Idrogeno blu: che cos’è e potrebbe sostituire il gas naturale?

L’idrogeno, l’elemento chimico più abbondante nell’universo, è stato al centro delle discussioni come una possibile soluzione per affrontare le sfide dell’energia e dell’ambiente. I suoi sostenitori lo vedono come un combustibile pulito e una fonte di energia rinnovabile che potrebbe rivoluzionare il nostro mondo, contribuendo a ridurre le emissioni di carbonio e a combattere il cambiamento climatico. Tuttavia, non tutto l’idrogeno è uguale. Tra i vari “colori” dell’idrogeno, il cosiddetto “idrogeno blu” è stato proposto come una soluzione che potrebbe coniugare la versatilità dell’idrogeno con una minore impronta di carbonio. Ma quanto di questa promessa è effettivamente realtà?

Il panorama dell’idrogeno: dai grigi ai verdi

Per capire meglio il concetto di idrogeno blu, è essenziale contestualizzarlo all’interno del panorama più ampio dell’idrogeno. L’idrogeno è tradizionalmente diviso in diverse categorie, ciascuna con un colore associato, che rappresenta il metodo di produzione e le emissioni di carbonio correlate. Ecco una panoramica delle principali categorie:

1. Idrogeno grigio: Questo è il tipo più comune di idrogeno e viene prodotto dalla riformazione del gas naturale. Durante il processo di produzione, si genera una considerevole quantità di anidride carbonica (CO2), che viene rilasciata nell’atmosfera. Questo tipo di idrogeno ha un’impronta di carbonio significativa ed è stato oggetto di critica per il suo contributo all’effetto serra.
2. Idrogeno marrone e nero: Questi tipi di idrogeno sono ancor meno sostenibili. L’idrogeno marrone è prodotto utilizzando il lignite o il carbone, mentre l’idrogeno nero viene creato a partire dal carbone bituminoso. Entrambi i processi generano quantità ancora maggiori di CO2 rispetto all’idrogeno grigio, rendendoli opzioni poco desiderabili per ridurre le emissioni di carbonio.
3. Idrogeno verde: Al contrario, l’idrogeno verde è prodotto utilizzando energia rinnovabile, come l’energia eolica o solare, per elettrolizzare l’acqua e separare l’idrogeno dall’ossigeno. Questo processo è sostanzialmente privo di emissioni di carbonio, il che lo rende un’opzione molto attraente per un futuro a basse emissioni di carbonio.

Idrogeno Blu: un’alternativa apparentemente promettente

L’idrogeno blu rappresenta un tentativo di coniugare le caratteristiche positive dell’idrogeno grigio, come la disponibilità del gas naturale, con la riduzione delle emissioni di carbonio. Ma come funziona esattamente?

L’essenza dell’idrogeno blu è il processo di cattura e stoccaggio della CO2. Questo processo, durante la produzione di idrogeno, mira a catturare la CO2 che normalmente verrebbe rilasciata nell’atmosfera e a immagazzinarla in formazioni geologiche sotterranee. In teoria, questo processo ridurrebbe significativamente l’impronta di carbonio dell’idrogeno prodotto, portandola più vicino all’idrogeno verde in termini di emissioni di carbonio.

Sebbene l’idrogeno blu possa sembrare una soluzione ideale per coloro che cercano di coniugare l’uso di combustibili fossili con la riduzione delle emissioni, ci sono sfide significative che possono mettere in dubbio la sua effettiva sostenibilità.

I dettagli del processo dell’idrogeno blu

La produzione di idrogeno blu coinvolge una serie di passaggi intricati, ognuno dei quali può influenzare le emissioni di carbonio complessive. Ecco come funziona il processo:

1. Riformazione del gas naturale: Il processo inizia con la riformazione del gas naturale, lo stesso processo utilizzato per produrre idrogeno grigio. Durante questa fase, il metano presente nel gas naturale viene scomposto in idrogeno e anidride carbonica (CO2). Tuttavia, l’obiettivo è catturare questa CO2 piuttosto che rilasciarla nell’atmosfera.
2. Carbon capture: La CO2 prodotta durante la riformazione viene catturata tramite tecnologie avanzate di cattura della CO2. Questa fase è cruciale per il concetto di idrogeno blu, poiché l’efficienza della cattura determina quanto CO2 rimarrà nell’atmosfera.
3. Trasporto e stoccaggio: Una volta catturata, la CO2 deve essere trasportata a una formazione geologica adatta e iniettata in profondità sotto terra per il suo stoccaggio sicuro. Questo processo è noto come CCS e comporta costi significativi e sfide tecniche.
4. Produzione dell’idrogeno: L’idrogeno purificato ottenuto dalla riformazione del gas naturale può quindi essere utilizzato come combustibile o in altre applicazioni. Questo idrogeno dovrebbe teoricamente avere un’impronta di carbonio notevolmente ridotta rispetto all’idrogeno grigio.

Le complessità e le sfide dell’idrogeno blu

Sebbene l’idrogeno blu sembri un’opzione interessante, ci sono diverse complessità e sfide legate a questa tecnologia:

1. Efficienza energetica:

La produzione di idrogeno blu richiede notevoli quantità di energia. Per ogni unità di calore presente nel gas naturale all’inizio del processo, solo il 70-75% di quella potenziale energia rimane nel prodotto di idrogeno. In altre parole, se si utilizza idrogeno blu per riscaldare un edificio, sarà necessario utilizzare il 25% in più di gas naturale rispetto all’uso diretto del gas naturale per il riscaldamento.

2. Emissioni di metano:

Un altro problema significativo è il rilascio di metano, il principale componente del gas naturale, durante il processo di produzione di idrogeno blu. Il metano è un gas ad effetto serra molto più potente del CO2 su scala di tempi brevi, con un potenziale di riscaldamento globale 28-36 volte superiore a quello del CO2. Questo significa che il metano rilasciato durante la produzione di idrogeno blu può avere un impatto significativo sul cambiamento climatico.

3. Costi elevati:

La tecnologia di cattura e stoccaggio della CO2 è costosa e può aumentare il prezzo dell’idrogeno blu. Questo rende l’idrogeno blu meno competitivo rispetto ad alternative come l’idrogeno verde, che utilizza energie rinnovabili per produrre idrogeno.

Uno sguardo critico all’impatto ambientale dell’idrogeno blu

Uno studio offre una prospettiva critica sull’impatto ambientale dell’idrogeno blu su tutto il suo ciclo di vita. Questo studio, il primo del suo genere, analizza attentamente le emissioni di metano legate all’estrazione e alla produzione di idrogeno blu. I risultati rivelano che le emissioni di metano associate all’idrogeno blu possono superare quelle del gas naturale tradizionale.

Le ragioni di ciò sono complesse. L’idrogeno blu richiede una maggiore quantità di gas naturale per la sua produzione, il che comporta più opportunità per perdite di metano. Inoltre, il processo stesso di produzione di idrogeno blu può comportare fughe di metano significative, contribuendo all’incremento complessivo delle emissioni.

Queste scoperte gettano un’ombra sul ruolo previsto dell’idrogeno blu nella riduzione delle emissioni di gas serra in settori come il riscaldamento e l’industria pesante. Se le emissioni di metano legate all’idrogeno blu superano quelle del gas naturale, l’interesse per questa tecnologia potrebbe diminuire notevolmente.

Il futuro incerto dell’idrogeno blu

L’idrogeno blu è stato presentato come una soluzione promettente per ridurre le emissioni di carbonio nei settori che altrimenti dipenderebbero da combustibili fossili. Tuttavia, le sfide legate all’efficienza energetica, alle emissioni di metano e ai costi significativi sollevano domande importanti sulla sua reale sostenibilità.

L’analisi approfondita delle emissioni di metano sollevano dubbi sulle affermazioni precedenti sull’idrogeno blu come un’alternativa a basse emissioni di carbonio. Mentre il futuro dell’idrogeno blu rimane incerto, il dibattito sul suo ruolo nella transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio continua.

La decisione sul da farsi richiederà una valutazione attenta delle implicazioni ambientali, dei costi e della disponibilità di alternative come l’idrogeno verde. Una cosa è certa: il futuro dell’idrogeno blu potrebbe non essere così verde come inizialmente sembrava.