07.05.2021
Il ruolo dell’idrogeno nella green economyMentre la California e gli Stati Uniti si stanno muovendo per diventare neutrali in termini di emissioni di carbonio, ci sono due forme di trasmissione di energia che devono essere espanse. Si tratta di elettricità generata da fonti rinnovabili come eolica, geotermica e solare e idrogeno gassoso generato dall'idrolisi diretta dell'acqua o ottenuto dalla scomposizione di combustibili fossili con cattura del carbonio. L'idrogeno giocherà un ruolo importante come combustibile per il trasporto e come mezzo di stoccaggio per la generazione di energia elettrica per tamponare le inevitabili fluttuazioni dell'energia solare ed eolica. Più di un secolo fa, la rete di distribuzione del gas a New York City è stata sviluppata per il trasporto dell'idrogeno. Solo dopo la seconda guerra mondiale, quando la rete nazionale del gas è diventata interconnessa, è stato effettuato il passaggio dall'idrogeno all'attuale rete di gasdotti per il trasporto del gas naturale. La produzione geologica di gas naturale come il metano comprende una piccola percentuale di gas idrogeno, quindi anche l'attuale rete di distribuzione è adattata al trasporto dell'idrogeno. L'idrogeno diventerà il carburante verde per il trasporto marittimo, che richiede tanta energia quanto il trasporto terrestre. L'idrogeno può essere miscelato con il gas naturale poiché è compatibile per l'uso nelle stesse turbine e celle a combustibile del metano. Un mandato della California prevede veicoli a emissioni zero entro il 2035. Esistono due tipi di veicoli a emissioni zero: elettrico a batteria e elettrico a idrogeno. Entrambi i tipi di auto, con batterie migliorate e con celle a combustibile a idrogeno (come la Toyota Marai), sono necessari per soddisfare il mandato a emissioni zero. La disponibilità limitata di gas idrogeno è attualmente un fattore che limita il mercato delle auto a celle a combustibile a idrogeno, ma l'idrogeno sta rapidamente prendendo il sopravvento sul mercato degli autocarri e degli autobus poiché fornisce capacità flessibili del serbatoio, maggiore autonomia e costi di acquisto inferiori, senza batterie costose da essere sostituito in quattro o sei anni. La fornitura insufficiente di idrogeno può essere modificata con lo sviluppo della tecnologia per rimuovere il carbonio dal metano che lascia l'idrogeno. L'Unione Europea sta sviluppando questa tecnologia e Infineon Technologies Inc. ha annunciato che svilupperà una tecnologia simile, creata dall'Università della California di Santa Barbara, per la rimozione del carbonio dal gas naturale. Ciò promette di consentire la conversione a basso costo del gas naturale in idrogeno con la cattura del carbonio, una svolta davvero importante. Il gasdotto Keystone XL recentemente cancellato dall'Alberta all'Oklahoma offre l'opportunità di aiutare l'adozione di un'economia dell'idrogeno se dovesse essere riprogettato come un gasdotto per l'idrogeno. Il desiderio del Canada era di inviare Syncrude dalle sabbie bituminose dell'Alberta all'Oklahoma e poi al trasbordo globale. Le sabbie bituminose sono in fase di sviluppo da oltre 60 anni e l'oleodotto Keystone XL è stato fondamentale per i tentativi del Canada di introdurre olio derivato dalla sabbia di catrame nel mercato globale. Un uso alternativo del catrame sarebbe quello di convertirlo in gas idrogeno e far funzionare un gasdotto per interconnettersi con la rete statunitense. Ciò avrebbe vantaggi a lungo raggio, come più idrogeno per la generazione di elettricità e per l'uso diretto come carburante per i trasporti. Gli attuali gasdotti possono gestire miscele di idrogeno e gas naturale fino al 95% di idrogeno e sia le attuali turbine che le celle a combustibile funzionano con questa gamma di miscele. Il catrame delle sabbie può essere convertito in idrogeno mediante un processo acqua-gas; bruciando e applicando acqua o mediante un processo catalitico. L'anidride carbonica risultante potrebbe essere iniettata nei pozzetti per il sequestro. Il legno per produrre idrogeno biocarburante potrebbe diventare una componente importante dell'idrogeno fornito dalle riserve di legno del Canada. L'effetto netto sarebbe quello di rendere l'idrogeno canadese verde al 100% e fornire idrogeno al Canada e agli Stati Uniti, avanzando in modo sostanziale gli obiettivi di energia verde del Nord America.