L'Idrogeno come vettore per la transizione energetica

[Roberto il Guiscardo]

L'idrogeno come si sa non è una fonte energetica, ma un "vettore" di accumulo dell'energia, usabile successivamente e direttamente nei motori degli autoveicoli e, perché no, anche degli aerei. In quest'ultima applicazione forse ci potrebbe essere qualche perplessità, ma è indubbio che l'idrogeno come vettore andrebbe a sostituire la benzina e il gasolio, per cui avrebbe la potenza necessaria per mantenere ogni tipo di macchina in movimento.

La produzione dell'idrogeno è il punto interrogativo, visto che in natura esso è presente, ma combinato con altri elementi. Una fonte enorme di idrogeno è ovviamente l'acqua di mare, oppure quella della pioggia (meglio) ma come estrarlo in maniera sostenibile?

A novembre 2020 il ministero dello sviluppo economico ha pubblicato le linee guida preliminari della Strategia Nazionale Idrogeno, in cui vengono sintetizzati gli obiettivi, e le mosse per raggiungerli, a cui mira questa soluzione energetica nel percorso di decarbonizzazione concordato con l’Europa. Il Recovery Plan o Piano di Ripresa e Resilienza (PNRR) ha assorbito i contenuti di questo documento e di altri, come il Piano Nazionale di Intesa per l’Energia e il Clima (PNIEC) che a gennaio 2020 è stato trasmesso a Bruxelles.

Gli obiettivi programmatici sono quelli di ottenere il 2% circa della penetrazione dell’idrogeno nella domanda energetica entro il 2030, fino a 5 GigaWatt per una riduzione delle emissioni di 8 Mton di CO2 equivalente, e di far salire questa percentuale al 13 – 14% entro il 2050, arrivando fino al 20%

Sono previsti investimenti fino a 10 miliardi di euro nella filiera dell’idrogeno, tra produzione (5 – 7 miliardi), strutture di distribuzione e consumo (stazioni di rifornimento e mezzi, 2 – 3 miliardi) e ricerca e sviluppo di tecnologie (1 miliardo circa). Un tale contributo potrebbe portare alla creazione di 200.000 posti di lavoro temporanei e 10.000 fissi, per un apporto di 27 miliardi di euro al Pil nazionale.


Idrogeno verde: una soluzione energetica sostenibile, ma attenzione al greenwashing

La soluzione quindi per la mobilità futura potrebbe essere questa:

- idrogeno per i trasporti pesanti : camion, treni, navi, aerei...

- elettrico per i trasporti leggeri: mobilità cittadina con scooter, bici, monopattini, citycar...

[Roberto il Guiscardo]

Uno dei sistemi per produrre elettricità, che poi produrrà idrogeno, con fonte rinnovabile è STEM, una tecnologia di solare termodinamico made in Italy, più precisamente made in provincia di Salerno, progettato e realizzato da una società salernitana, che ha sostituito i sali fusi con la sabbia, molto più economica e meno impattante sull'ambiente:

Dall'Italia arriva STEM, il solare termodinamico a sabbia

Il solare termodinamico a sabbia delle Industrie Magaldi è costituito da una struttura modulare, i cui moduli standard sono da 500 KW e possono essere assemblati in modo variabile a seconda delle esigenze di impianto. STEM si basa su un sistema di specchi montati su dispositivi eliostati in grado di captare la traiettoria dei raggi solari e di indirizzarli su specchi secondari posti su una torre di 36 metri, i quali a loro volta riflettono la luce su un ricevitore a terra; i raggi concentrati vengono mandati appunto verso una sorta di contenitore, all'interno del quale troviamo della sabbia, ma ridotta allo stato di un fluido composto di aria e particelle sospese ("letto fluido"). La sabbia dunque, grazie a un procedimento chimico, si comporta come un vero e proprio liquido.

All'interno del ricevitore poi troviamo uno scambiatore di calore in cui passa dell'acqua che, a contatto con il calore del letto fluido, si trasformerà in vapore e verrà convogliata in modo tale da produrre elettricità.

Uno degli aspetti migliori di STEM risiede proprio nell'utilizzo della sabbia: una parte viene usata per produrre in modo continuo calore e vapore, ma un'altra parte viene accumulata in modo da poter fornire riserve energetiche per i momenti di buio o ombra. Questo aspetto è reso possibile proprio dalle proprietà di accumulo termico della sabbia.






https://www.magaldi.com/it/prodotti-e-soluzioni/sistema-di-accumulo-di-energie-rinnovabili-res
https://www.magaldi.com/it/prodotti-...razione-solare
Energia dalla sabbia: inaugurato in Sicilia l'impianto solare termodinamico STEM

[Elendil1]

L'idrogeno era considerato il più promettente vettore energetico una ventina d'anni fa. Ora è meno attraente grazie alle batterie ad alta capacità ma è certamente uno dei mattoncini della transizione energetica.

Il problema però sta altrove: ed è sempre quello di produrre energia da fonti non fossili, stanti i limiti di solare, eolico etc.

[Roberto il Guiscardo]

L'idrogeno era considerato il più promettente vettore energetico una ventina d'anni fa. Ora è meno attraente grazie alle batterie ad alta capacità ma è certamente uno dei mattoncini della transizione energetica.

Il problema però sta altrove: ed è sempre quello di produrre energia da fonti non fossili, stanti i limiti di solare, eolico etc.

Un po' di numeri:

Attualmente l'idrogeno in Italia è prodotto principalmente dagli idrocarburi, con procedimenti che utilizzano fonti fossili (idrogeno grigio, o marrone), e la sua produzione è di 480 kton /anno.

Nei piani del governo, l'idrogeno dovrà costituire il 2% delle fonti energetiche nel 2030 e il 20% nel 2050. Da calcoli statistici effettuati, risulterebbe una produzione ulteriore di circa 850 Kton / anno

Una delle maggiori utilizzazioni (grandemente auspicabile) sarà quella di alimentare l'altoforno di Taranto che, avendo una capacità produttiva di 6 Mton di acciaio / anno, e occorrendo 50 kg di H2 per produrne 1 tonnellata, richiederebbe da solo 300 Kton /anno di idrogeno.

In totale la produzione di idrigeno verde dovrebbe fissarsi entro il 2050 ad almeno 1630 Kton / anno che consumerebbero 85 TW/h.

Come generare tanta elettricità...? Solo con il fotovoltaico sembrerebbe una soluzione forse fattibile ma impegnativa; il solare termodinamico potrebbe dare una grossa mano a ridurre le superfici impegnate e concentrare maggiore potenza di produzione


Il dilemma dell'idrogeno nella transizione energetica italiana

[spq]

solare, eolico etc.

Geotermico, maree, biomasse, pompe di calore inverse, ...

[Roberto il Guiscardo]

Geotermico, maree, biomasse, pompe di calore inverse, ...

Queste fonti potrebbero aiutare moltissimo nella produzione di energia elettrica in locale, per il fabbisogno di piccole comunità (e non dimentichiamo l'energia prodotta con il calpestìo delle superfici). Per la produzione massiva di H2 penso ci sia bisogno di centrali solari termodinamiche.

[spq]

l'idrogeno dovrà costituire il 2% delle fonti energetiche nel 2030 e il 20% nel 2050

Il dilemma dell'idrogeno nella transizione energetica italiana

Hai appena correttamente scritto che l'idrogeno non é una fonte energetica. Strano che un articolo di Nature cada in questo malinteso.

Per alimentare un altoforno non sarebbe ipotizzabile l'uso diretto dell'energia solare tramite lenti e specchi?
Forse a Taranto le giornate di sole sono abbastanza abbondanti?

[Roberto il Guiscardo]

Hai appena correttamente scritto che l'idrogeno non é una fonte energetica. Strano che un articolo di Nature cada in questo malinteso.

Per alimentare un altoforno non sarebbe ipotizzabile l'uso diretto dell'energia solare tramite lenti e specchi?
Forse a Taranto le giornate di sole sono abbastanza abbondanti?

"fonti energetiche" è probabilmente utilizzato come un termine discorsivo. Sappiamo benissimo che l'idrogeno non lo è, perché c'è bisogno di produrlo; ma d'altra parte anche la benzina è nelle stesse condizioni, in quanto deriva da un processo industriale di produzione e raffinazione del petrolio. Certo, potremmo anche pensare di andarlo a prendere su Giove, dove esiste in quantità esorbitanti! In quel caso si tratterebbe in effetti di una vera e propria "fonte energetica".

Ma se vuoi il mio parere, io direi di non formalizzarsi troppo sui termini, e andare alla sostanza del discorso: l'utilizzo dell'idrogeno verde è, o no, una soluzione all'attuale utilizzo di fonti energetiche fossili?

Sull'utilizzo diretto del solare per gli altoforni dell'acciaieria, non so rispondere (anche se presumo che non sia tanto fattibile)

[Gian_Maria]

l'utilizzo dell'idrogeno verde è, o no, una soluzione all'attuale utilizzo di fonti energetiche fossili?

Lo sarebbe, ma bisogna vedere se permette di fare abbastanza profitti. Purtroppo il capitalismo si basa su quello.

[Leviathan]

l'idrogeno è una minchiata

si deve puntare sul biometano per i trasporti pesanti
batterie per quelli leggeri