Idrogeno: in dirittura finale?
Da “Spazio libero” nel CdT del 13.04.202
Potrebbe essere la soluzione pulita di molti problemi energetici, come dimostrano diversi esempi concreti nel mondo. Anche in Europa qualche cosa si muove, nonostante le resistenze politico-economiche di chi punta su altri vettori. Ci vuole più informazione.
Da anni parliamo di energia per protestare contro le produzioni che modificano l’ambiente e che sono causa di tutti i mali, dal cambiamento climatico all’inquinamento atmosferico, dal pericolo nucleare allo stravolgimento del paesaggio.
Credo che di questo tema così importante ed influente sulla nostra vita discutiamo poco approfonditamente, bloccati da tanti pregiudizi e informazioni che spesso non sono oggettivi ma derivano dalla convenienza economica o politica di chi le origina e le diffonde.
Uno dei temi che mi sembra trascurato nei dibattiti sui quotidiani è l’idrogeno; spero in queste poche righe di stimolare in alcuni una riflessione che aiuti a confrontare pregi e difetti di questa forma di energia con le altre disponibili. D’altra parte, molti non sanno che in California, in Australia esistono colonnine sulle autostrade per il rifornimento di idrogeno per auto, auto come la Nexo della giapponese Hyundai e altre prodotte in Giappone. I Grandi Laghi del nord America sono solcati da traghetti a idrogeno… E allora perché non se ne parla? O se ne parla male o come qualcosa di là da venire? Perché in Europa forti interessi di chi è in ritardo nello sviluppo applicativo dell’idrogeno fanno si che non se ne parli. Ma vediamo con calma alcuni aspetti del problema/opportunità.
Nell’idrogeno non troviamo grandi difetti, salvo la necessità precauzioni perché è infiammabile, ma la tecnologia moderna sa limitare enormemente la probabilità d’incidenti. E comunque è certamente non più pericoloso dei combustibili fossili. Inoltre, l’idrogeno bruciando produce acqua e non inquinanti come avvenuto nei disastri che hanno coinvolto il petrolio; pensiamo a quando una nave cisterna disperde il suo carico.
Fra i tanti “idrogeni grigi, blu e altri,” l’idrogeno “verde” è il nostro preferito, quello prodotto con l’elettrolisi dell’acqua (H2O): il risultato è idrogeno (H2) e ossigeno(O2) se si dispone di energia sufficiente per separarli: quella degli impianti fotovoltaici, appunto. Il nostro è un “pianeta d’acqua” con quasi i tre quarti della superficie terrestre ricoperta dagli oceani ed il sole ci irradia continuamente e continuerà a farlo per i prossimi 5 miliardi di anni. Acqua e sole sono inesauribili (anche perché quando utilizziamo l’idrogeno per produrre energia il sottoprodotto è acqua ed il ciclo si chiude in perfetto equilibrio). Siamo partiti dall’irradiazione solare e tramite i componenti dell’acqua e dell’aria ce la ritroviamo dove e quando vogliamo sotto forma di energia termica od elettrica.
Il trasporto dell’idrogeno non è molto agevole (per liquefarlo e trasportarlo in cisterne bisogna scendere a circa -250 °); più semplice il trasporto via tubo sostanzialmente identico a quello del metano. Ma gli orientamenti sono prevalentemente per trasformare localmente l’idrogeno in ammoniaca (NH3): tramite processi in continuo miglioramento l’ammoniaca è generata tramite catalizzatori dall’idrogeno e dall’azoto presente in aria (N2 + 3H2 = 2NH3). Il trasporto dell’ammoniaca è molto più semplice in cisterne ma anche utilizzando tubi si hanno vantaggi rispetto al trasporto diretto dell’idrogeno. Molto facilitato è l’immagazzinamento. Nei punti di utilizzo l’ammoniaca viene scissa in azoto e idrogeno e con l’idrogeno si produce energia. Sono in sviluppo celle alimentate ad ammoniaca che producono direttamente energia liberando azoto.
Apparentemente l’energia elettrica è più facile da trasportare direttamente ma non sappiamo accumularla, se non in modeste quantità, ed il trasporto di grandi quantità d’energia elettrica è tecnicamente molto complicato e produrrebbe dispersioni antieconomiche.
Illuminante a questo proposito il progetto in avvio dell’azienda tedesca Enertrag che nella zona di Luderitz, nel sud ovest della Namibia, prevede di installare centinaia di turbine e vasti campi fotovoltaici per produrre fino a 350.000 tonnellate di idrogeno verde all’anno, che potrebbe essere spedito in Germania sotto forma di ammoniaca, entro il 2027 circa; il progetto prevede una potenza installata all’incirca assimilabile a 5 reattori atomici (generalmente da 1 GW) con un valore prodotto (energia elettrica per consumi nazionali ed esportazione d’idrogeno verde e/o ammoniaca) pari al PIL di un anno dell’intera Namibia. Le ripetute visite nello stato africano durante l’anno 2022 del cancelliere tedesco Sholz e del suo ministro Habeck confermano l’importanza del progetto e come la Germania stia programmando il progressivo abbandono delle fonti fossili di energia che la rendono ancora dipendente dalle forniture russe..
Riassumendo, il sole ci manda grande quantità di energia sotto forma di fotoni; ricaviamo idrogeno (liberando ossigeno) e lo trasportiamo dove ci pare allo stato puro o “dentro” l’ammoniaca. Lo accumuliamo dove e per quanto ci fa comodo e poi lo utilizziamo per generare energia secondo la bisogna; qui utilizziamo l’ossigeno liberato all’origine e restituiamo l’acqua consumata: un ciclo perfetto che ci ha permesso di portare l’energia ricevuta dal sole dove e quando necessita, senza alcun sottoprodotto nocivo
Progressivamente le centrali elettriche possono essere trasformate in centrali ad idrogeno (o direttamente ad ammoniaca) con un abbandono programmato dei combustibili fossili. Questo programma potrebbe procedere senza sconvolgimenti economici e le forme di trasporto via terra, mare o aria potrebbero essere alimentato dall’idrogeno o direttamente dall’ammoniaca quando avremo sviluppato fuel cell (apparati in grado di produrre energia elettrica tramite catalizzatori combinando l’idrogeno immagazzinato e l’ossigeno presente in aria) adeguate. Si stanno studiando fuel cell ad ammoniaca che per ora richiedono ampi spazi e quindi utilizzabili soprattutto per alimentare mezzi marini o grossi camion; nel 2023 dovrebbe essere collaudato il primo veicolo marino con fuel cell ad ammoniaca
Beh, detto così l’idrogeno sembra una soluzione abbastanza facile e molto concreta per disporre di energia pulita ed a basso costo nei prossimi anni; la produzione d’energia tramite la fusione nucleare sembra essere sempre una irraggiungibile chimera (e comunque difficile da stoccare a meno che non la si usi a sua volta per produrre idrogeno, che chiameremo “viola”, o ammoniaca).
Si teme che in realtà le convenienze economiche e politiche rendano tutto molto più complicato di quanto sembri dal punto di vista tecnico; ma è in gioco il nostro futuro e soprattutto quello dei nostri figli e nipoti e, sembra di capire da certe posizioni in Svizzera, anche quello dei nostri paesaggi. Se conosciamo meglio i problemi connessi all’energia sapremo incidere meglio e maggiormente sulle scelte fondamentali. E sicuramente eviteremo di prendere decisioni affrettate, come quelle sui pannelli solari ad alta quota, obsoleti a breve se l’idrogeno entra in funzione a termine di tre o quattro anni, e difficili e costosi da rimuovere se volessimo salvare i nostri paesaggi.
Questa problematica sull’idrogeno sarà seguita anche da altri interventi, a nome di esperti del settore.
Alberto Siccardi
Imprenditore
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