L’ENERGIA DELL’UNIVERSO: L’IDROGENO

L’ENERGIA PULITA PER UNO SVILUPPO E UNA MOBILITA’ SOSTENIBILI

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Tra i tanti elementi che compongono la materia, l’idrogeno è il più leggero e il più abbondante. 
Primo elemento chimico della tavola periodica, costituisce quasi il 90% della massa visibile dell’universo, per la maggior parte nella sua forma gassosa, costituita da una semplice molecola a due atomi (H2).
Dopo i primi esperimenti in laboratorio dell’alchimista svizzero Paracelso nel XVI secolo e del chimico britannico Robert Boyle nel XVII secolo, nel 1766 il chimico e fisico inglese Henry Cavendish liberò uno strano gas incolore, insapore e inodore dalla reazione di un metallo con un acido e lo definì “aria infiammabile”.
Nel 1783 il chimico francese Antoine Lavoisier verificò la scoperta di questo gas la cui combustione produceva acqua; per questo motivo decise di chiamarlo “Hydrogène”, in greco “generatore di acqua”.

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L’idrogeno è anche il propellente che alimenta le reazioni di fusione nucleare con cui bruciano le stelle.
È da questo straordinario elemento che si origina l’energia rinnovabile che ogni giorno la Terra riceve dal Sole.
E’ bene però chiarire un aspetto importante: l’idrogeno non é una fonte primaria di energia e non è un combustibile.
Per quanto abbondantissimo nell’universo, sulla Terra l’idrogeno non è disponibile in natura da solo.
È possibile trovarlo solo legato ad altri elementi, come ad esempio nell’acqua (molecola di idrogeno e ossigeno) o negli idrocarburi (idrogeno e carbonio).
Dato che non si trova da solo in natura e che per produrlo è necessario un contributo di un altro tipo di energia, l’idrogeno è considerato un vettore energetico e non una fonte energetica, come sono invece quella solare o eolica.
L’idrogeno quindi é, come l’energia elettrica, semplicemente un vettore che serve al trasporto dell’energia.

I PRINCIPALI VANTAGGI DELL’IDROGENO

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  • L’idrogeno è il carburante con la maggiore densità energetica: 1 kg contiene la stessa energia di 2,4 kg di metano o di 2,8 kg di benzina.
  • L’idrogeno si rivela il vettore energetico più efficiente a nostra disposizione per lo stoccaggio degli eventuali surplus di produzione di elettricità da fonti rinnovabili.
  • Un’altra preziosa caratteristica dell’idrogeno è l’alta efficienza di conversione.
    In un’auto a idrogeno con celle a combustibile fino al 60% dell’energia chimica dell’idrogeno viene convertita in energia motrice per il veicolo, mentre il rendimento meccanico di motori termici, come quelli a benzina o gasolio, oscilla tra il 20% e il 35%.
  • L’idrogeno è ampiamente utilizzato nell’industriafacile da stoccare e anche da trasportare, per esempio in condutture come quelle usate per il gas.
  • L’idrogeno è l’unico carburante che, comunque lo si usi, in motori termici o in celle a combustibile, non produce emissioni inquinanti, ma semplicemente acqua.

COME SI PRODUCE OGGI L’IDROGENO?

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Secondo un recente rapporto di Enel Green Power, oggi circa il 95% dell’idrogeno impiegato sulla Terra, soprattutto per uso industriale, è ottenuto da reforming del metano o da gassificazione del carbone, con processi che generano notevoli quantità di emissioni di anidride carbonica ma che sono anche, attualmente, i più economici a disposizione. 
La produzione di idrogeno tramite i combustibili fossili rappresenta oggettivamente un passo indietro.
Soltanto il cosiddetto “idrogeno verde”, ottenuto separandolo dall’acqua con un processo di elettrolisi alimentato da energia rinnovabile, è davvero a impatto zero, senza emissioni inquinanti e senza consumo di preziose risorse naturali. 
Secondo un rapporto della Commissione Europea aggiornato al 22 aprile 2021, l’idrogeno conta per meno del 2% sul consumo attuale di energia in Europa ed è principalmente utilizzato per produrre prodotto chimici, come plastiche e fertilizzanti.
Il 96% di questa produzione di idrogeno é prodotta tramite il gas naturale, rilasciando nel processo significative quantità di emissioni di CO2.

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Come già anticipato, l’idrogeno rinnovabile e verde può essere prodotto tramite il processo di elettrolisi, utilizzando energia elettrica rinnovabile per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno.
L’idrogeno verde può a sua volta sostituire l’idrogeno derivante dai combustibili fossili nei processi industriali, o sviluppare nuovi prodotti industriali come fertilizzanti verdi ed acciaio.
Può essere anche usato nel settore dei trasporti, specialmente per i trasporti pesanti su lunghe distanze come camion, bus, navi ed areoplani.
L’idrogeno verde é anche compatibile con il crescente settore elettrico dominato dalla produzione di energia rinnovabile, fornendo uno stoccaggio a lungo termine e su vasta scala e aggiungendo flessibilità al sistema energetico.
Può inoltre aiutare a bilanciare la fornitura e la domanda di energia elettrica in regioni remote o isolate all’interno dell’Unione Europea o per usi specifici e locali concentrati in una città.

I PIANI DELL’UNIONE EUROPEA PER LO SVILUPPO DELL’IDROGENO

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L’idrogeno avrà una parte importante nella strategia globale dell’Unione Europea per l’integrazione del sistema energetico (EU strategy for energy system integration).
Nel corso del 2020, la Commissione Europea ha adottato una nuova strategia dedicata all’idrogeno.
Essa unirà insieme diversi livelli di azione, dalla ricerca e innovazione, alla produzione e infrastrutture fino a una dimensione internazionale.
Questa strategia scoprirà come la produzione e l’utilizzo di idrogeno verde può aiutare la “decarbonizzazione” dell’economia dell’Unione Europea in modo conveniente, in linea con il “Green Deal Europeo” (European Green Deal), favorendo anche la ripresa economica post Covid-19.
La rete dell’energia dell’idrogeno (Hydrogen Energy Network HyENet) é un gruppo informale di rappresentanti dei ministeri dell’energia dei paesi dell’Unione Europea.
Il suo obiettivo é aiutare le autorità nazionali dell’energia nel costruire opportunità offerte dall’idrogeno come vettore energetico.
L’alleanza europea per l’idrogeno verde (European Clean Hydrogen Alliance) é nata nel 2020 a fianco della strategia europea sull’idrogeno come parte della nuova strategia industriale per l’Europa.
Questa alleanza unisce insieme industria, autorità locali e nazionali, società civile e altri operatori.
Essa mira a una distribuzione ambiziosa delle tecnologie sull’idrogeno entro il 2030, unendo la produzione di idrogeno verde, la domanda nell’industria, nei trasporti e in altri settori, e la trasmissione e distribuzione di idrogeno.
L’Unione Europa promuove diversi progetti di ricerca ed innovazione tramite il suo programma di ricerca Horizon 2020.
Questi progetti sono gestiti tramite l’impresa comune per le celle a combustile e l’idrogeno (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking FCH JU), una collaborazione pubblica e privata supportata dalla Commissione Europea.
La Commissione e la FCH JU sono partner associati in Hydrogen Europe, l’associazione europea dell’idrogeno e delle celle a combustibile che promuove l’idrogeno come il fautore di una società ad emissione zero.


Foto di Alex Myers da Pixabay  Foto di WikiImages da Pixabay  Foto di Arek Socha da Pixabay