Che fine ha fatto l’idrogeno?

Idrogeno
Idrogeno

Il nostro Pianeta ha un problema: si chiama riscaldamento globale. Un problema che ogni anno si fa sempre più grave e contro il quale si sta facendo troppo poco. Stiamo curando un malato di tumore con l’aspirina: bisogna passare a strategie più incisive e bisogna farlo in fretta. Per raggiungere gli obiettivi fissati durante il meeting di Parigi nel 2015, all’umanità è rimasto un credito in termini di emissioni di anidride carbonica compreso tra le 150 e 1050 gigatonnellate. Superato questo valore, non potremo più immettere gas serra nell’atmosfera a patto di non voler rinunciare al target fissato a Parigi (i famosi 2°C). Il tempo che abbiamo per passare ad un’economia completamente “carbon free” è quindi associato alla velocità alla quale immettiamo anidride carbonica nell’atmosfera. Con un tasso di 41 Gt/anno, il limite inferiore di questo “carbon credit” (150 Gt) sarà superato nei prossimi 4 anni, mentre quello intermedio (600 Gt) entro i prossimi 15. Riducendo le emissioni, avremmo anche più tempo per una transizione energetica senza precedenti rendendo i 2°C un obiettivo realistico, quindi raggiungibile.

Come agire? Proviamo a pensare al nostro Pianeta come ad un’azienda in crisi. Per risanarlo occorre quindi razionalizzare le spese o, in altri termini, le emissioni intervenendo sulle voci del bilancio maggiormente in perdita. Basandoci sulle stime del World Resource Institute, quasi il 70% delle emissioni di anidride carbonica è legato ai processi di produzione di energia (centrali termoelettriche…) ed è quindi qui che occorre agire tempestivamente. Molto si è fatto e si sta facendo grazie alle fonti rinnovabili che, ad oggi, sono in grado di fornire più del 20% dell’elettricità mondiale con un incremento, negli ultimi 20, del 12600%. Tuttavia, esistono alternative che riescano ad essere pulite e, possibilmente anche più affidabili di solare, eolico ed idroelettrico? Dell’energia nucleare abbiamo parlato più volte nelle precedenti stagioni, ma oggi rispolveriamo una vettore energetico che negli ultimi anni si è eclissato: l’idrogeno.

La combustione dell’idrogeno non produce altro che vapore acqueo e può essere usato sia per produrre energia sia come carrier energetico. Il vantaggio principale dell’idrogeno è che si può appunto stoccare, mentre la problematica maggiore è legata ai costi di produzione.
Ad oggi il processo più comunemente usato per la produzione di idrogeno è il cosiddetto “steam reforming del metano”:

CH4 + H2O –> CO + 3H2

Si tratta di un approccio che prevede ancora l’utilizzo di combustibili fossili e, oltre a produrre monossido di carbonio, possono essere rilasciate importanti quantità di anidride carbonica in atmosfera in virtù della reazione seguente, ugualmente possibile:

CH4 + 2 H2O → CO2 + 4 H2

Sfruttando questa reazione per la produzione di idrogeno, l progetto H21 si è posto l’obiettivo di riscaldare l’intera città di Leeds stoccando la risultante CO2 sottoterra. L’idrogeno sarebbe prodotto e stoccato in esistenti miniere di sale per far fronte alle differenti esigenze giornaliere o stagionali.

Oltre allo “steam reforming”, si stanno esplorando nuove alternative tra le quali quella promossa dal Gruppo Hazer, spinoff dell’Università dell’Australia Occidentale, che sembra essere una di quelle destinate ad avere più successo. In effetti, basandosi su due materie prima abbastanza comuni: metano e minerali di ferro, i ricercatori Hazer hanno sviluppato un sistema tale da produrre idrogeno e grafite (usata come componente nelle batterie agli ioni di litio). Elementi che insieme hanno un mercato globale stimato in circa 115 miliardi di dollari.

Il processo di produzione di idrogeno proposto dal Gruppo Hazer
Il processo di produzione di idrogeno proposto dal Gruppo Hazer

Non dobbiamo tuttavia dimenticare che l’industria chimica produce idrogeno come sottoprodotto e che questo stesso idrogeno viene utilizzato per l’alimentazione degli impianti o per produrre altri composti. Ad esempio, l’impianto George Olah in Islanda, ricicla circa 5000 tonnellate di anidride carbonica convertendola in 5 milioni di litri di metanolo attraverso una reazione catalitica proprio con l’idrogeno (prodotto attraverso l’elettrolisi, ovvero la scomposizione dell’acqua in ossigeno ed idrogeno gassosi in seguito ad un passaggio di corrente elettrica).

L’idrogeno quindi non rappresenta il passato o un’alternativa abortita ai combustibili fossili. Anzi. Uno spunto di riflessione su come potrebbe essere una società alimentata ad idrogeno proviene dal Giappone dove, per esempio, in occasione delle Olimpiadi del 2020, sarà costruito un villaggio olimpico interamente alimentato a idrogeno e saranno predisposte stazioni di rifornimento oltre che migliaia di auto alimentate a idrogeno.
In questa transizione energetica, tuttavia, la ricerca scientifica deve essere sospinta da un forte interesse della politica, il vero collo di bottiglia all’innovazione. Senza interventi mirati che favoriscano lo sviluppo, la convenienza e la diffusione di nuove forme di energia, ogni innovazione resterà una chimera. La politica ha sostenuto le rinnovabili: sosterrà anche l’idrogeno?

Informazioni su François Burgay 43 Articoli
Dottorato di ricerca in Scienza e Gestione dei Cambiamenti Climatici presso l'Università Ca' Foscari di Venezia e laureato in Chimica dell'Ambiente presso l'Università di Torino ha da sempre la passione per la divulgazione della scienza e della chimica in particolare. Attualmente lavoro come ricercatore presso il Paul Scherrer Institut, in Svizzera

1 Commento

  1. scusate ma non sapete che lidrogeno scappa della atmosfera e quindi tra aprossimativamente 2 millioni di anni iniziera a mancare significativamente

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