Idrogeno verde: un'alternativa che riduce le emissioni e si prende cura del nostro pianeta

Dec 09, 2020

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Fonte: iberdrola.com


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Decarbonizzare il pianeta è uno degli obiettivi che i paesi di tutto il mondo si sono prefissati per il 2050. A tal fine, la decarbonizzazione della produzione di un elemento come l'idrogeno, che dà origine all'idrogeno verde, è una delle chiavi in quanto è attualmente responsabile di oltre il 2 % del totaleco2Emissioni. Scopri come questo obiettivo viene raggiunto e quale sarà il suo impatto nei prossimi decenni.


Il nostro stile di vita ha bisogno di una quantità crescente di watt per funzionare. Le ultime stime dell'Agenzia internazionale per l'energia (AIE), pubblicate a fine 2019, prevedono chela domanda globale di energia aumenterà tra il 25 % e il 30 % entro il 2040,che in un'economia dipendente dal carbone e dal petrolio significherebbe più CO2, esacerbando il cambiamento climatico. Tuttavia, la decarbonizzazione del pianeta suggerisce un mondo diverso nel 2050: più accessibile, efficiente e sostenibile, e guidato daenergie pulitecome l'idrogeno verde.

COS'È L'IDROGENO VERDE E COME SI OTTIENE?

Questa tecnologia si basa sula generazione di idrogeno — un combustibile universale, leggero e altamente reattivo — attraverso un processo chimico noto come elettrolisi.Questo metodo utilizza una corrente elettrica per separare l'idrogeno dall'ossigeno nell'acqua. Se questa elettricità è ottenuta da fonti rinnovabili, produrremo quindi energiasenza emettere anidride carbonicanell'atmosfera.

Come sottolinea l'AIE, questo metodo per ottenere idrogeno verderisparmierebbe gli 830 milioni di tonnellate di CO2che vengono emessi ogni anno quando questo gas viene prodotto utilizzando combustibili fossili.Allo stesso modo, la sostituzione di tutto l'idrogeno grigio nel mondo richiederebbe3.000 TWh/anno da nuove rinnovabili— equivalente all'attuale domanda dell'Europa. Tuttavia, ci sono alcune domande sulla vitalità dell'idrogeno verde a causa della suaelevato costo di produzione;ragionevoli dubbi che scompariranno con il progredire della decarbonizzazione della terra e, di conseguenza, la generazione di energia rinnovabile diventa più economica.

 

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La produzione di idrogeno verde per elettrolisi da fonti rinnovabili comporta la scompizione di molecole d'acqua (H2O) in ossigeno (O2) e idrogeno (H2).
1. L'acqua utilizzata nell'elettrolisi
deve contenere sali e minerali
per condurre l'elettricità.
2. Due elettrodi sono immersi nell'acqua e collegati a una fonte di energia e viene applicata una corrente diretta.
3. La dissociazione di idrogeno e ossigeno si verifica quando gli elettrodi attraggono ioni con una carica opposta a loro.
4. Durante l'elettrolisi, si verifica una reazione di ossidazione-riduzione dovuta all'effetto dell'elettricità.
rinnovabileEnergie
membrana
idrogeno
ossigeno
REAZIONE CATODICA
4H++4e-- 2H2
REAZIONE ANODICA
2H2O - O2+4H++4e-
Fonte: Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e Wood Mackenzie.

 


 

VEDI INFOGRAFICA: Come si ottiene l'idrogeno verde? [PDF]Collegamento esterno, si apre in una nuova finestra.

L'IDROGENO COME ENERGIA PULITA

L'idrogeno è l'elemento chimico più abbondante in natura.Come rilevato dall'AIE, la domanda globale di idrogeno da utilizzare come combustibile è triplicata dal 1975 e ha raggiunto i 70 milioni di tonnellate all'anno nel 2018. Inoltre, è una fonte di energia pulita cheemette solo vapore acqueoe non lascia residui nell'aria, a differenza del carbone e dell'olio.

L'idrogeno ha un rapporto di lunga data con l'industria.Questo gas è stato utilizzato per alimentare auto, dirigibile e astronavi dall'inizio del XIX secolo.La decarbonizzazione dell'economia mondiale, un processo che non può essere rinviato, darà maggiore risalto all'idrogeno. Inoltre, se i suoi costi di produzione diminuiranno del 50 % entro il 2030, come previsto dal Consiglio mondiale dell'idrogeno, senza dubbio remouno dei combustibili del futuro.

Iberdrola ha lanciato quello che sarà il più grande impianto che produrrà idrogeno verde per uso industriale in Europa.LeImpianto di Puertollanoa Ciudad Real sarà costituito da un impianto solare fotovoltaico da 100 MW, un sistema di batterie agli ioni di litio con una capacità di stoccaggio di 20 MWh e uno dei più grandi sistemi di produzione di idrogeno elettrolitico al mondo (20 MW).Il tutto a partire da fonti rinnovabili al 100%.

La costruzione di questo complesso è l'inizio di unpiano completoper cui Iberdrola, in alleanza conFertiberia,prevede disviluppare 800 MW di idrogeno verde con un investimento di 1,8 miliardi di euro fino al 2027, che produrrà 15.000 tonnellate di idrogeno verde.

L'iniziativa per l'innovazione, se si concretizza,metterebbe la Spagna in prima linea nell'idrogeno verde in Europae renderlo un punto di riferimento tecnologico nella produzione e nell'utilizzo di questa risorsa, specialmente nel campo dell'elettrolisi.

Nel 2021 il primo MW sarà già installato in Spagna,da completare con più iniziative in altri paesi. nel frattempol'azienda guiderà lo sviluppo di una catena di approvvigionamentosostenere l'implementazione di nuovi produttori di elettrolizzatori promuovendo alleanze con altri gruppi industriali.

A questo proposito, Iberdrola ha siglato un accordo con l'azienda norvegese Nel, il più grande produttore di elettrolizzatori al mondo, persviluppare elettrolizzatori su larga scalapromuovere la creazione di una catena di fornitori di questa tecnologia in Spagna. Per questo progetto, l'utility ha unito le forze con la società basca Ingeteam per creareIberlyzer,un'azienda che diventeràIl primo produttore spagnolo di elettrolizzatori di massa.

Iberlyzer inizierà a funzionare nel 2021 e fornirà200 MW di elettrolizzatori nel 2023.Questa produzione — che rappresenta oltre il 50 % della capacità di elettrolitica installata prevista per la Spagna entro tale data — sarà utilizzata nel secondo progetto che emergerà dall'alleanza tra Iberdrola e Fertiberia, che produrrà idrogeno verde per l'impianto di Palos de la Frontera (Huelva). Il progetto industriale di questa azienda comporterà un investimento di quasi100 milioni di euroe creeràposti di lavoro qualificati per 150 persone.

 

VANTAGGI E SVANTAGGI DELL'IDROGENO VERDE

Questa fonte di energia ha pro e contro di cui dobbiamo essere consapevoli. Esaminiamo alcuni dei suoi punti positivi più importanti:

  • Sostenibile al 100%:idrogeno verdenon emette gas inquinantidurante la combustione o durante la produzione.

  • Memorizzabili:l'idrogeno è facile da immagazzinare, il che gli permette di essereutilizzato successivamenteper altri scopi e in momenti diversi da subito dopo la sua produzione.

  • versatile:l'idrogeno verde può esseretrasformato in elettricità o gas sinteticoe utilizzati per scopi domestici, commerciali, industriali o di mobilità.

  • trasportabile:può essere miscelato con gas naturale a rapporti fino al 20 % e viaggiare attraversostesse tubazioni e infrastrutture del gas- l'aumento di questa percentuale richiederebbe la modifica di elementi diversi nelle reti esistenti del gas per renderli compatibili.

Tuttavia, l'idrogeno verde ha ancheaspetti negativiche va tenuto presente:

  • Costo elevato:energiada fonti rinnovabili,che sono fondamentali per generare idrogeno verde attraverso l'elettrolisi, è più costoso da generare, il che a sua volta rende l'idrogeno più costoso da ottenere.

  • Elevato consumo energetico:la produzione di idrogeno in generale e di idrogeno verde in particolarerichiede più energiarispetto ad altri combustibili.

  • Problemi di sicurezza:l'idrogeno è unelemento altamente volatile e infiammabilesono quindi necessarie ampie misure di sicurezza per prevenire perdite ed esplosioni.

IMPATTO DELL'IDROGENO VERDE

L'idrogeno come combustibile è una realtà in paesi come Stati Uniti, Russia, Cina, Francia e Germania. Altri come il Giappone stanno andando ancora oltre e aspirano a diventare unl'economia dell'idrogeno.Di seguito spieghiamo quale sarà l'impatto in futuro:

Generatore di elettricità e acqua potabile

Questi due elementi si ottengono reagendo insieme idrogeno e ossigeno in una cella a combustibile. Questo processo si è dimostrato moltoutile nelle missioni spaziali,ad esempio, fornendo agli equipaggi acqua ed elettricità in modo sostenibile.

Stoccaggio dell'energia

Serbatoi di idrogeno compressosono in grado di immagazzinare energia per lunghi periodi di tempo e sono anche più facili da maneggiare rispetto alle batterie agli ioni di litio perché sono più leggere.

Trasporti e mobilità

Grande versatilità dell'idrogenoconsente di utilizzare in quelle nicchie di consumo che sono molto difficili da decarbonizzare, come il trasporto pesante, l'aviazione e il trasporto marittimo. In questo settore sono già in corso diversi progetti, come Hycarus e Cryoplane, promossi dall'Unione europea (UE) e volti a introdurlo negli aeromobili passeggeri.




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