L’idrogeno “Bianco” o “Dorato”: l’alternativa che costa un dodicesimo rispetto a quello verde

Il fermento intorno all’idrogeno naturale – definito idrogeno bianco o dorato – sta guadagnando slancio a livello globale come un potenziale cambiamento nella ricerca di fonti energetiche a basso contenuto di carbonio ed efficaci dal punto di vista dei costi. La ricerca di Rystad Energy mostra che alla fine dello scorso anno, 40 aziende erano alla ricerca di depositi di idrogeno naturale, rispetto alle sole 10 del 2020. Attualmente, sono in corso attività esplorative in Australia, Stati Uniti, Spagna, Francia, Albania, Colombia, Corea del Sud e Canada.

Uno degli elementi più promettenti dell’idrogeno bianco è il suo vantaggio in termini di costi rispetto ad altre forme di idrogeno, grazie alla sua presenza naturale. L’idrogeno grigio, prodotto da combustibili fossili, costa in media meno di 2 dollari per chilogrammo (kg) di idrogeno, mentre l’idrogeno verde, prodotto utilizzando energia elettrica rinnovabile, è attualmente più di tre volte più costoso. Si prevede che il costo dell’idrogeno rinnovabile scenderà con il calo dei prezzi degli elettrolizzatori nei prossimi anni; tuttavia, l’idrogeno bianco sarebbe ancora più economico.

Attualmente, il produttore Hydroma, con sede in Canada, estrae idrogeno bianco in Africa  a un costo stimato di 0,5 dollari al kg, cioè un dodicesimo del prezzo attuale di quello verde. A seconda della profondità e della purezza del giacimento, i progetti in Spagna e Australia mirano a un costo di circa 1 dollaro al kg, consolidando la competitività di prezzo dell’idrogeno bianco.

Oltre al vantaggio dei costi, l’idrogeno bianco può anche avere una bassa intensità di carbonio. Con un contenuto di idrogeno dell’85% e una contaminazione minima di metano, l’intensità di carbonio è di circa 0,4 kg di anidride carbonica equivalente (CO2e) per kg di gas idrogeno (H2) – comprese le emissioni incarnate e le emissioni di idrogeno. Con il 75% di idrogeno e il 22% di metano, l’intensità sale a 1,5 kg di CO2e per kg di H2.

Sebbene sia ancora agli inizi e con molte incertezze, l’idrogeno bianco ha il potenziale per essere una svolta per il settore dell’idrogeno pulito, in quanto risorsa naturale accessibile e pulita, spostando così il ruolo dell’idrogeno da vettore energetico a parte dell’approvvigionamento energetico primario. Tuttavia, le dimensioni effettive delle riserve non sono ancora chiare e le sfide del trasporto e della distribuzione dell’idrogeno rimangono.

Grazie all’Inflation Reduction Act degli Stati Uniti, le aziende possono ricevere crediti d’imposta sulla produzione (PTC) quando l’intensità di carbonio del ciclo di vita è inferiore a 4 kg di CO2e per kg di H2. Il livello più alto di PTC concede 3 dollari per kg se la produzione di idrogeno raggiunge la soglia di intensità di carbonio di 0,45 kg CO2e per kg H2. Pertanto, la produzione di idrogeno bianco a basse emissioni di carbonio negli Stati Uniti potrebbe essere idonea per il PTC più alto, rendendola interessante per i produttori.

L’idrogeno naturale, una sorpresa

Nonostante la prima scoperta accidentale, avvenuta circa 37 anni fa nel Mali, in precedenza si riteneva improbabile l’accumulo di idrogeno nel sottosuolo, a causa della capacità dell’idrogeno di filtrare attraverso gli strati rocciosi. Tuttavia, oggi sono disponibili nuove apparecchiature, come le sonde di gas che rilevano l’idrogeno, per rilevare l’idrogeno disciolto nelle formazioni rocciose a profondità fino a 1.500 metri. Queste sonde utilizzano spettrometri per misurare e analizzare i gas disciolti nei pozzi profondi. I ricercatori stanno attualmente sviluppando sonde che possono raggiungere profondità maggiori, fino a 3.000 metri sottoterra.

L’idrogeno bianco viene prodotto principalmente attraverso reazioni naturali, come la serpentinizzazione, in cui l’acqua reagisce con minerali ricchi di ferro a temperature elevate. Una serpentinizzazione potenziata, utilizzando catalizzatori come la magnetite, potrebbe contribuire ad accelerare le reazioni naturali di produzione di idrogeno.

La radiolisi dell’acqua è un’altra fonte di idrogeno naturale. Questo processo prevede che gli elementi radioattivi all’interno della crosta terrestre scindano l’acqua grazie alle radiazioni ionizzanti e si tratta di un fenomeno conosciuto nei reattori moderati ad acqua,m.

Il Governo del Sud Australia ha aggiunto l’idrogeno all’elenco delle sostanze regolamentate nel 2021. Questo ha portato molte aziende a richiedere permessi di esplorazione nella regione, e Gold Hydrogen ha ottenuto una licenza di cinque anni per sviluppare il suo progetto Ramsay. L’azienda ha trovato alte concentrazioni di idrogeno fino all’86% durante la perforazione alla fine del 2023. Gold Hydrogen prevede di condurre ulteriori perforazioni nel 2024 e di lanciare uno studio di fattibilità pilota.

I governi di Paesi come la Francia e gli Stati Uniti hanno promesso un sostegno finanziario per accelerare l’esplorazione e l’estrazione di progetti di idrogeno naturale. Attualmente esiste solo un progetto operativo di idrogeno bianco a Bourakebougou, nel Mali, che produce circa 5 tonnellate di idrogeno all’anno. Questo progetto su piccola scala è in funzione da un decennio e fornisce energia a un villaggio. Altri progetti in varie parti del mondo sono ancora in una fase iniziale di esplorazione, mentre la prima produzione europea di idrogeno naturale dovrebbe iniziare nel 2029.