Idrogeno

L'Idrogeno come vettore per la transizione energetica

L’idrogeno rientra tra i settori chiave per la decarbonizzazione secondo la Commissione Europea. Nella Direttiva RED III l’obiettivo di impiego degli RFNBOs (Combustibili rinnovabili di origine non biologica – ovvero idrogeno e derivati) è pari al 42% per il settore industriale al 2030, ed al 60% al 2035, raffinerie escluse.

L'idrogeno è la molecola più leggera della tavola periodica ma possiede un potere calorifico di 120 MJ/kg (contro i 35.88 MJ/kg del gas naturale).

Si tratta di un vettore energetico che trova utilizzo in molteplici settori, dall’industria, ai trasporti, al residenziale: la sua diffusione sul larga scala permetterebbe di avviare una decarbonizzazione trasversale abilitando una sola commodity. E' particolarmente indicato per i settori industriali non elettrificabili.

Al momento viene utilizzato principalmente nelle raffinerie per la desolforazione del petrolio, ma potrebbe potenzialmente coprire molti altri impieghi in particolare nell’industria hard to abate. Una peculiarità dell’idrogeno è che possiede una temperatura di fiamma più alta rispetto ai corrispettivi fossili, rendendolo particolarmente efficace per la sostituzione nei settori che sfruttano calore ad alta temperatura.

I tool

H2ERE Network

Piattaforma di networking per promuovere lo sviluppo dell’idrogeno tra il mondo industriale e i centri di ricerca pubblici e privati.

Classificazione dell'Idrogeno

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• IDROGENO GRIGIO
  L’attuale processo di produzione di idrogeno avviene tramite steam-methane-reforming (SMR) ovvero a partire da gas naturale. Il gas naturale (CH4) viene convertito in idrogeno (H2) e anidride carbonica (CO2) attraverso un processo termochimico. L’idrogeno risultante viene definito idrogeno grigio. Questa tipologia è la più utilizzata ad oggi per la propria convenienza economica, ma sono molti gli investimenti in atto per favorire la penetrazione sul mercato delle tipologie di idrogeno più sostenibili.
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• IDROGENO VERDE
  L'idrogeno verde (o idrogeno rinnovabile) è prodotto a partire da fonti rinnovabili, che possono essere FER elettriche o di origine biologica.
  Di seguito le diverse tipologie:
  
  

  → IDROGENO ELETTROLITICO
  Questo tipo di idrogeno viene prodotto da un elettrolizzatore che, alimentato da FER, produce idrogeno a partire dall’acqua
  
  → IDROGENO da BIOENERGIE (anche attraverso lo steam-reforming)
  Quest’ultimo processo è analogo alla produzione di idrogeno grigio ma viene utilizzato biometano al posto del metano
  
  → IDROGENO dalla CONVERSIONE della FERMENTAZIONE BATTERICA da BIOMASSE
  Purché conformi ai requisiti di sostenibilità o dal trattamento di rifiuti biogenici o rinnovabili attraverso tecnologie quali la gassificazione

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• IDROGENO BLU
  L’idrogeno a basse emissioni di carbonio (cosiddetto «blu») comprende tutte quelle tipologie di processi che non utilizzano FER ma producono idrogeno a ridotte emissioni di CO2:
  
  → IDROGENO prodotto con CARBON CAPTURE (CCU/CCUS)
  Il gas viene prodotto con processi che producono anidride carbonica che viene stoccata e utilizzata in altri processi. Un esempio è la produzione di idrogeno grigio da reforming del metano (SMR)  con CCU o CCUS
  
  → IDROGENO da RECUPERO di CALORE da PROCESSI INDUSTRIALI (cascami termici)
  Viene utilizzato del calore di recupero in termovalorizzatori per produrre idrogeno con energia che andrebbe altrimenti persa
  
  → IDROGENO da ELETTROLISI sfruttando ELETTRICITÀ da RETE
  In questo caso è essenziale che il mix utilizzato per la generazione di elettricità abbia delle emissioni inferiori alla produzione di idrogeno grigio

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• IDROGENO ROSA
  Idrogeno prodotto da elettrolisi alimentata da energia nucleare.
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• IDROGENO TURCHESE
  Tipologia di idrogeno ottenuto attraverso un processo di pirolisi del metano.

Principali caratteristiche e vantaggi

• Decarbonizzare: l’idrogeno è un vettore capace di ridurre le emissioni di CO2 dell’industria e della mobilità in maniera trasversale, specialmente nei settori non elettrificabili.
• Sicurezza di approvvigionamento: è un vettore energetico facilmente stoccabile e la sua generazione potrebbe risolvere il problema della sovraproduzione delle rinnovabili nelle ore di picco.
• Riqualificazione e rilancio di aree industriali dismesse. Attraverso la creazione di incubatori tecnologici per lo sviluppo dell’idrogeno o “hydrogen valleys” si avrà la possibilità di implementare una filiera nazionale per la produzione, il trasporto, lo stoccaggio e l’utilizzo di idrogeno puntando su ricerca tecnologica, servizi ed infrastrutture.
• Opportunità di rilancio e competitività per il sistema Paese. L’Italia dispone di un settore industriale e di un settore della ricerca scientifica con competenze lungo tutta la filiera dell’idrogeno; tali settori potrebbero supportare efficientemente lo sviluppo del settore.
• Hub strategico a livello europeo: la posizione geografica, la presenza di una rete gas su tutto il territorio, e zone favorevoli per la produzione di FER rendono l’Italia un ottimo punto nodale per la diffusione dell’idrogeno in Europa.

Normativa e incentivi

Nel 2020 sono state pubblicate le  le linee guida preliminari sulla Strategia Nazionale sull’idrogeno, come orientamento in attesa della pubblicazione del documento finale, dove vengono indicate le linee guida per la creazione di un hub strategico per l’idrogeno in Italia.

• NORMATIVA
• Decreto Ministeriale 23 ottobre 2018 - Regola tecnica per le stazioni di rifornimento
  Decreto Ministeriale 7 luglio 2023 - Regola tecnica per gli impianti per la produzione di idrogeno da elettrolisi
• INCENTIVI
• Con la pubblicazione del PNRR, in particolare con la missione M2 “Rivoluzione verde e transizione ecologica”, sono partiti i primi investimenti per lo sviluppo di una filiera idrogeno, grazie ai bandi per la produzione di idrogeno in aree dismesse (Hydrogen Valleys), la sperimentazione in ambito ferroviario, la costruzione di infrastrutture di rifornimento stradale, i bandi ricerca e sviluppo e la sperimentazione nei settori hard to abate.
  Oltre ai finanziamenti nazionali sono stati messi in pratica diversi investimenti europei (IPCEI, Hydrogen Bank, Clean Hydrogen Partnetship).