Il futuro dell’idrogeno

È il momento giusto per sfruttare il potenziale dell’idrogeno per giocare un ruolo chiave in un futuro energetico pulito, sicuro e conveniente. Su richiesta del governo del Giappone durante la sua presidenza del G20, l’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) ha prodotto questo rapporto di riferimento per analizzare lo stato attuale del gioco dell’idrogeno e per offrire una guida sul suo sviluppo futuro. Il rapporto rileva che l’idrogeno pulito sta attualmente godendo di uno slancio politico e commerciale senza precedenti, con il numero di politiche e progetti in tutto il mondo in rapida espansione. Si conclude che ora è il momento di scalare le tecnologie e abbassare i costi per permettere all’idrogeno di diventare ampiamente utilizzato. Le raccomandazioni pragmatiche e fattibili per i governi e l’industria che vengono fornite permetteranno di trarre pieno vantaggio da questo slancio crescente.

L’idrogeno può aiutare ad affrontare varie sfide energetiche critiche. Offre modi per decarbonizzare una serie di settori – tra cui il trasporto a lungo raggio, i prodotti chimici, il ferro e l’acciaio – dove si sta dimostrando difficile ridurre significativamente le emissioni. Può anche aiutare a migliorare la qualità dell’aria e rafforzare la sicurezza energetica. Nonostante gli obiettivi climatici internazionali molto ambiziosi, le emissioni globali di CO2 legate all’energia hanno raggiunto un massimo storico nel 2018. Anche l’inquinamento atmosferico esterno rimane un problema pressante, con circa 3 milioni di persone che muoiono prematuramente ogni anno.

L’idrogeno è versatile. Le tecnologie già disponibili oggi permettono all’idrogeno di produrre, immagazzinare, spostare e utilizzare l’energia in modi diversi. Un’ampia varietà di combustibili è in grado di produrre idrogeno, comprese le energie rinnovabili, il nucleare, il gas naturale, il carbone e il petrolio. Può essere trasportato sotto forma di gas da condutture o in forma liquida da navi, proprio come il gas naturale liquefatto (LNG). Può essere trasformato in elettricità e metano per alimentare le case e l’industria, e in carburanti per auto, camion, navi e aerei.

L’idrogeno può permettere alle rinnovabili di fornire un contributo ancora maggiore. Ha il potenziale per aiutare con la produzione variabile delle rinnovabili, come il solare fotovoltaico (PV) e l’eolico, la cui disponibilità non è sempre ben assortita con la domanda. L’idrogeno è una delle opzioni principali per immagazzinare energia dalle rinnovabili e sembra essere un’opzione a basso costo per immagazzinare elettricità per giorni, settimane o addirittura mesi. L’idrogeno e i combustibili a base di idrogeno possono trasportare l’energia dalle rinnovabili su lunghe distanze – da regioni con abbondanti risorse solari ed eoliche, come l’Australia o l’America Latina, a città affamate di energia a migliaia di chilometri di distanza.

Ci sono state false partenze per l’idrogeno in passato; questa volta potrebbe essere diverso. I recenti successi del solare fotovoltaico, dell’eolico, delle batterie e dei veicoli elettrici hanno dimostrato che la politica e l’innovazione tecnologica hanno il potere di costruire industrie globali di energia pulita. Con un settore energetico globale in evoluzione, la versatilità dell’idrogeno sta attirando un maggiore interesse da un gruppo diversificato di governi e aziende. Il sostegno viene dai governi che importano ed esportano energia, così come dai fornitori di elettricità rinnovabile, dai produttori di gas industriali, dalle compagnie elettriche e del gas, dai produttori di automobili, dalle compagnie petrolifere e del gas, dalle grandi imprese di ingegneria e dalle città. Gli investimenti nell’idrogeno possono aiutare a promuovere un nuovo sviluppo tecnologico e industriale nelle economie di tutto il mondo, creando posti di lavoro qualificati.

L’idrogeno può essere usato molto più ampiamente. Oggi l’idrogeno è usato soprattutto nella raffinazione del petrolio e per la produzione di fertilizzanti. Per dare un contributo significativo alle transizioni energetiche pulite, deve essere adottato anche in settori in cui è quasi completamente assente al momento, come i trasporti, gli edifici e la produzione di energia.

Tuttavia, un uso pulito e diffuso dell’idrogeno nelle transizioni energetiche globali deve affrontare diverse sfide:

• Produrre idrogeno da energia a basso contenuto di carbonio è costoso al momento. L’analisi dell’AIE rileva che il costo di produzione dell’idrogeno dall’elettricità rinnovabile potrebbe diminuire del 30% entro il 2030 come risultato del calo dei costi delle energie rinnovabili e dello scaling up della produzione di idrogeno. Le celle a combustibile, le attrezzature di rifornimento e gli elettrolizzatori (che producono idrogeno dall’elettricità e dall’acqua) possono tutti beneficiare della produzione di massa.
• Lo sviluppo dell’infrastruttura dell’idrogeno è lento e ostacola un’adozione diffusa. I prezzi dell’idrogeno per i consumatori dipendono fortemente da quante stazioni di rifornimento ci sono, quanto spesso vengono utilizzate e quanto idrogeno viene consegnato al giorno. Affrontare questo problema richiederà probabilmente una pianificazione e un coordinamento che riunisca i governi nazionali e locali, l’industria e gli investitori.
• Oggi l’idrogeno è quasi interamente fornito da gas naturale e carbone. L’idrogeno è già presente su scala industriale in tutto il mondo, ma la sua produzione è responsabile di emissioni annuali di CO2 equivalenti a quelle dell’Indonesia e del Regno Unito messi insieme. Sfruttare questa scala esistente sulla strada verso un futuro di energia pulita richiede sia la cattura di CO2 dalla produzione di idrogeno dai combustibili fossili che maggiori forniture di idrogeno da elettricità pulita.
• I regolamenti attualmente limitano lo sviluppo di un’industria dell’idrogeno pulito. Il governo e l’industria devono lavorare insieme per garantire che i regolamenti esistenti non siano una barriera inutile agli investimenti. Il commercio beneficerà di standard internazionali comuni per la sicurezza del trasporto e dello stoccaggio di grandi volumi di idrogeno e per tracciare gli impatti ambientali delle diverse forniture di idrogeno.

L’AIE ha identificato quattro opportunità a breve termine per promuovere l’idrogeno sulla strada verso il suo uso pulito e diffuso. Concentrarsi su questi trampolini del mondo reale potrebbe aiutare l’idrogeno a raggiungere la scala necessaria per abbassare i costi e ridurre i rischi per i governi e il settore privato. Mentre ogni opportunità ha uno scopo distinto, tutte e quattro si rafforzano a vicenda.

1. Fare dei porti industriali i centri nevralgici per aumentare l’uso dell’idrogeno pulito. Oggi, gran parte della raffinazione e della produzione chimica che utilizza idrogeno a base di combustibili fossili è già concentrata nelle zone industriali costiere di tutto il mondo, come il Mare del Nord in Europa, la Costa del Golfo in Nord America e il sud-est della Cina. Incoraggiare questi impianti a passare a una produzione di idrogeno più pulita farebbe scendere i costi complessivi. Queste grandi fonti di approvvigionamento di idrogeno possono anche alimentare navi e camion che servono i porti e alimentare altri impianti industriali nelle vicinanze, come le acciaierie.
2. Costruire su infrastrutture esistenti, come milioni di chilometri di gasdotti di gas naturale. Introdurre l’idrogeno pulito per sostituire solo il 5% del volume delle forniture di gas naturale dei paesi aumenterebbe significativamente la domanda di idrogeno e ridurrebbe i costi.
3. Espandere l’idrogeno nei trasporti attraverso flotte, trasporto merci e corridoi. Alimentare auto, camion e autobus ad alto chilometraggio per trasportare passeggeri e merci lungo rotte popolari può rendere i veicoli a celle a combustibile più competitivi.
4. Lanciare le prime rotte di trasporto internazionale dell’idrogeno. Le lezioni dalla crescita di successo del mercato globale del GNL possono essere sfruttate. Il commercio internazionale di idrogeno deve iniziare presto se vuole avere un impatto sul sistema energetico globale.

La cooperazione internazionale è vitale per accelerare la crescita di idrogeno versatile e pulito in tutto il mondo. Se i governi lavorano per aumentare l’idrogeno in modo coordinato, può aiutare a stimolare gli investimenti nelle fabbriche e nelle infrastrutture che ridurranno i costi e consentiranno la condivisione delle conoscenze e delle migliori pratiche. Il commercio dell’idrogeno beneficerà di standard internazionali comuni. Come organizzazione energetica globale che copre tutti i combustibili e tutte le tecnologie, la IEA continuerà a fornire analisi rigorose e consigli politici per sostenere la cooperazione internazionale e per condurre un monitoraggio efficace dei progressi negli anni a venire.

Come una tabella di marcia per il futuro, offriamo sette raccomandazioni chiave per aiutare i governi, le aziende e gli altri a cogliere questa opportunità per consentire all’idrogeno pulito di realizzare il suo potenziale a lungo termine.