricerca, la sperimentazione, la produzione e l'uso di H2.

Insomma all'idrogeno viene attribuito un ruolo centrale nei piani nazionali per una transizione ecologica e sono stati fissati obiettivi ambiziosi per lo sviluppo e l'applicazione di questo vettore energetico entro il 2030. Lo studio “Piano d'azione per l'idrogeno” redatto da Confindustria con il contributo scientifico di Enea avverte però che l’idrogeno verde ha ottime potenzialità di diventare uno strumento chiave per decarbonizzare le filiere ‘hard to abate’ italiane, ma il suo costo è ancora lontano dal valore target che renderebbe questa opzione competitiva dal punto di vista economico.

Convertire i consumi termici delle industrie energivore (carta, siderurgia, chimica, ceramica, cemento e vetro) con l'introduzione di miscele al 20% di idrogeno e 80% di gas naturale, consentirebbe di coprire circa il 34% dell'obiettivo fissato per il 2030 dalle linee guida per la Strategia per l'idrogeno emanate dal Mise a fine 2020 (adesso Mite), valore che salirebbe al 45% aggiungendo la raffinazione. I singoli settori potrebbero beneficiare di un costo evitato relativo alle mancate emissioni di CO2 dai 2 ai 41 milioni di euro (calcolando un prezzo della CO2 a 60 euro per tonnellata).

E le aziende come si stanno muovendo? Nel dicembre 2020 Maire Tecnimont, attraverso la controllata NextChem, ed Enel Green Power, attraverso la controllata nordamericana Enel Green Power North America, hanno firmato un protocollo d’intesa per la produzione di idrogeno verde tramite elettrolisi negli Stati Uniti. Il progetto, che dovrebbe diventare operativo nel 2023, utilizzerà l’energia rinnovabile generata da uno degli impianti solari di Enel Green Power North America per produrre l’idrogeno verde che verrà fornito a una bioraffineria. Nel maggio 2021 NextChem e Mytilineos hanno poi raggiunto un secondo accordo per lo sviluppo di un impianto di produzione di idrogeno verde in Italia.

Per fare fronte alle sfide globali legate alla decarbonizzazione dell’industria tramite l’utilizzo dell’idrogeno, NextChem ha sviluppato le tecnologie per la produzione di tre differenti tipologie di idrogeno low carbon e da fonte rinnovabile che consentono un’importante riduzione delle emissioni.

L’ElectricBlue Hydrogen

La prima di queste tecnologie è l’ElectricBlue Hydrogen: è basata su un know-how tradizionale ma prevede un’iniezione di elettricità green che modifica il processo e serve ad alimentare il reforming del metano. Questo, assieme alla cattura dell’anidride carbonica, è l’elemento innovativo. Diventa così possibile raggiungere una serie di obiettivi: zero emissioni di ossidi di azoto, ossidi di zolfo, monossido di carbonio e particolato; meno 45% di emissioni di CO2; riduzione dello spreco energetico; produzione con la stessa quantità di materia prima di volumi di idrogeno quattro volte maggiori rispetto a quelli di un elettrolizzatore.

Poi c’è l’idrogeno verde, il più sostenibile, quello da elettrolisi realizzata usando energia rinnovabile. Il punto critico è l’aspetto economico perché i costi dell’elettricità da fonti rinnovabili e dell’elettrizzatore stanno decrescendo, ma restano ancora alti rispetto all’idrogeno grigio ottenuto dal metano. Per far viaggiare questa tecnologia è dunque importante arrivare a un’economia di scala basata su una produzione industriale significativa, su sinergie settoriali e su una buona flessibilità del sistema energetico.

Infine c’è l’idrogeno circolare. Questo idrogeno viene prodotto da syngas, cioè dal gas ottenuto dalla conversione chimica del carbonio e dell’idrogeno contenuti nella frazione secca di alcune tipologie di rifiuto (rifiuti solidi urbani, materiali plastici non riciclabili, materiali di scarto di operazioni di riciclo). Qui c’è un vantaggio aggiuntivo perché si gioca su due fronti: energia e rifiuti. Cioè c’è un beneficio derivante dal trattamento di rifiuti non riciclabili, quelli che oggi vengono mandati all’incenerimento o smaltiti in discarica. Questo elemento rende i costi di produzione competitivi rispetto all’idrogeno tradizionale grazie ai compensi ottenuti perché si utilizzano rifiuti come materia prima.

Inoltre la sinergia tra i due settori - gestione dei rifiuti e industria chimica - consente di ottenere una riduzione complessiva dell'impatto ambientale elevata. E sottolinea gli aspetti legati all’economia circolare suggerendo la collocazione degli impianti nei siti industriali energy-intensive, come le raffinerie, per contribuire al processo di decarbonizzazione, o vicino agli impianti di smistamento dei rifiuti, per risparmiare costi ed emissioni legati ai trasporti.

Goffredo Galeazzi