Produrre idrogeno da fonti rinnovabili, quale soluzione complementare ad altri vettori energetici, per decarbonizzare alcuni settori e puntare a raggiungere l’abbattimento totale delle emissioni di CO2 al 2050. Questo l’obiettivo dell’Europa. La filiera, in parte da costruire, è da valorizzare e i player dell’automazione saranno partner chiave della catena del valore.
Il tempo è scaduto. È ora di partire con un progetto globale per ridurre le emissioni dei gas serra che minacciano il nostro bel Pianeta. E nel sistema energetico del futuro l’idrogeno è una delle keyword più gettonate, perché l’impiego di idrogeno verde, prodotto cioè da fonti rinnovabili, su larga scala potrebbe trasformarsi in un chiave di volta per affrontare una delle più importanti sfide del nostro tempo.
Tuttavia, a oggi, l’idrogeno rappresenta ancora una frazione modesta del mix energetico globale ed europeo ed è in gran parte prodotto da combustibili fossili. Per contribuire alla neutralità climatica, dovrà essere utilizzato in misura maggiore e la sua produzione dovrà essere completamente priva di emissioni carboniche.
Sono decenni che si studia l’idrogeno a livello sperimentale, ma ora si fa sul serio e lo dimostra il fatto che il tema è al centro delle agende di molti Stati, compresa quella dell’Europa, che sta avviando una profonda trasformazione del settore energetico con l’ambizioso obiettivo di arrivare al 2050 con l’abbattimento totale delle emissioni di CO2 in atmosfera.
Quale ruolo per l’idrogeno?
L’idrogeno può essere usato in diverse tipologie di veicoli per la mobilità di merci e persone, come materia prima nelle industrie, come combustibile nei processi ad alta temperatura, può essere utilizzato nel settore industriale e residenziale in sostituzione ai combustibili fossili per la produzione di energia e calore, puro o in miscela con il gas naturale, sia attraverso processi elettrochimici con celle a combustibile, sia bruciandolo come un carburante tradizionale ottenendo una combustione a zero emissioni di CO2.
C’è un forte dibattito sul ruolo dell’idrogeno, sulla catena del valore e sui relativi investimenti. Di questo ne abbiamo parlato con Cristina Maggi, direttrice di H2IT, l’associazione di riferimento a livello italiano per idrogeno e celle a combustibile. H2IT raccoglie al proprio interno tutti gli attori della filiera dell’idrogeno, aggregando grandi, medie e piccole imprese, centri di ricerca e università che lavorano nel settore dell’idrogeno.
«I nostri membri rappresentano tutta la catena del valore dell’idrogeno, dalla produzione fino agli usi finali, comprendendo aziende che si occupano della logistica dell’idrogeno per il suo trasporto, distribuzione e stoccaggio, imprese che sviluppano le tecnologie quali elettrolizzatori e celle a combustibile, aziende della componentistica, imprese che sviluppano sistemi per l’utilizzo dell’idrogeno nei settori della mobilità, del residenziale, della produzione di energia e dell’industria», spiega Maggi.
«Abbiamo una forte componente industriale tra gli associati, ma anche la presenza di centri di ricerca, università e cluster tecnologici e stiamo coinvolgendo anche a enti territoriali. È un mix eterogeneo di attori che si stanno posizionando in questo settore e che quindi collaborano per promuovere l’idrogeno in Italia. H2IT si propone di essere la voce di questo settore e di comunicare le istanze e i messaggi agli enti di riferimento quali le istituzioni, gli enti regolatori e normatori in modo che in Italia si creino le condizioni per sviluppare un mercato dell’idrogeno».
Il cambio di passo dell’Europa per l'idrogeno
Il 2020 è stato un anno di svolta per l’idrogeno. Nel quadro del Green Deal, la Commissione Europea ha pubblicato l’Hydrogen Strategy e lanciato la Clean Hydrogen Alliance.
Allo stesso tempo, anche l’Italia ha mosso i primi passi in questa direzione, con l’elaborazione delle linee guida per la Strategia Nazionale Idrogeno e con l’inserimento di questa tematica fra le linee finanziate dal Pnrr, il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza.
L’Hydrogen Strategy, pubblicata l’8 luglio 2020, non solo fissa i punti di una strategia condivisa a livello comunitario, ma rivela anche la grande ambizione dell’Europa di assumere un ruolo trainante a livello globale nel percorso verso la decarbonizzazione e un’energia davvero pulita.
«Questo perché l’Europa si è resa conto che la filiera dell’idrogeno europea deve essere valorizzata, visto che, a livello internazionale, Stati Uniti, Cina, Giappone e Australia si stanno già posizionando strategicamente, l’idea è di non prendere il treno della competitività per quanto riguarda le tecnologie e le infrastrutture», continua Maggi.
«Una strategia necessaria per inquadrare l’obiettivo finale: la produzione di idrogeno da fonti rinnovabili, quale soluzione complementare ad altri vettori energetici, per decarbonizzare diversi settori e puntare a raggiungere l’abbattimento totale delle emissioni di CO2 al 2050».
La strategia europea per l'idrogeno
L’Europa vede nell’idrogeno un’opportunità per la transizione energetica, ma attualmente l’idrogeno è principalmente prodotto da fonti fossili senza la cattura di CO2, e soltanto l’1,6% attraverso elettrolisi. In più l’utilizzo è concentrato in pochi settori. La domanda totale di idrogeno in Europa, nel 2018, è stata di 8,3 milioni di tonnellate, proveniente principalmente dalle raffinerie (45%) e dall’industria chimica per produzione dell’ammoniaca (34%).
«Tuttavia, l’Europa intravvede la possibilità di decarbonizzazione in diversi settori oltre a quello industriale, quali il residenziale e quello della mobilità», precisa Maggi. «Per questo, ha posto all’interno della strategia una serie di orizzonti temporali al 2024, 2030 e 2050 per lo sviluppo di una filiera forte e coesa, stabilendo anche obiettivi di produzione di idrogeno a basse emissioni di CO2, come l’installazione di 6 Gigawatt di elettrolizzatori al 2024 e di 40 Gigawatt al 2030, e puntando ad arrivare al 2050 con un impiego di idrogeno pari a ¼ dei consumi energetici a livello europeo».
Tracciata la strategia, gli Stati membri si stanno inserendo all’interno del percorso, definendo strategie nazionali. «A oggi, sei Paesi hanno già la propria strategia, tra questi la Germania e la Spagna, con obiettivi di investimento, rispettivamente, di 9 e 8 miliardi di euro», prosegue Maggi. «L’Italia ha elaborato le linee guida, attendiamo ora la strategia nazionale sull’idrogeno definitiva e i relativi investimenti».
Le linee guida italiane sull’idrogeno riprendono le priorità del Pnrr
Alla fine del 2020 il Mise ha elaborato le linee guida della strategia italiana sull’idrogeno, che viaggerà in parallelo con le priorità del Pnnr. «Nella Missione 2 del Piano, Rivoluzione verde e transizione ecologica, ci sono quasi 3,5 miliardi sull’idrogeno; dedicati all’industria, alla mobilità, allo sviluppo delle cosiddette Hydrogen Valley (ecosistemi dove si produce e si consuma idrogeno) e delle infrastrutture di trasporto, stoccaggio e all’industria degli elettrolizzatori», spiega Maggi.
Le linee guida indicano, in ottica 2030, di partire dalla sostituzione dell’idrogeno che proviene da una produzione non green con idrogeno verde. Una seconda indicazione è di aumentare l’impiego dell’idrogeno nell’industria - oggi prevalentemente concentrato nell’Oil&Gas e nell’industria chimica - estendendolo ad altri settori quali le vetrerie o l’industria della ceramica.
Un’altra priorità suggerisce l’utilizzo di idrogeno nella mobilità, in particolare nel trasporto pesante, quindi camion a lungo raggio e treni, per sostituire le linee ferroviarie che ancora funzionano a diesel e che non sono elettrificabili, ma anche nel trasporto marittimo.
Ulteriore priorità è incominciare a inserire l’idrogeno nella rete gas, partendo con il 2% in volume per poi aumentare la percentuale, con l’obiettivo di decarbonizzare l’utilizzo finale della rete gas per uso residenziale e per riscaldamento.
«L’operatore del trasporto della rete gas sta testando le sue condotte per accogliere fino al 10% di idrogeno; a percentuali più alte del 2% bisogna studiare la parte dell’utilizzo finale, l’ultimo miglio per intenderci, e sia l’industria che il settore residenziale si stanno muovendo su questo fronte», ci dice Maggi.
«In Italia ci sono molte aziende con elevate competenze sui componenti e sull’impiantistica con esperienze anche di lunga data, poiché l’idrogeno è un gas utilizzato da anni nell’industria dell’Oil&Gas». Ovviamente ci sono anche nuovi attori anche perché si stanno delineando nuovi utilizzi dell’idrogeno come vettore energetico.
Le opportunità per le imprese dell’automazione
La filiera dell’idrogeno è complessa e molto eterogenea, contemplando produzione, stoccaggio, distribuzione e utilizzo. «Le aziende dell’automazione si inseriscono trasversalmente in tutti questi ambiti e si aprono molte opportunità», afferma Maggi.
«Controllo, regolazione e componentistica sono indispensabili e presenti in ogni anello della filiera, non solo per gli impianti, ma anche per la produzione di elettrolizzatori, una nuova industria tutta da costruire».
I player dell’automazione saranno partner chiave della catena del valore. «Il controllo e la sicurezza saranno fondamentali per aumentare l’efficienza e l’affidabilità dei processi; le tecnologie dell’automazione saranno indispensabili per lo sviluppo di progetti integrati su tutta la filiera», conclude Maggi.
Le sfide sono tante così come le opportunità, non solo per le grandi imprese internazionali del settore, ma anche per le pmi nostrane, il cui expertise in particolari lavorazioni sarà fondamentale per l’intera filiera.
Sul fascicolo cartaceo di giugno 2021 di Automazione Industriale puoi trovare ulteriori approfondimenti e interviste sulla Filiera dell'Idrogeno, sulle possibili ricadute sulla produzione industriale e sulle opportunità per il comparto dell'automazione.
