In evidenza: idrogeno - guidare la rivoluzione verde

Con un numero crescente di paesi che si impegnano a favore della neutralità climatica, il mondo deve trovare soluzioni per decarbonizzare ogni angolo della nostra economia. Si parla molto dell'idrogeno e a ragione. Infatti, data la sua natura multiforme e versatile, può svolgere un ruolo fondamentale nell'affrontare le sfide future. Da un lato, può fungere da vettore energetico o da materia prima. Dall'altro, può essere utilizzato per immagazzinare energia elettrica rinnovabile stagionale. L'idrogeno ha ottime potenzialità per facilitare la decarbonizzazione dei settori industriali "difficili da decarbonizzare" e ad alta intensità energetica, come quello dell'acciaio. Inoltre, può essere utilizzato come carburante verde per i modi di trasporto pesanti, per i quali le attuali tecnologie per le batterie elettriche sono impraticabili.

Man mano che l'UE si allontana dalla sua dipendenza dai combustibili fossili, l'idrogeno svolgerà un ruolo chiave nei nostri futuri sistemi energetici e nel conseguimento dell'obiettivo stabilito nel Green Deal europeo di conseguire la neutralità in termini di emissioni di CO2 nell'UE entro il 2050. Grazie a una combinazione di energie rinnovabili, stoccaggio intelligente, efficienza energetica e reti flessibili, le ultime stime della modellizzazione indicano che l'energia pulita e sostenibile può essere fornita rapidamente e su vasta scala, e molti esperti prevedono che l'idrogeno sarà al centro di questa transizione. Ma la prima domanda è quale sia la forma di idrogeno più adatta per realizzare le nostre ambizioni in materia di clima.

I diversi tipi di idrogeno e le sue caratteristiche

L'idrogeno è l'elemento più abbondante del nostro universo, ma rappresenta solo una piccola parte del mix energetico globale nell'UE e nel resto del mondo. Oggi meno del 2% del consumo energetico europeo proviene dall'idrogeno, utilizzato principalmente per fabbricare prodotti chimici come la plastica e i fertilizzanti. Inoltre, quasi tutto questo idrogeno - un 96% degno di nota - è ricavato da gas naturale, e nel processo si produce una quantità significativa di emissioni di CO2. La prima sfida è quindi come decarbonizzare la produzione di idrogeno.

In termini semplici, l'idrogeno necessita di una fonte primaria di energia per essere prodotto. Da questa fonte di energia e dal processo utilizzato dipende quanto il prodotto finale sarà ecologico o inquinante. L'idrogeno a base fossile proveniente dal gas naturale è spesso denominato idrogeno grigio ed è di gran lunga il tipo più comune attualmente utilizzato. Anche l'idrogeno a basse emissioni di anidride carbonica, spesso denominato idrogeno blu, è prodotto a partire dal gas naturale, ma il CO2 emesso durante la sua produzione viene catturato e stoccato nel sottosuolo, il che lo rende un'opzione più pulita con emissioni più basse.

Sebbene l'idrogeno a basse emissioni di CO2 possa svolgere un importante ruolo transitorio per sostituire l'idrogeno grigio, l'opzione più pulita è l'idrogeno rinnovabile, spesso denominato idrogeno verde. Si ottiene da fonti energetiche rinnovabili come l'energia eolica e solare utilizzando un elettrolizzatore e il suo unico sottoprodotto è l'acqua. Di conseguenza, la sua produzione è quasi esente da emissioni, ragion per cui è la forma di produzione che suscita maggiore interesse da parte dei responsabili politici, degli scienziati e degli investitori.

Decarbonizzare le industrie

Dopo aver individuato la forma di idrogeno preferita, l'UE sta valutando come aumentare la produzione, il trasporto e il consumo efficienti sotto il profilo dei costi di idrogeno rinnovabile al fine di sfruttare la flessibilità e la versatilità che questa fonte di energia offre per guidare la transizione verso l'energia pulita.

I settori industriali ad alta intensità energetica che non sono in grado di decarbonizzare attraverso l'elettrificazione diretta sono alla ricerca di vettori energetici più ecologici e neutri in termini di emissioni di anidride carbonica. L'idrogeno rinnovabile offre quindi prospettive promettenti e realistiche di produzione verde di acciaio o di fertilizzanti verso il 2030. Nel settore dei trasporti, dati i limiti e i costi delle attuali tecnologie delle batterie, i settori dell'aviazione, del trasporto marittimo e delle merci pesanti sono alla ricerca di opzioni neutre in termini di emissioni di CO2 come carburante per le lunghe percorrenze.

Poiché l'UE è impegnata a favore di una maggiore diffusione a livello mondiale delle fonti energetiche rinnovabili, l'idrogeno rinnovabile va di pari passo con un settore dell'energia elettrica sempre più dominato dalla produzione di energia da fonti rinnovabili. Ciò consente lo stoccaggio a lungo termine e su larga scala delle energie rinnovabili e conferisce al sistema energetico una flessibilità immediata. Il potenziale di stoccaggio dell'idrogeno, principalmente nelle miniere di sale attualmente utilizzate per lo stoccaggio del gas naturale, è particolarmente vantaggioso per le reti elettriche, in quanto contribuisce a equilibrare l'offerta e la domanda di energia elettrica in caso di produzione eccessiva o insufficiente di energia elettrica da fonti rinnovabili.

Strategia dell'UE per l'idrogeno e investimenti a lungo termine

Il Green Deal europeo combina il duplice sforzo di ridurre le emissioni di gas a effetto serra e di preparare l'industria europea a un'economia climaticamente neutra. In tale contesto, l'idrogeno è stato indicato come un elemento centrale per affrontare entrambe le questioni e per sviluppare i nostri sistemi energetici.

A tal fine, lo scorso luglio la Commissione ha avviato due diverse iniziative: una strategia per l'integrazione dei sistemi energetici e una strategia distinta per l'idrogeno. La prima strategia indica delle modalità per rendere il nostro sistema energetico più flessibile, in modo che l'energia possa essere liberamente scambiata tra consumatori e produttori e tra i diversi settori di uso finale e le nuove tecnologie possano essere potenziate e integrate più facilmente nel mercato dell'energia, promuovendo un sistema energetico climaticamente neutro imperniato sull'energia elettrica rinnovabile, la circolarità e i combustibili rinnovabili e a basse emissioni di carbonio. La seconda strategia esamina in modo più specifico le misure necessarie per rendere l'idrogeno rinnovabile e a basse emissioni un prodotto fondamentale nel sistema energetico.

L'UE si è impegnata ad aumentare la quota di energie rinnovabili e questo impegno si traduce in una quota sempre maggiore di energie rinnovabili nel suo mix. Inoltre, il suo costo dovrebbe ridursi ulteriormente nei prossimi anni. In tale contesto, la strategia per l'idrogeno esplora il contributo che l'idrogeno rinnovabile può potenzialmente fornire per decarbonizzare l'economia dell'UE in modo efficace sotto il profilo dei costi, delineando una serie di azioni volte a sostenere la produzione, il trasporto e la creazione di domanda di tale idrogeno di pari passo con l'aumento della quota di energie rinnovabili.

L'idrogeno da fonti rinnovabili non solo offre la possibilità di sostenere la nostra futura produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, ma, grazie alla capacità industriale dell'Europa nel campo della produzione di elettrolizzatori, può favorire l'occupazione e la crescita economica nell'UE, e quindi la ripresa dall'emergenza COVID-19. Per questo motivo la strategia per l'idrogeno delinea anche una visione di come l'UE possa installare in Europa almeno 6 GW di elettrolizzatori per l'idrogeno rinnovabile entro il 2024 e 40 GW entro il 2030.

Gli investimenti immediati e a lungo termine sono un primo passo fondamentale affinché l'idrogeno rinnovabile possa decollare pienamente e dare all'industria europea un ruolo guida in un mercato sempre più competitivo a livello mondiale. Nel futuro bilancio dell'UE, la Commissione sottolinea la necessità di sbloccare gli investimenti nelle tecnologie pulite e nelle catene del valore fondamentali, compreso l'idrogeno pulito. Ciò è stato rafforzato nelle misure aggiuntive volte a sostenere la ripresa europea a seguito della pandemia di COVID-19 sottolineando come la ripresa possa andare di pari passo con le nostre ambizioni di decarbonizzazione. A tal fine, la Commissione ha elaborato un'iniziativa "Power Up" per incoraggiare i paesi dell'UE a utilizzare i loro finanziamenti europei per la ripresa per investire in più energia rinnovabile e nella produzione di idrogeno rinnovabile. Accanto alle misure volte a stimolare gli investimenti, il cosiddetto pacchetto "pronti per il 55%" della Commissione europea, che comprenderà proposte volte a ridurre le emissioni di gas a effetto serra di almeno il 55% entro il 2030, conterrà anche proposte strategiche intese a creare un mercato dell'idrogeno dell'UE ben funzionante.

Progetti, ricerca e innovazione sull'idrogeno

Oltre a definire orientamenti politici e strategici in materia di idrogeno, l'UE sostiene anche molti progetti e iniziative in materia di idrogeno. Tra questi figurano l'Alleanza europea per l'idrogeno pulito, annunciata nell'ambito della nuova strategia industriale per l'Europa nel marzo 2020 e varata l'8 luglio 2020, contemporaneamente alla strategia dell'UE sull'idrogeno.

L'alleanza riunisce l'industria, le autorità pubbliche nazionali e locali, la società civile e altre parti interessate. Mira a una diffusione ambiziosa delle tecnologie basate sull'idrogeno entro il 2030, che riunisca la produzione di idrogeno rinnovabile e a basse emissioni di CO2, la domanda nell'industria, nella mobilità e in altri settori, nonché il trasporto e la distribuzione dell'idrogeno. Oltre 1000 parti interessate hanno già aderito all'alleanza e ora possono presentare i loro progetti e promuovere la diffusione di progetti basati sull'idrogeno capaci di attirare investimenti.

Inoltre, l'UE promuove vari progetti di ricerca e innovazione sull'idrogeno nell'ambito del programma quadro Orizzonte 2020. Questi progetti sono gestiti attraverso l'impresa comune "Celle a combustibile e idrogeno" (FCH JU), una patnership tra pubblico e privato sostenuta dalla Commissione europea. Ciò include il progetto Djewels, finanziato dall'UE, che realizzerà un elettrolizzatore da 20 MW per contribuire a fornire ai suoi clienti idrogeno verde a basso costo, e STORE&GO, che sostiene le nuove tecnologie per immettere il metano rinnovabile nella rete del gas, contribuendo in tal modo a garantire un approvvigionamento energetico sostenibile in Europa.

Inoltre, il progetto Hybrit nel nord della Svezia è un buon esempio di come l'idrogeno possa aiutare a rendere verdi le nostre industrie, in quanto utilizza idrogeno da fonti rinnovabili anziché carbone per produrre ferro e acciaio senza emissioni di CO2. Analogamente, un elettrolizzatore da 6 MW sviluppato nell'ambito del progetto H2 finanziato dall'UE fornisce idrogeno verde a un impianto siderurgico di Linz, in Austria, e fornisce anche servizi di rete elettrica grazie al suo consumo flessibile di energia elettrica.