La produzione di idrogeno:aspetti tecnici, economici ed ambientali

La diffusione sul mercato dell’idrogeno e delle celle a combustibile si pone in una prospettiva di medio – lungo termine e richiede, da un lato, che vengano sviluppate tecnologie affidabili e competitive con le potenziali soluzioni alternative, dall’altro che si crei un contesto favorevole alla diffusione di vettori e sistemi più sostenibili anche se più costosi di quelli attuali. Uno sforzo notevole è necessario per la ricerca, sviluppo e dimostrazione di soluzioni adeguate; in tal senso, quindi, sono in corso impegnativi programmi nei principali paesi industrializzati con il coinvolgimento di numerose aziende, strutture di ricerca e utenti.

L’idrogeno è da tempo ampiamente utilizzato nell’industria con tecnologie e processi ormai consolidati soprattutto nel settore petrolchimico e chimico. Il suo impiego come vettore energetico, diverso rispetto agli usi industriali pone problemi in termini di fonti utilizzate, di impatto ambientale, di costi e di sicurezza, perciò, richiede che le tecnologie attuali siano migliorate e che vengano sviluppate altre più innovative. Le barriere da superare riguardano essenzialmente la produzione sostenibile di idrogeno, le infrastrutture di trasporto e la distribuzione, l’accumulo a bordo dei veicoli, lo sviluppo di un quadro normativo adeguato.

Numerosi sono i processi e le fonti di energia utilizzabili per la produzione di idrogeno, a partire dai combustibili fossili, dalle biomasse, dall’acqua con diverse potenzialità e diverso stato di sviluppo. La produzione da fonti fossili è attualmente la più impiegata e potrà avere un ruolo importante anche in futuro. Invece, la produzione da fonti rinnovabili e da nucleare richiede ancora un notevole sforzo di ricerca e sviluppo e la sua disponibilità per un impiego su larga scala può essere prevista nel medio – lungo termine. In funzione del processo utilizzato, la produzione può avvenire in piccoli impianti collocati in prossimità dell’utente oppure in impianti centralizzati di grossa taglia; la produzione in piccoli impianti rappresenta l’opzione più interessante nel breve periodo, in quanto richiede minori investimenti e minori infrastrutture di trasporto e distribuzione, mentre la produzione centralizzata può garantire efficienze maggiori e minori costi.

Tuttavia, dal momento che l’idrogeno può essere distribuito in forma gassosa e liquida, le diverse opzioni sono tutte abbastanza costose e richiedono notevoli quantità di energia che dovranno essere ancora ottimizzate per un loro impiego su larga scala. Inoltre, per rendere l’idrogeno disponibile in maniera capillare per le diverse applicazioni è necessario realizzare infrastrutture di trasporto e distribuzione adeguate con investimenti molto elevati. A ciò si aggiunge l’accumulo dell’idrogeno che non ha ancora trovato soluzioni soddisfacenti per l’impiego a bordo di veicoli, le opzioni attuali che non raggiungono ancora le prestazioni richieste in termini di densità di energia, efficienza e costo, e soluzioni come l’accumulo in materiali solidi che sono potenzialmente promettenti ma richiedono ulteriori sperimentazioni.