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Proviamo a riordinare le idee sulle reali prospettive di utilizzo dell’idrogeno

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Ogni tanto ritornano illusioni sul l’idrogeno: non dimentichiamo che l’idrogeno è solo un vettore energetico

Con grande entusiasmo i media periodicamente ci informano di progressi presentati come rivoluzionari verso la presunta “economia dell’idrogeno” che alcuni proponevano e illustravano come imminente nel 2002: tra gli ultimi esempi la notizia che è stata aperto quest’anno il primo distributore di idrogeno in Italia nella stazione di servizio Bolzano Sud dell’autostrada del Brennero. Altrettanto vale per i nostri cugini francesi.

Non alimentiamo illusioni. Cominciamo con il ricordare che l’idrogeno è un vettore energetico e non una fonte energetica: non esistono “miniere” di idrogeno, quindi l’idrogeno va prodotto consumando energia o in forma elettrica per elettrolisi dell’acqua o in forma termica, ma ad alta entalpia (non calore “di scarto”).  con il vincolo di rendere accettabili le conseguenti emissioni di CO2. Tra le possibilità concettuali è la produzione di idrogeno mediante carbone accompagnata da sequestro e stoccaggio della CO2 inevitabilmente prodotta. Il processo di produzione per elettrolisi è più suscettibile di impiego immediato e di ulteriori incrementi di efficienza via sviluppo di elettrodi innovativi, ma nel medio termine, se si realizzano sequestro e stoccaggio della CO2 , sviluppi, interessanti soprattutto per la notevole taglia d’impianto, possono venire dalla gassificazione del carbone.

La chiave per valutare l’attrattività dell’idrogeno è duplice

La questione relativamente ad aspetti ambientali ed economici con i connessi risvolti logistici e di accettazione pubblica diventa duplice: non soltanto quali siano i vantaggi e gli svantaggi dell’uso del vettore idrogeno, ma anche quali possano essere le modalità con cui produrre l’elettricità necessaria per produrre idrogeno.

Decisivo il confronto idrogeno vs. gas naturale

L’analisi di vantaggi e svantaggi va condotta essenzialmente nel confronto con il gas naturale che ha condizioni d’impiego e logistica confrontabili e la cui disponibilità fisica non è fonte di preoccupazione per lungo tempo (per il gas eventualmente si pongono problemi di altro tipo). Naturalmente non basta osservare che la combustione del metano genera CO2 e quella dell’idrogeno no: bisogna calcolare quanto CO2 si genera per produrre l’idrogeno.

Gli svantaggi

Oltre alla questione produzione, la sicurezza e i vincoli nello stoccaggio e trasporto sono i principali svantaggi nell’impiego di idrogeno. I connessi problemi sono tecnologicamente solubili, a determinate condizioni. Non vanno sottovalutati i problemi legati alle soluzioni tecnologiche per l’impiego dell’idrogeno: le celle a combustibile, soluzione di riferimento, hanno ancora vincoli di costo affidabilità e durata.

Si sostiene che tra gli ostacoli alla penetrazione dell’idrogeno sia la logistica; vedremo che questo ostacolo in realtà non esiste per i prossimi decenni.

I vantaggi

I vantaggi sono a due livelli: planetario (contenimento  delle emissioni di CO2 se si opera nelle condizioni di cui al punto 1.)  e locale (possibilità di eliminazione dei limitati ma non trascurabili inquinanti derivanti dalla combustione di gas naturale).

Non solo le valutazioni debbono essere complessive e “il gioco deve valere la candela”

I vantaggi su scala planetaria debbono in una prospettiva prossima poter raggiungere una consistenza tale da essere significativa sui fenomeni di cambiamento climatico globale. Non ha senso “imbarcarsi” nel ciclo idrogeno se non si può realisticamente prevedere che in tal modo si possa abbattere in misura significativa le emissioni di CO2 .  Più in generale le strategie di risposta ai cambiamenti climatici globali debbono trovare una coerenza tra la gravità della situazione rappresentata; la capacità effettiva delle soluzione proposte di risolvere adeguatamente il problema; i costi associati. Sintetiche considerazioni al riguardo sono esposte in un altro recente post.

La generazione di elettricità per produrre l’idrogeno su grande scala: fattibilità e costi

Non avrebbe alcun senso bruciare combustibili fossili per generare elettricità destinata alla produzione di  idrogeno, anzi ai fini dell’immissione di COnell’atmosfera sarebbe nocivo, in primo luogo per gli incisivi effetti di rendimento.

E’ evidente che l’idrogeno non potrà essere competitivo con l’energia elettrica perché avrà quanto meno un costo pari alla somma del costo dell’energia elettrica (prodotta tramite il nucleare [1] e il solare (il fotovoltaico e, in linea di principio l’ eolico) necessaria per produrlo, incrementato per effetto dell’ammortamento  e della gestione degli impianti e dei servizi per la produzione e la logistica (e relativa efficienza dei processi. Conseguentemente l’idrogeno potrebbe penetrare per quelle applicazioni che non potessero essere soddisfatte dall’uso diretto dell’energia elettrica.  Un tempo si sosteneva che l’auto a idrogeno potesse essere un ragionevole bacino d’utenza, ma la competizione dell’auto elettrica e soprattutto dell’ibrida allontana o azzera questa prospettiva tanto più che i costi dell’auto a idrogeno restano per ora proibitivi.

Considerazioni conclusive

Va osservato preliminarmente che risulta molto, ma molto criticabile la profezia di questa fantomatica economia dell’idrogeno: il suo profeta Jeremy Rifkin se la scorda (freudiano oblio da difesa?) nel suo ultimo libro (“La società a costo marginale zero”), dove le celle a combustibile sono menzionate soltanto una volta, come uno dei possibili propulsori delle auto, e l’idrogeno, nel 2002 definito “l’elisir energetico”, esclusivamente come una delle modalità di accumulo dell’energia; citazioni che in entrambi i casi occupano meno di una riga.L’idrogeno potrà tuttalpiù essere una modalità di utilizzo di una fonte primaria (candidati realistici come già detto nucleare fotovoltaico su grande scala e meno realisticamente eolico), mediata dal vettore elettricità. L’attuale economia cosiddetta del petrolio, in realtà economia degli idrocarburi ha, con tutti i suoi limiti, la caratteristica di essere basata su di una fonte primaria disponibile.

Forse emergeranno applicazioni di nicchia: ad esempio può avere senso una produzione distribuita di idrogeno, accoppiata alla produzione di elettricità da fotovoltaico, destinata al consumo di un carburante auto-prodotto o, più realisticamente, come sistema di accumulo.

Quello che proprio non ha senso immaginare è un sistema logistico dell’idrogeno su grande scala: prima di tutto perché – salvo la già citata prospettiva, lontana e incerta, della gassificazione del carbone con sequestro e stoccaggio della COprodotta – non decollerà per i motivi esposti un mercato dell’idrogeno come commodity; ma anche perché, supposto pure che si generassero disponibilità di idrogeno accettate dal mercato, la dimostrata fattibilità tecnologica di miscelare oltre il 5 % di idrogeno nel gas naturale sia nei trasporti sia in impieghi significativi fa sì che per alcune decine di anni, a costi limitatissimi si potrebbe impiegare sfruttando la logistica del metano tutto l’idrogeno che si  può immaginare di produrre [3] .

La percorribilità di tale soluzione è legata ai costi di produzione dell’elettricità e quindi dell’idrogeno, e a questioni di assetti di potere economico-lobbistico; questi ultimi non sono insperabili se le grandi multinazionali degli idrocarburi che controllano la logistica, troveranno una convenienza all’uso di miscele idrogeno gas naturale.

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[1 ] Non è questa la sede per affrontate la “questione nucleare”; basti osservare che l’accoppiata nucleare idrogeno consente di superare – in aggiunta alle argomentazioni sull’autoelettrica – l’antica obiezione che il nucleare non avrebbe mai potuto contribuire agli usi “mobilità-trasporto”; un’analisi più organica dovrebbe anche menzionare l’incidenza crescente della penetrazione elettrica.

 [2] La coerenza di Rifkin è più generale: coerentemente racconta sempre nuove bufale e l’ultimo libro lo conferma.

 [3] Rimane vero che se ai costi di produzione dell’idrogeno si sommassero quelli di una logistica dedicata, l’utilizzo in grande scala dell’idrogeno sarebbe a maggior ragione impercorribile.

 

 

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