Idrogeno verde: un'alternativa che riduce le emissioni e si prende cura del nostro pianeta
La decarbonizzazione del pianeta è uno degli obiettivi che i paesi di tutto il mondo si sono posti per il 2050.
Per raggiungere questo obiettivo, decarbonizzare la produzione di un elemento come l’idrogeno, dando origine all’idrogeno verde, è una delle soluzioni chiave.
Che cos'è l'idrogeno verde
L’idrogeno verde si basa sulla generazione di idrogeno, un combustibile universale, leggero e altamente reattivo, attraverso un processo chimico noto come elettrolisi.
Questo metodo utilizza una corrente elettrica per separare l’idrogeno dall’ossigeno nell’acqua. Se questa energia elettrica sarà ottenuta da fonti rinnovabili, produrremo quindi energia senza emettere anidride carbonica nell’atmosfera.
Questo metodo per ottenere idrogeno verde risparmierebbe gli 830 milioni di tonnellate di CO2 che vengono emesse ogni anno quando questo gas viene prodotto utilizzando combustibili fossili.
Allo stesso modo, la sostituzione di tutto l’idrogeno grigio nel mondo richiederebbe 3.000 TWh/anno da nuove fonti rinnovabili, equivalenti all’attuale domanda dell’Europa.
Tuttavia, ci sono alcune domande sulla fattibilità dell’idrogeno verde a causa del suo alto costo di produzione.
Dubbi ragionevoli e leciti che potrebbero dissiparsi man mano che la decarbonizzazione della terra avanza e, di conseguenza, la generazione di energia rinnovabile diventa più economica.
L’utilizzo dell’idrogeno come energia pulita
L’idrogeno è l’elemento chimico più abbondante in natura.
La domanda globale di idrogeno per uso come combustibile è triplicata dal 1975 e ha raggiunto i 70 milioni di tonnellate all’anno nel 2018.
Inoltre, l’idrogeno verde è una fonte di energia pulita che emette solo vapore acqueo e non lascia residui nell’aria, a differenza del carbone e del petrolio.
L’idrogeno ha un rapporto di lunga data con l’industria.
Questo gas è stato utilizzato per alimentare automobili, dirigibili e astronavi fin dall’inizio del XIX secolo.
La decarbonizzazione dell’economia mondiale, un processo che non può essere rinviato, darà maggiore importanza all’idrogeno.
Inoltre, se i suoi costi di produzione diminuiranno del 50% entro il 2030, come previsto dal World Hydrogen Summit, ci ritroveremo senza dubbio di fronte a uno dei combustibili del futuro.
Sempre più aziende come Halton si sono mosse in tempo in favore della transizione energetica, ad esempio Halton ha pensato a diverse soluzioni nel settore.
Come si produce l'idrogeno verde?
Come anticipato poco più sopra, la produzione di idrogeno verde mediante elettrolisi da fonti rinnovabili comporta la scomposizione delle molecole d’acqua (H2O) in ossigeno (O2) e idrogeno (H2):
- L’acqua utilizzata nell’elettrolisi deve contenere sali e minerali per condurre l’elettricità.
- Due elettrodi vengono immersi nell’acqua e collegati a una fonte di alimentazione e viene applicata una corrente continua
- La dissociazione di idrogeno e ossigeno si verifica quando gli elettrodi attraggono ioni con una carica opposta a loro
- Durante l’elettrolisi, si verifica una reazione di ossidoriduzione dovuta all’effetto dell’elettricità.
Tipologie di idrogeno in base ai colori
La produzione di idrogeno richiede energia perché gli atomi di idrogeno non esistono da soli: sono quasi sempre attaccati a un altro atomo, spesso un altro elemento. Sulla terra, l’idrogeno è particolarmente abbondante sotto forma di acqua, o H2O.
La creazione di idrogeno puro richiede la rottura di quei legami molecolari.
Nel settore dell’energia, le persone si riferiscono all’idrogeno con una serie di colori come scorciatoia per come è stato creato.
L’idrogeno verde è quando l’energia utilizzata per alimentare l’elettrolisi proviene da fonti rinnovabili come il vento, l’acqua o il sole.
L'idrogeno blu
L’idrogeno blu è l’idrogeno prodotto dal gas naturale con un processo di steam metan reforming, dove il gas naturale viene miscelato con vapore molto caldo e un catalizzatore. Si verifica una reazione chimica che crea idrogeno e monossido di carbonio.
L’acqua viene aggiunta a quella miscela, trasformando il monossido di carbonio in anidride carbonica e più idrogeno.
Se le emissioni di anidride carbonica vengono quindi catturate e immagazzinate sotto terra, il processo è considerato a emissioni zero e l’idrogeno risultante viene chiamato “idrogeno blu”.
Ma c’è qualche controversia sull’idrogeno blu perché la produzione di gas naturale comporta inevitabilmente emissioni di metano dalle cosiddette perdite fuggitive, che sono perdite di metano dal processo di perforazione, estrazione e trasporto.
Il metano non dura nell’atmosfera quanto l’anidride carbonica, ma è molto più potente come gas serra. In 100 anni, una tonnellata di metano può essere considerata equivalente a 28-36 tonnellate di anidride carbonica.
L'idrogeno grigio
L’idrogeno grigio è prodotto dal reforming del gas naturale come l’idrogeno blu, ma senza alcuno sforzo per catturare i sottoprodotti dell’anidride carbonica.
L'idrogeno giallo
L’idrogeno giallo è l’idrogeno prodotto con l’elettrolisi dalla rete energetica. Le emissioni di carbonio variano notevolmente a seconda delle fonti che alimentano la rete.
L'idrogeno rosa
L’idrogeno rosa è idrogeno prodotto con elettrolisi alimentata da energia nucleare, che non produce alcuna emissione di anidride carbonica, sebbene l’energia nucleare crei scorie radioattive che devono essere conservate in sicurezza per migliaia di anni.
L'idrogeno turchese
L’idrogeno turchese è l’idrogeno prodotto dalla pirolisi del metano o dalla scissione del metano in idrogeno e carbonio solido con il calore nei reattori o negli altiforni.
L’idrogeno turchese è ancora nelle sue fasi nascenti di commercializzazione e il suo valore rispettoso del clima dipende dall’alimentazione della pirolisi con energia pulita e dall’immagazzinamento del carbonio fisico.
Suddividere le tipologie di idrogeno secondo il sistema dei colori è pratico ma un po’ semplicistico e deve essere aggiornato e reso più specifico.
Perché l'idrogeno è considerato il carburante del futuro?
L’idrogeno è un potenziale cambio di paradigma che può svolgere un ruolo importante insieme all’elettrificazione delle batterie e ai combustibili rinnovabili nella creazione delle società a zero emissioni di carbonio di domani.
L’idrogeno è un vettore energetico con qualità che possono aiutare a ridurre la somma netta delle emissioni di gas serra.
Il mercato globale dell’energia è diventato ancora più instabile e incerto, a questo si aggiungono le sfide causate dal cambiamento climatico.
Per soddisfare la domanda futura, le forniture energetiche sostenibili e convenienti sono un must, sollevando una domanda “è l’energia verde dell’idrogeno il futuro?”.
Di recente, l’idrogeno sta guidando il dibattito sulle transizioni energetiche pulite. È stato presente su scala industriale in tutto il mondo, offrendo molti usi ma soprattutto per alimentare le cose intorno a noi.
Negli Stati Uniti, l’idrogeno viene utilizzato dall’industria per la raffinazione del petrolio, il trattamento dei metalli, la produzione di fertilizzanti e la lavorazione degli alimenti.
Le raffinerie di petrolio lo usano per abbassare il contenuto di zolfo dei carburanti. La NASA utilizza anche l’idrogeno liquido dagli anni ’50 come carburante per missili per esplorare lo spazio.
Tra i fattori principali che lo definiscono il potenziale carburante del futuro, oltre a quelli elencati finora:
- è una fonte di energia rinnovabile: aspetto da non sottovalutare guardando appunto al futuro, essere una fonte pulita e sostenibile sarà sempre più importante
- può essere utilizzato per numerose applicazioni: da carburante per i veicoli a combustibile per turbine a gas, l’idrogeno è adatto a numerosi settori dalla mobilità all’industria
- si può immagazzinare: questo rende più semplice il suo trasporto
- non produce emissioni di gas serra che contribuiscono ai cambiamenti climatici
Per maggiori informazioni sui prodotti Halton nel settore energia vi consigliamo di visitare la pagina di riferimento o di scaricare la brochure informativa.
