L'idrogeno: il grande unificatore?

Da diversi mesi le lobby pro e contro l'idrogeno stanno conducendo una battaglia spietata sui media. Per alcuni è una soluzione miracolosa, per altri un'enorme bufala architettata dai giganti del petrolio. In questo dibattito, a perdere sono il grande pubblico, incapace di farsi un'opinione, e l'umanità in generale, che ha un disperato bisogno di un sostituto dei combustibili fossili.

L'idrogeno non è qualcosa di cui si può essere "pro" o "contro". È solo un elemento. Gli atomi di idrogeno possono fare alcune cose, ma non altre. L'implicazione è che non possiamo risolvere il problema della transizione energetica concentrandoci esclusivamente sulla protezione dell'ambiente. Non si otterrà nulla senza tenere conto della dimensione industriale, politica e persino geostrategica. Visto in questo modo, l'idrogeno ha il potenziale per diventare non solo un combustibile pulito, ma una soluzione che mette d'accordo tutti.

Avendo a tutti gli effetti perso la battaglia delle batterie, l'Europa si è lanciata nella corsa all'idrogeno pensando di avere ancora buone possibilità di vittoria. L'idrogeno rappresenta un enorme potenziale industriale che offrirebbe numerose opportunità economiche, con la conseguente creazione di posti di lavoro e stabilità sociale. L'idrogeno verde prodotto localmente assume anche una dimensione strategica, offrendo una maggiore indipendenza energetica - la liberazione dell'Europa dalla dipendenza dai combustibili fossili importati dall'altra parte del mondo. E questo vale non solo a livello nazionale, ma anche per i singoli cittadini, perché è possibile produrre idrogeno in casa dai propri pannelli solari.

Ma prima è necessario coinvolgere tutti gli attori. Ciò significa comprendere il potenziale e i limiti di questa tecnologia.

Poiché l'idrogeno non esiste sulla Terra nel suo stato di base, deve essere prodotto a partire da altri elementi. Questo processo consuma energia, mentre il petrolio può essere trovato già pronto in natura. Oggi quasi tutto l'idrogeno è cosiddetto "grigio", perché viene prodotto dal metano, un processo poco costoso ma che genera CO2.

Le speranze si concentrano sull'elettrolisi, che utilizza una corrente elettrica per scomporre l'acqua in idrogeno e ossigeno. Se l'elettricità proviene da una fonte rinnovabile, l'idrogeno generato è quasi pulito, o "verde". Questo metodo è ancora più costoso del reforming del metano, ma le economie di scala e la diminuzione del costo dell'elettricità rinnovabile dovrebbero rendere competitivo l'idrogeno prodotto in questo modo entro dieci anni. Già oggi, in Svizzera, l'idrogeno pulito, se non tassato, ha lo stesso prezzo del diesel tassato, quando un barile di petrolio costa 60 dollari.

Ma è possibile produrre abbastanza elettricità rinnovabile per tutto l'idrogeno "verde" di cui avremo bisogno? Possiamo risolvere questo problema se la capacità continua ad aumentare - l'UE vuole moltiplicare la capacità dei suoi elettrolizzatori per 40 entro il 2030. E soprattutto se si riduce l'incredibile spreco di energia in tutti i settori. L'efficienza energetica deve andare di pari passo con l'elettrificazione della società. Il fattore chiave che ha permesso a Solar Impulse di volare per 43.000 km intorno alla Terra con l'energia solare è stata l'efficienza energetica al centro del nostro approccio.

Il grande vantaggio dell'idrogeno è che può immagazzinare le forme di energia rinnovabili, risolvendo così il problema della loro intermittenza. L'idrogeno viene prodotto quando c'è un'eccedenza di elettricità; questa energia può essere rilasciata in seguito, quando ne abbiamo bisogno. Il rendimento non è ancora stato ottimizzato, ma qualsiasi quantità è meglio che sprecare l'energia rinnovabile.

L'utilità dell'idrogeno nell'industria, in combinazione con l'azoto per la produzione di fertilizzanti e negli altiforni per la produzione di acciaio, è generalmente riconosciuta, ma il dibattito si impantana quando si parla di mobilità.

Le applicazioni sono due: l'idrogeno può essere trasformato in elettricità da una cella a combustibile e quindi alimentare un motore elettrico, oppure può essere utilizzato come carburante in un motore a combustione. Ogni opzione presenta vantaggi e svantaggi.

Una cella a combustibile emette solo vapore acqueo, quindi niente CO2 o NOx (ossido di azoto). La sua efficienza (il rapporto tra l'energia restituita e quella fornita) raggiunge picchi del 45-60%, molto più del 25-30% di un motore a benzina.

Il motore a combustione è considerato il colpevole dell'inquinamento, mentre in realtà è il combustibile utilizzato a crearlo. Oggi questi motori bruciano benzina o diesel, emettendo CO2 e NOx: Ma potrebbero benissimo bruciare idrogeno, con zero CO2. In questo caso, ci sarebbero solo gli NOx da gestire, utilizzando un convertitore catalitico. Poiché la capacità di potenza dell'idrogeno è tre volte superiore a quella della benzina, un motore a combustione interna ottimizzato per l'idrogeno avrebbe un'efficienza del 45-50% al suo regime ottimale, quasi il doppio di quella ottenibile con la benzina.

Mentre sta emergendo un consenso sulla necessità di sostituire i motori a benzina e diesel, le opinioni divergono sulla scelta di utilizzare le batterie o l'idrogeno. Per alcuni, la batteria e la sua efficienza "quasi del 100%" sono molto più adatte della cella a combustibile, che ha un'efficienza dimezzata. Potremmo quindi immaginare di utilizzare veicoli leggeri a batteria per i tragitti brevi e veicoli pesanti a idrogeno per le lunghe distanze, dove le batterie di grandi dimensioni sarebbero troppo inquinanti da costruire e troppo pesanti da trasportare. Questo potrebbe portare vantaggi in termini di autonomia e velocità di rifornimento, e si applicherebbe anche ai settori marittimo e aereo.

Per quanto riguarda la rete di distribuzione, il dilemma dell'"uovo e la gallina" può essere risolto costruendo l'intero "pollaio" in un colpo solo, senza aspettare le sovvenzioni. In Svizzera, i partenariati privati hanno riunito tutti i settori coinvolti: Hyundai ha fornito 1.000 camion, i supermercati Migros e Coop li hanno messi in servizio e le stazioni di servizio Avia, Agrola e Tamoil li hanno riforniti di idrogeno. Essendo prodotto con energia idroelettrica, viene garantito lo stesso prezzo al chilometro del diesel. Un sistema simile è stato messo in atto anche a Parigi da Air Liquide, fornitore di idrogeno, e dalla compagnia di taxi Hype.

Tutto ciò dimostra che, mentre le batterie spaventano l'industria petrolifera, l'idrogeno le permetterebbe di diversificarsi più facilmente, conservando parte delle sue infrastrutture e garantendo la sopravvivenza di milioni di posti di lavoro - un vantaggio fondamentale.

Per questo motivo è stato creato il Consiglio Mondiale dell'Idrogeno. Per una volta, gli interessi politici, economici ed ecologici sono convergenti. Ecco perché l'idrogeno potrebbe fare il miracolo!

Bertrand Piccard, Presidente della Fondazione Solar Impulse