Idrogeno ed energia solare, il probabile futuro energetico

Quasi un secolo fa lo scienziato britannico JB Haldane aveva ipotizzato un futuro energetico dove l’energia eolica avrebbe potuto essere utilizzata per generare idrogeno. Haldane era convinto che ci sarebbero voluti almeno 400 anni prima di poter passare dalla teoria alla pratica, ma su questo si sbagliava. La cosiddetta ‘economia dell’idrogeno’, un sistema economico basato sull’idea di poter immagazzinare energia sotto forma di idrogeno da utilizzare sia in applicazioni in movimento che per fornire ulteriore energia alla rete elettrica, è molto più vicina di quanto potessimo immaginare fino a qualche decennio fa. Questa accelerazione dipende sicuramente da un recente boom di innovazioni legate alla produzione, stoccaggio, trasporto e utilizzo del gas e delle possibilità ormai concrete di una relazione fra idrogeno ed energia solare.

Idrogeno, vettore energetico

L’idrogeno, val la pena sottolinearlo, non è in realtà un combustibile ma un vettore di energia. Il gas viene prodotto dividendo le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno mediante il processo di elettrolisi. L’idrogeno viene quindi condensato sotto pressione e a temperature molto basse in un liquido che può essere utilizzato in modo molto simile a quello della benzina e del gasolio o può essere utilizzato in celle a combustibile per generare elettricità.

Idrogeno ed energia solare: l’interessante prospettiva dell’esportazione

La conversione di energia solare, eolica o idrica in idrogeno apre la strada alla possibilità di poterlo facilmente trasportare pressoché ovunque, risolvendo la problematica di dover produrre energia rinnovabile in luoghi dove le risorse naturali scarseggiano. E il risultato, sul fronte dell’impatto ambientale, non cambia, perché l’idrogeno quando viene bruciato non emette particelle di anidride carbonica e va quindi considerato a tutti gli effetti una fonte energetica pulita.

Tra alti e bassi

La popolarità dell’idrogeno ha subito degli alti e bassi negli ultimi decenni. Il primo interesse nei confronti del gas si è manifestato negli anni ’70, in seguito alla crisi petrolifera, poi è gradualmente diminuito fino ai primi anni 2000 quando si è iniziato a parlare con un’urgenza sempre maggiore di cambiamenti climatici.

Idrogeno come combustibile

Una delle applicazioni più interessanti dell’idrogeno rimane quella legata alle vetture. Le prestazioni del gas sono molto simili a quelle di benzina e diesel: 5 kg di idrogeno consentono un’autonomia di circa 600 km. E rispetto quindi all’alternativa elettrica, dove a pesare sono i tempi di ricarica, è chiaro che l’idrogeno appaia molto più competitivo. Non a caso ultimamente sono diverse le sperimentazione anche per quanto riguarda la mobilità pubblica.

Immagazzinare l’elettricità

Ma non bisognerebbe limitarsi a vedere l’idrogeno come un combustibile. Il gas può essere utilizzato, e ci sono già diversi casi applicativi in tal senso, per immagazzinare l’elettricità in eccesso in rete o anche a livello di singolo impianto domestico. Se si ha un quantitativo di elettricità in eccesso alimentata in un elettrolizzatore, l’idrogeno prodotto può essere compresso, conservato e, in caso di necessità, immesso in una cella a combustibile e quindi in rete.

Idrogeno ed energia solare: mancano le infrastrutture

Se è tutto così semplice perché l’economia dell’idrogeno non è già realtà? Uno dei maggiori problemi che limita la diffusione dell’idrogeno e le prospettive legate all’idrogeno ed energia solare è la carenza di infrastrutture. L’utilizzo di idrogeno su larga scala – sia per la produzione di energia elettrica che per il trasporto di combustibile – richiede un notevole investimento in infrastrutture. Sia quelle legate al rifornimento per auto che quelle inerenti nuove reti elettriche. E sappiamo che questi cambiamenti hanno bisogno di diversi anni prima di concretizzarsi nella realtà. La chance che sicuramente l’idrogeno può avere rispetto ad altre fonti energetiche rimane ad ogni modo la trasportabilità. E’ quindi verosimile pensare che la strada migliore da perseguire sia quella di investire sempre più in grandi impianti rinnovabili e di sviluppare nuovi modelli di approvvigionamento che prevedano l’esportazione dell’idrogeno.

L’opzione dell’ammoniaca

Un’altra opzione è quella di combinare l’idrogeno con l’azoto per produrre ammoniaca. Si tratta di una tecnica in realtà ben consolidata e che è stata implementata su scala industriale per quasi un secolo. L’ammoniaca può essere compressa in un liquido a temperature molto più moderate ed è relativamente facile da trasportare. Quello che mancava – fino a poco tempo fa – era la tecnologia per estrarre l’idrogeno dall’ammoniaca. A colmare questo gap sembra ci sia riuscito il Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) australiano, che ha recentemente annunciato il lancio di un impianto pilota per il test di una tecnologia che riesce, grazie a una membrana metallica, a ricavare ammoniaca gasificata dall’idrogeno, trasformandola in corrente elettrica. Il progetto pilota inizierà generando solo cinque chilogrammi di idrogeno al giorno ma si spera che i risultati possano essere sufficientemente soddisfacenti da ‘sdoganare’ la tecnologia.