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Lunedì 12 aprile 2021

L’idrogeno come nuovo sistema energetico integrato


La transizione al vettore energetico sostenibile prevede il coinvolgimento di molteplici settori economici, industriali e finanziari tutti impegnati a vario titolo nel riassetto di una nuova infrastruttura energetica

Applicazioni e prospettive

Numerosi sono i programmi di finanziamento europei che mirano a contribuire allo sviluppo dell’idrogeno, soprattutto stimolando investimenti privati e progetti dimostrativi d’innovazione. Si renderà necessaria l’armonizzazione di standard condivisi, per valutare l’impatto ambientale delle tecnologie dell’idrogeno e per garantire la fornitura e la gestione di materie prime critiche.

Attualmente le barriere principali allo sviluppo della filiera dell’idrogeno sono la domanda piuttosto ridotta ed i costi ancora elevati di produzione. A tale proposito, per sostenere la crescita della domanda, si prevede l’applicazione dell’idrogeno in alcuni settori specifici come ad esempio nel settore dei trasporti pesanti, nelle ferrovie nell’industria, specialmente in quei segmenti in cui l’idrogeno è già impiegato come materia prima (es. settore della chimica e della raffinazione petrolifera).

Oltre a questo, la miscelazione dell’idrogeno (blending) nella rete gas può essere impiegata per anticipare e stimolare la crescita del mercato dell’idrogeno. Inoltre, lo sviluppo delle hydrogen valleys, ecosistemi per la produzione ed il consumo di idrogeno, potrà fornire aree per la diffusione dell’idrogeno entro il 2030, portando ad una possibile applicazione dell’idrogeno in altri settori. Per esempio nelle aree fortemente industrializzate, queste valleys potrebbero portare ad una potenziale aggregazione di differenti applicazioni dell’idrogeno per una gestione combinata sotto il punto di vista della produzione, così da massimizzare le sinergie ed il ritorno degli investimenti sulle infrastrutture.

Presidiare ricerca e beneficio economico

Al fine di favorire lo sviluppo del settore idrogeno serve sviluppare un quadro normativo regolatorio chiaro, abilitante per gli investimenti e per l’impiego dell’idrogeno su tutta la catena del valore, con particolare attenzione alla sicurezza ed alle attività collegate. Occorre che questo sia uno sforzo presidiato e congiunto a livello nazionale, comunitario ed internazionale. In questo senso il tema dello sviluppo delle tecnologie proprietarie diventa importante per coniugare le opportunità di mercato con le opportunità a livello industriale.

Le tecnologie dell’idrogeno devono consentire di avere una ricaduta non solo come beneficio ambientale, ma anche come beneficio per lo sviluppo economico del Paese. Per questo si deve porre al centro del percorso di sviluppo la formazione di competenze e della ricerca (ad esempio con l’avvio di strumenti come i dottorati industriali). Si rende quindi necessaria l’integrazione tra la ricerca di base e quella applicata per uno sviluppo di tecnologie che creino innovazione o supportino le imprese a farlo al fine di generare un vantaggio competitivo a livello nazionale.

La ricerca nell’idrogeno è di tipo sistemico, per cui l’innovazione si deve concentrare sia sui sistemi di produzione, sia sui sistemi di trasporto e stoccaggio che sugli usi finali. I progetti devono essere incentrati su tutta la filiera e devono favorire la cooperazione tra i diversi attori.

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Tre modelli

Il Ministero dello Sviluppo Economico (MiSE), all’interno delle Linee Guida Preliminari per la Strategia Nazionale sull’Idrogeno, ha identificato tre modelli teorici di produzione e trasporto.

  1. Il primo modello prevede la produzione totalmente in loco in cui la generazione di energia elettrica rinnovabile e la capacità di elettrolisi sono situate accanto al punto di consumo per minimizzare i costi di trasporto.
  2. Il secondo modello prevede la produzione in loco con trasporto di energia elettrica. In questo caso, l’energia elettrica rinnovabile viene generata in aree con un’alta disponibilità di risorse naturali e l’energia elettrica viene trasportata attraverso la rete elettrica al punto di consumo dove è poi convertita in idrogeno mediante elettrolisi.
  3. L’ultimo modello individuato prevede la produzione centralizzata con trasporto di idrogeno. La generazione di elettricità rinnovabile e la capacità di elettrolisi sono situate in aree con un’alta disponibilità di risorse naturali dove l’idrogeno viene prodotto e poi trasportato al punto di consumo attraverso una struttura dedicata che potrebbe sfruttare la rete esistente del gas oppure attraverso altri metodi di trasporto appositamente adattati.

Nella strategia delimitata dal MiSE, l’obiettivo fissato al 2030 è quello di soddisfare una domanda di idrogeno verde di circa il 2% del mix energetico, corrispondente a circa 0,7Mton all’anno per la quale sarà necessaria una considerevole quantità aggiuntiva di energia elettrica generata da fonti energetiche rinnovabili. Per questa sfida sarà cruciale snellire ed accelerare i processi di autorizzazione (permitting) per l’installazione di impianti rinnovabili.

Per soddisfare parte della domanda di idrogeno sono stati programmati investimenti per l’installazione di circa 5 GW di capacità di elettrolisi entro il 2030. Inoltre, la produzione nazionale di idrogeno verde potrebbe essere integrata sia con le importazioni che con altre forme di idrogeno a basse emissioni di carbonio. L’Italia, grazie alla sua posizione strategica nel Mediterraneo, potrebbe diventare un “hub” commerciale dell’idrogeno a livello comunitario ed internazionale.

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