L’idrogeno è davvero ecologico?

Si sente parlare sempre più spesso di idrogeno come soluzione alla crisi ecologica. L’idrogeno, infatti, si presenta come una soluzione per la mobilità e il trasporto aereo, per l’industria, ma anche per il riscaldamento domestico. In breve, sembra essere al centro della strategia di transizione ecologica per i prossimi decenni.

In teoria, l’idrogeno è attraente: quando viene utilizzato, non emette né inquinanti né gas serra, solo acqua. Ma cos’è veramente? Ed è davvero ecologico?

Idrogeno: cos’è?

Quando si parla di idrogeno nel contesto della transizione ecologica ed energetica, si parla in realtà di diidrogeno. È una molecola composta da due atomi di idrogeno (H2) che si trovano allo stato gassoso. L’idrogeno può essere utilizzato come combustibile o, più frequentemente, indirettamente tramite una cella a combustibile: l’idrogeno viene immagazzinato in una cella a combustibile che consente di produrre elettricità su richiesta.

L’idrogeno ha diversi vantaggi. Quando viene utilizzato l’idrogeno, la sua combustione produce solo acqua. Per questo si chiama idrogeno (idro, acqua – gene, prodotto). L’idrogeno è anche l’elemento più abbondante nell’universo. Ha quindi il vantaggio, a differenza dei combustibili fossili, di essere disponibile in grandi quantità: non si rischia di esaurirlo nel breve termine.

Tuttavia, bisogna capire che l’idrogeno non è una risorsa facilmente accessibile. Anche se è abbondante sulla terra, è sempre mescolato con altri elementi chimici. Ad esempio, troviamo idrogeno nell’acqua, ma accoppiato con atomi di ossigeno: è H2O – H2 diidrogeno, O ossigeno. L’idrogeno si trova anche nei combustibili fossili, ad esempio nel gas naturale, ma viene poi accoppiato agli atomi di carbonio. Nel metano, ad esempio, è sotto forma di CH4. D’altra parte, l’idrogeno non si trova “da solo”.

Per avere idrogeno deve quindi essere prodotto, separandolo dalle altre molecole. Ed è qui che le cose si complicano.

Idrogeno: come si produce?

Attualmente esistono due metodi principali per la produzione di idrogeno. Il più comune, utilizzato per produrre oltre il 90% dell’idrogeno mondiale, è il reforming degli idrocarburi. Fondamentalmente, gli idrocarburi sono posti in condizioni specifiche di temperatura, pressione e umidità che separano gli atomi di carbonio dall’idrogeno. Il secondo metodo è l’elettrolisi dell’acqua: una corrente elettrica viene utilizzata per separare l’idrogeno dall’ossigeno nell’acqua. In tutti i casi, questi processi richiedono grandi quantità di energia.

A seconda del metodo utilizzato, la produzione di idrogeno non è necessariamente “verde”. Quando l’idrogeno viene prodotto da idrocarburi, ciò pone diversi problemi ecologici. In primo luogo, devono essere estratti questi idrocarburi, questi combustibili fossili, che generano degrado ambientale ed emissioni di CO2. Quindi, grandi quantità di energia devono essere utilizzate per provocare le reazioni necessarie alla produzione di idrogeno (steam reforming, ossidazione, ecc.). Questi processi producono CO2 per reazione chimica, che deve essere catturata e immagazzinata se vogliamo evitare che finisca nell’atmosfera. Non proprio “sostenibile” quindi…

In generale, quando si parla di idrogeno nel contesto della transizione ecologica, ci si riferisce piuttosto all’idrogeno prodotto dall’elettrolisi dell’acqua, che viene chiamato “idrogeno verde”. Ma ripeto, non è facile. Naturalmente, hai solo bisogno di acqua ed elettricità. Ma il processo è “sostenibile” solo se l’energia elettrica utilizzata è essa stessa “sostenibile”. Produrre idrogeno con elettricità da centrali a carbone significa emettere molta CO2 e sostanze inquinanti. È quindi necessario che l’energia elettrica utilizzata sia essa stessa prodotta da fonti a basse emissioni di carbonio come le energie rinnovabili o il nucleare.

Rimane la questione dell’acqua. L’acqua è una risorsa relativamente abbondante sulla Terra, ma non è abbondante ovunque e in ogni momento. Se utilizziamo grandi quantità di acqua per produrre idrogeno, è così tanta acqua che non possiamo utilizzare localmente per altri usi. Occorre quindi essere attenti a questa risorsa nonostante tutto. Da qualche anno alcuni ricercatori parlano anche dell’elettrolisi dell’acqua di mare per produrre idrogeno.

Se sono disponibili elettricità a basse emissioni di carbonio e risorse idriche utilizzabili in modo sostenibile, la produzione di idrogeno mediante elettrolisi dell’acqua può essere promettente da un punto di vista ecologico.