FILTRATA L’AMBIZIOSA STRATEGIA EUROPEA SULL’IDROGENO (Soprattutto Nordica…)

Oilprices ha fatto filtrare un documento sulla strategia relativa all’idrogeno a livello europeo. Un documento interessante anche perché spiega come e chi utilizzerà i fondi del Recovery Fund che, come confermato dalla presidenza teutonica, saranno concessi solo per progetti verdi. Si tratta di progetti mirati solo a specifiche aree, a specifiche nazioni. 

Nel panorama delle tecnologie di energia rinnovabile, il potenziale dell’idrogeno è visto in diversi settori. È ciò che l’AIE definisce una tecnologia di “integrazione”, cioè che permette di collegare diverse fonti di energia con i diversi utilizzi, permettendo di spingere con forza verso la decarbonizzazione , cioè verso fonti di energia che non liberino carbonio nell’ambiente. Può rendere più efficienti le fonti energetiche pulite e aumentare la flessibilità generale del sistema. Ciò che ha aumentato il suo fascino, oltre alla necessità di base per affrontare i cambiamenti climatici, è il notevole calo del costo delle energie rinnovabili, che rende più fattibile la produzione su larga scala di idrogeno a basse emissioni di carbonio. Questi fattori hanno motivato un numero crescente di piani e progetti pilota in tutto il mondo, raggiungendo un punto culminante di annunci per nuovi progetti l’anno scorso.

Ora stanno iniziando ad apparire i contorni di come funzionerà l’idrogeno nei futuri sistemi energetici e i percorsi per arrivarci. Una regione di particolare importanza è il nord Europa.  /
Ma è un momento critico in cui lo slancio è rallentato in gran parte a causa della pandemia. Con il recupero, non è certo che gli investimenti in idrogeno a basse emissioni di carbonio continueranno a crescere. Saranno richiesti impegni forti e specifici da parte di aziende e governi per stimolare la domanda e favorire i mercati.

Un’enfasi mutevole

L’attuale produzione mondiale attuale di idrogeno a basse emissioni di carbonio è una piccola quantità. Tuttavia, vi è una crescente attività su più fronti, con nuovi progetti pilota e primi progetti commerciali che appaiono con uno slancio senza precedenti fino a quest’anno. Suggeriscono in che modo governo e imprese daranno vita a mercati puliti dell’idrogeno.
Gli esperti hanno notato un cambiamento nell’enfasi. Fino a poco tempo fa, il settore dei trasporti è stato al centro dell’attenzione per l’idrogeno pulito, con sforzi per sviluppare veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV) e stazioni di rifornimento di idrogeno. Sono stati fatti alcuni notevoli passi avanti. Secondo l’AIE, il mercato FCEV ha continuato ad espandersi soprattutto in Cina, Giappone e Corea. E alla fine del 2019, c’erano 470 stazioni di rifornimento di idrogeno in funzione in tutto il mondo, con un aumento di oltre il 20% rispetto al 2018 (ma numeri ancora adeguati solo a livello locale come sperimentazione, NdA). C’è stata persino la produzione di due treni a celle a combustibile da parte di Alstom in Germania, con altre in arrivo il prossimo anno. ma l’area di attività si sta espandendo oltre i trasporti. Governi e aziende stanno lavorando insieme per aumentare l’idrogeno verde con progetti in tecnologie chiave per l’uso finale e produzione a basse emissioni di carbonio (ma, evidentemente, sempre da fonti di idrocarburi , NdA). Sebbene il punto di partenza sia veramente di base, i nuovi progetti prevedono l’impiego su larga scala di elettrolizzatori da cento megawatt. Hanno applicazioni nell’industria pesante, nella produzione chimica, nel calore per le città e nell’importante area di stoccaggio dell’energia.
Uno sguardo ad alcuni importanti progetti mostra l’estensione della pianificazione per l’elettrolisi su larga scala, le applicazioni industriali e lo spiegamento di reti a gas per trasportare idrogeno per molteplici scopi. Questi compaiono nel database dei progetti sull’idrogeno dell’AIE, che offre un registro completo dei progetti di idrogeno a basse emissioni di carbonio commissionati, in pianificazione o costruzione in tutto il mondo negli ultimi vent’anni. È possibile accedere al database online.

Un Nord Europa alla guida.

L’enfasi mutevole può essere vista soprattutto nel Nord Europa, dove ora si trovano grandi concentrazioni di progetti. Le energie rinnovabili alimenteranno gli elettrolizzatori per produrre idrogeno per le industrie dei centri industriali settentrionali. Altri progetti si concentrano su energia e calore per i distretti urbani. Le applicazioni chiave includono elettrolisi su larga scala, cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS) e utilizzo di reti di gas naturale.

Alcuni importanti progetti sono descritti brevemente qui.
Elettrolisi: ci sono una serie di progetti pianificati per elettrolizzatori a idrogeno che produrrebbero idrogeno da elettricità decarbonizzata. I progetti tedeschi e francesi sono leader.
In Germania, un progetto power-to-gas a Emsland nella regione della Ruhr è stato chiamato “Hybridge” per la sua capacità di accoppiare reti elettriche e gas. In una partnership del gestore del sistema di trasmissione Amprion e dell’operatore della rete di gas Open Grid Europe (OGE), l’elettricità prodotta da energia rinnovabile verrà convertita, mediante elettrolisi, in idrogeno e metano. Le società implementeranno un elettrolizzatore da 100 MW, con l’idrogeno risultante trasportato da un gasdotto OGE e la rete di gasdotti esistente in tutta la Ruhr e oltre. L’inizio del progetto è previsto per il 2023.
In Francia, nella regione di Les Hauts de France, nei dintorni di Dunkerque, uno dei progetti più ambiziosi di energia elettrica a gas costruirà cinque unità di produzione di elettrolizzatori a idrogeno da 100 MW in cinque anni. Il progetto, una partnership tra l’industria francese H2V e la norvegese HydrogenPro, introdurrà idrogeno nella rete di distribuzione del gas naturale al fine di decarbonizzare il gas naturale utilizzato per il riscaldamento e la cottura nonché per i trasporti.Questi ambiziosi progetti europei hanno controparti di elettrolisi su larga scala in Nord America.

Il più notevole è un progetto di Renewable Hydrogen Canada (RH2C), con sede nella Columbia Britannica, che è supportato da un’utilità del settore privato e da investitori. La società prevede di costruire un grande impianto di elettrolisi nel BC, per produrre idrogeno rinnovabile attraverso l’elettrolisi dell’acqua alimentata da energia idroelettrica locale e si snoda al largo delle Montagne Rocciose. Nel frattempo, negli Stati Uniti, la ricerca dedicata all’elettrolisi per la produzione di idrogeno da fonti rinnovabili è incentrata nell’Ufficio per l’efficienza energetica e le energie rinnovabili del Dipartimento dell’Energia.

Industria: la maggior parte dell’attuale domanda di idrogeno riguarda la raffinazione del petrolio, il settore chimico e la produzione di acciaio. Pertanto, la principale opportunità a breve termine per ridurre le emissioni nel settore industriale è quella di sostituire l’idrogeno a combustibile fossile con idrogeno elettrolitico prodotto da fonti rinnovabili (idrogeno “verde”) o con CCUS (idrogeno “blu”). Ciò è possibile nella produzione di sostanze chimiche come ammoniaca e metanolo e nella raffinazione del petrolio. E l’idrogeno elettrolitico sta guadagnando slancio nella produzione dell’acciaio, con un grande impianto dimostrativo in costruzione in Svezia che dovrebbe essere operativo entro il 2025.
Lo sviluppo di infrastrutture che accoppiano la produzione convenzionale di idrogeno con CCUS sta procedendo in una vasta gamma di applicazioni. Secondo l’AIE, alla fine del 2019 erano in corso sei progetti con una produzione annua totale di 350.000 tonnellate di idrogeno a basse emissioni di carbonio. Inoltre, sono stati annunciati più di 20 progetti da lanciare negli anni ’20, per lo più parte nei paesi intorno al Mare del Nord.

Uno di questi progetti, noto come H-vision, realizzerà un’infrastruttura a idrogeno blu nell’area del porto di Rotterdam nei Paesi Bassi. Consisterà nella produzione di idrogeno con CCUS in quattro impianti di reforming a vapore, con una capacità totale di 15-20 tonnellate di produzione di idrogeno all’ora. Produrranno idrogeno per gli impianti industriali nel porto, con la conseguente CO2 da sequestrare nei giacimenti di gas impoveriti sotto il Mare del Nord o utilizzata nella produzione chimica. Il consorzio contiene 14 parti all’interno del porto e altre nella catena di processo. A partire da uno studio di fattibilità del 2019, il loro obiettivo è realizzare il progetto completo entro il 2030.

Griglia del gas: secondo l’AIE, diversi progetti in tutto il mondo stanno già iniettando idrogeno nelle reti di gas naturale esistenti. È possibile miscelare fino al 20% di idrogeno su base volumetrica in una griglia del gas con modifiche minime o addirittura nulle all’infrastruttura o agli elettrodomestici degli utenti finali.
Un enorme progetto pilota per convertire le reti del gas in idrogeno nel nord dell’Inghilterra è in programma ora. Annunciato per la prima volta nel 2016, il progetto H21 Nord dell’Inghilterra (H21 NoE), è una collaborazione di due distributori di gas britannici, Northern Gas Networks e Cadent, e la norvegese Equinor (precedentemente Statoil). Hanno prodotto un modello di idrogeno che utilizzerà l’attuale infrastruttura di distribuzione di gas naturale a servizio di una regione di 5 milioni di abitanti, comprese diverse grandi città per utenti domestici e industriali, con applicazioni come calore, energia e trasporti.

I pianificatori del progetto lo vedono come un modo per raggiungere la “profonda decarbonizzazione” che non poteva essere raggiunta con la sola energia elettrica rinnovabile. Per fare ciò richiederà la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS). Il ruolo di Equinor è quello di costruire un impianto di produzione di idrogeno utilizzando un processo di reforming standard con gas naturale. La CO2 catturata verrà trasportata offshore allo stoccaggio sottomarino. Una pipeline di trasmissione dell’idrogeno appositamente costruita si collegherà alle reti locali di distribuzione del gas. La nuova conduttura di trasmissione è necessaria perché l’iniezione di idrogeno nelle condotte di trasmissione del gas è più difficile (sebbene Snam dell’Italia abbia già dimostrato la fattibilità di miscelare l’idrogeno fino al 10% nelle reti di trasmissione del gas).
L’implementazione del progetto avverrà tra il 2028 e il 2034. Si prevede che raggiungerà una profonda decarbonizzazione del 14% della domanda di calore del Regno Unito entro il 2034. La sua larga scala e un impatto significativo sulle emissioni di carbonio renderanno H21 NoE la prima economia mondiale dell’idrogeno su scala. Se dovesse avere successo, getterà le basi per espandere tale sistema in tutto il Regno Unito, decarbonizzando una grande percentuale di calore, trasporto e energia domestica entro il 2050. In effetti servirà da modello per molti altri paesi.
Un progetto più modesto in Francia si chiama GRHYD (Gestion des Réseaux per l’iniezione d’Hydrogène pour Décarboner les énergies, ovvero la gestione della rete attraverso l’iniezione di idrogeno per la decarbonizzazione dell’energia). Lanciato nel 2018, è gestito dalla società di servizi energetici Engie con partner locali e supporto del governo francese. L’attuale fase è un progetto power-to-gas che impiega energia rinnovabile per fondere fino al 20% di idrogeno nella rete del gas naturale per un distretto di Dunkerque. Sta dimostrando la fattibilità tecnica di questo approccio per uso domestico.

Un momento critico

Il mese scorso l’AIE ha pubblicato il suo rapporto speciale annuale sulle prospettive energetiche mondiali con il titolo “Recupero sostenibile”. In esso, l’agenzia colloca l’idrogeno tra i sei settori chiave su cui i governi dovrebbero concentrarsi per la ripresa economica, invitandoli a “dare impulso all’innovazione nella tecnologia cruciale” aree che includono idrogeno, batterie, CCUS e piccoli reattori nucleari modulari”.

E in un recente rapporto sul monitoraggio dell’integrazione energetica 2020, l’AIE definisce l’idrogeno una delle numerose tecnologie di integrazione “sempre più cruciali” per una transizione energetica a basse emissioni di carbonio. Il rapporto rileva che lo scorso anno si è sviluppato un importante slancio politico, che elenca dieci iniziative internazionali e piani nazionali che sono apparsi nel 2019. Questi includono discussioni di alto livello sul G20 e piani di definizione degli obiettivi da parte di Corea, Giappone, Paesi Bassi, Australia e Canada.

Chiaramente il movimento dell’idrogeno è in un momento critico quando è richiesta una continua innovazione. Il ruolo del governo rimarrà importante man mano che le industrie alle prime armi cercheranno di ampliare e trovare mercati. I governi dovranno fornire un sostegno diretto e mirato a progetti in grado di realizzare progressi tecnici e di mercato. E dovranno aiutare a stimolare la domanda in settori in cui compaiono buone opportunità a breve termine.

Il Nord Europa, dove i progetti di idrogeno a basse emissioni di carbonio stanno appena iniziando a guadagnare dimensioni significative, sarà una regione importante da tenere d’occhio. Il lavoro svolto in tutta la regione dovrebbe produrre miglioramenti tecnologici su una vasta gamma di applicazioni ed espandere l’uso dell’idrogeno a nuove applicazioni. Il successo in questa regione aiuterà altri paesi e regioni a continuare a perfezionare le loro strategie e tabelle di marcia sull’idrogeno e a fissare obiettivi realistici per la diffusione di tecnologie specifiche.