L’idrogeno verde sarà il petrolio del futuro?
La suddivisione in colori dell’idrogeno restituisce plasticamente il valore che un’economia dell’idrogeno può offrire. Intendiamoci, il gas è incolore, ma le sue tonalità hanno implicazioni particolarmente vivaci per il nostro pianeta.
Anche se non esiste una convenzione universale per la denominazione dell’idrogeno, è ormai d’uso comune distinguere la produzione odierna di H₂ in verde, blu o grigio. Cominciamo con la parte più bella dell’arcobaleno dell’idrogeno: il verde.
Idrogeno verde
L’idrogeno verde, in parole povere, è l’idrogeno prodotto con elettricità rinnovabile tramite elettrolisi. Si ritiene possa essere il petrolio del 21° secolo e l’unico modo per decarbonizzare il fabbisogno di carburante liquido e gassoso della società. Gli elettrolizzatori usano una reazione elettrochimica per dividere l’acqua nei suoi componenti di idrogeno e ossigeno, emettendo zero anidride carbonica nel processo. L’elettrolisi dell’acqua è stata ampiamente utilizzata fin dagli anni Venti, prima con gli idrolizzatori a tecnologia alcalina (TA), seguiti negli anni Sessanta dai sistemi a membrana a scambio protonico (PEM) e ora dai nostri efficientissimi elettrolizzatori a membrana a scambio anionico (AEM). L’idrogeno verde rappresenta attualmente meno dell’1% della produzione totale di idrogeno.
Idrogeno blu
L’idrogeno blu è prodotto principalmente dal gas naturale utilizzando un processo chiamato steam reforming, che riunisce il gas naturale e l’acqua riscaldata sotto forma di vapore. L’output è idrogeno e anidride carbonica, con quest’ultima catturata attraverso progetti industriali di cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS). I progetti CCUS cercano di rendere la produzione di idrogeno blu neutrale per il clima spostando la CO₂ catturata in cavità sotterranee come i serbatoi di gas e petrolio esausti o trovando usi industriali per il gas catturato. Tuttavia, l’idrogeno blu può forse essere meglio descritto come “idrogeno a basso CO₂” poiché il processo di steam reforming non evita effettivamente la creazione di gas serra.
Idrogeno grigio
L’idrogeno grigio è essenzialmente qualsiasi idrogeno creato da combustibili fossili senza catturare i gas serra prodotti nel processo. È qui che le cose iniziano a diventare un po’ più complicate, a seconda dell’idrocarburo usato e di quanta anidride carbonica rilascia, può anche essere conosciuto come idrogeno marrone o idrogeno nero. Se è fatto da lignite (carbone marrone), è molto probabilmente idrogeno marrone, e idrogeno nero se proviene da carbone nero, anche se alcune persone chiamano qualsiasi idrogeno fatto da combustibili fossili sia idrogeno nero che marrone. L’idrogeno è stato ricavato dal carbone attraverso il processo di “gassificazione” per più di 200 anni. L’idrogeno grigio da gas naturale riformato a vapore senza CCUS rappresenta circa il 71% di tutta la produzione di idrogeno oggi, mentre la gassificazione del carbone costituisce la maggior parte del resto.
Turchese, rosa, giallo e bianco: altri tipi d’idorgeno
Come per molte cose, il mondo dell’idrogeno non è così semplice come appare. Abbiamo anche l’idrogeno turchese. L’idrogeno turchese è un sottoprodotto della pirolisi del metano, che divide il metano in idrogeno gassoso e carbonio solido. Alcuni ritengono che questo renda l’idrogeno turchese una scelta di idrogeno a basse emissioni, ma questo dipende se il processo termico ad alta intensità energetica venga alimentato con energia rinnovabile e che il carbonio sia immagazzinato in modo permanente.
Persino l’idrogeno rosa trova il suo posto nello spettro, riferendosi all’idrogeno generato attraverso l’elettrolisi alimentata dall’energia nucleare. L’idrogeno giallo è usato da alcuni per riferirsi all’idrogeno fatto attraverso l’elettrolisi con l’energia solare, mentre confusamente, altri lo considerano come idrogeno elettrolitico fatto usando l’energia di origine mista – cioè il mix di energia rinnovabile e fossile che effettivamente scorre nella rete.
Infine, l’idrogeno bianco è l’idrogeno geologico che si trova naturalmente nei depositi sotterranei e che viene creato attraverso il fracking, anche se non ci sono strategie di sfruttamento praticabili.
Daniele Sivori, 25 maggio 2021
