26 Gennaio 2023
Energia Fonti rinnovabili

Brevetti sull’idrogeno: per un futuro di energia pulita

Il rapporto EPO-IEA, che utilizza i dati dei brevetti sull’idrogeno per fornire un’analisi completa e aggiornata dell’innovazione nelle relative tecnologie, evidenzia che nell’ultimo decennio c’è stata una forte espansione verso le metodologie a basse emissioni come l’elettrolisi. Tra le maggiori richiedenti di brevetti, le italiane De Nora Spa per elettrolizzatori e la Danieli per la produzione di acciaio con l’utilizzo di idrogeno.

Una transizione di successo verso un futuro di energia pulita sarà supportata da rapidi cambiamenti nell’economia globale e nei modelli di consumo energetico delle persone e la tecnologia sarà al centro di molti di questi cambiamenti e quella per aumentare la produzione dell’idrogeno come vettore di energia pulita sarà la più rilevante.

Coordinare l’implementazione dell’intera catena del valore dell’energia dell’idrogeno è forse la più complessa di tutte le sfide tecniche che devono affrontare gli ingegneri energetici ed è talvolta difficile analizzare lo stato di tutte le aree tecnologiche coinvolte. In tal senso, i brevetti sull’idrogeno sono forti indicatori dell’attività di innovazione che possono fornire approfondimenti molto dettagliati sullo stato e sulla direzione della scienza.

Per compiere un’indagine completa, globale e aggiornata dei brevetti sull’idrogeno, l’Ufficio europeo dei brevetti (EPO) e Agenzia internazionale dell’energia (IEA) hanno pubblicato il 10 gennaio 2023 il Rapporto Hydrogen patents for a clean energy future. A global trend analysis of innovation along hydrogen value chains”, che copre le tecnologie per l’intera gamma di applicazioni per l’approvvigionamento, lo stoccaggio, la distribuzione, la trasformazione e l’uso finale dell’idrogeno, oltre ad introdurre nuove strategie di ricerca per confrontare l’innovazione incrementale relativa ai processi consolidati di combustibili fossili con le tecnologie emergenti motivate dalla sfida climatica.

Sfruttare il potenziale dell’idrogeno è una parte fondamentale della strategia europea per raggiungere la neutralità climatica entro il 2050 – ha affermato il Presidente dell’EPO, António Campinos Ma se l’idrogeno deve svolgere un ruolo importante nella riduzione delle emissioni di CO2, è urgentemente necessaria l’innovazione in una vasta gamma di tecnologie. Questo Rapporto rivela alcuni modelli di transizione incoraggianti tra Paesi e settori industriali, compreso il contributo importante dell’Europa all’emergere di nuove tecnologie dell’idrogeno. Inoltre, sottolinea il contributo delle start-up all’innovazione dell’idrogeno e la loro dipendenza dai brevetti per portare le loro invenzioni sul mercato“. 

Lo studio presenta le principali tendenze delle tecnologie dell’idrogeno dal 2011 al 2020, misurate in termini di famiglie di brevetti internazionali (IPF), ciascuna delle quali rappresenta un’invenzione di alto valore per la quale sono state depositate domande di brevetto presso due o più uffici brevetti in tutto il mondo. 

Fonte EPO

Dal rapporto emerge che la brevettazione globale dell’idrogeno è guidata dall’UE e dal Giappone, che rappresentano rispettivamente il 28% e il 24% di tutti gli IPF depositati in questo periodo. Entrambe le regioni hanno visto anche una crescita significativa nell’ultimo decennio. I paesi leader in Europa sono la Germania (11% del totale mondiale), la Francia (6%) e i Paesi Bassi (3%). Al contrario, gli Stati Uniti, con il 20% di tutti i brevetti relativi all’idrogeno, sono l’unico grande centro di innovazione a vedere diminuire le domande di brevetto internazionale sull’idrogeno nell’ultimo decennio. L’attività di brevettazione internazionale nelle tecnologie dell’idrogeno è rimasta modesta anche in Corea del Sud e Cina, seppure in aumento. Oltre a questi cinque principali centri di innovazione, altri paesi che generano volumi significativi di brevetti sull’idrogeno includono il Regno Unito, la Svizzera e il Canada.

EPO e IEA sottolineano che le tecnologie per la produzione di idrogeno hanno rappresentato il maggior numero di brevetti sull’idrogeno nel periodo 2011-2020 e le innovazioni a basse emissioni hanno generato più del doppio del numero di brevetti internazionali rispetto alle tecnologie consolidate.

Quantunque la produzione globale di idrogeno sia attualmente quasi interamente basata sui combustibili fossili, i dati sui brevetti mostrano un massiccio spostamento verso metodi alternativi a basse emissioni come l’elettrolisi. Le tecnologie motivate dalle preoccupazioni climatiche hanno rappresentato quasi l’80% di tutti i brevetti relativi alla produzione di idrogeno nel 2020, con una crescita guidata principalmente da un forte aumento dell’innovazione nell’elettrolisi. Le regioni più innovative sono ora in competizione per ospitare la prima fase del roll out industriale e i dati indicano che l’Europa sta distanziando il resto del mondo come area per investimenti in nuova capacità di produzione di elettrolizzatori.

Tra le aziende principali depositarie di brevetti negli elettrolizzatori, c’è De Nora SpA , una multinazionale italiana specializzata in elettrochimica e leader nelle tecnologie sostenibili e nell’industria dell’idrogeno verde, che per quantità di brevetti depositati in questo segmento, è preceduta solo dalla giapponese Asahi Kasei, e che lo scorso dicembre ha presentato il progetto di un’Italian Gigafactory che mira alla produzione di elettrolizzatori per la generazione di idrogeno verde e alla realizzazione di componentistica per celle a combustibile, usate nella produzione di energia senza emissione di CO2.

Il settore automobilistico, tra le molte potenziali applicazioni di uso finale, è stato a lungo al centro dell’innovazione e i brevetti in questo settore continuano a crescere, guidati principalmente dal Giappone. Lo stesso slancio non è ancora visibile in altre applicazioni per l’uso finale, nonostante la politica concertata e l’attenzione dei media negli ultimi anni sul potenziale dell’idrogeno di decarbonizzare i trasporti a lunga distanza, l’aviazione, la produzione di energia e il riscaldamento. Ciò solleva preoccupazione per gli impegni di emissioni nette zero dei Paesi, che non possono essere raggiunti senza affrontare la dipendenza dai combustibili fossili di questi settori.

Un aspetto positivo riguarda l’uso dell’idrogeno per decarbonizzare la produzione di acciaio, per il quale è visibile un recente aumento dei brevetti, forse in risposta al consenso post-Accordo di Parigi, secondo cui il settore ha bisogno di soluzioni radicali per ridurre rapidamente le emissioni, con l’auspicio che nei prossimi anni possa essere fortemente sostenuto.

Tra i principali depositari di brevetti per la produzioni di acciaio con l’uso di idrogeno c’è Danieli, azienda leader a livello mondiale nella produzione di impianti siderurgici che aspira a diventare anche leader tecnologico nel campo della riduzione delle emissioni di CO2 con l’utilizzo dell’idrogeno.

Le aziende chimiche e automobilistiche depositano la maggior parte dei brevetti sull’idrogeno
L’innovazione nelle tecnologie consolidate dell’idrogeno è dominata dall’industria chimica europea, come attesta la classifica dei principali richiedenti di brevetto. L’eredità di competenze in questo settore le ha anche dato un vantaggio nelle tecnologie climatiche come l’elettrolisi e le celle a combustibile. Anche le aziende automobilistiche sono attive, e non solo nella tecnologia dei veicoli. Dietro di loro, le Università e gli Istituti di ricerca pubblici hanno generato il 13% di tutti i brevetti internazionali relativi all’idrogeno nel periodo 2011-2020, con istituzioni francesi e coreane in cima alla classifica e con un focus sui metodi di produzione di idrogeno a basse emissioni come l’elettrolisi.

Le start-up dell’idrogeno con brevetti attirano finanziamenti
Lo studio rileva inoltre che oltre la metà dei 10 miliardi di dollari di investimenti in capitale di rischio nelle imprese dell’idrogeno nel 2011-2020 è andata a start-up con brevetti, nonostante rappresentino meno di un terzo delle start-up nel set di dati. Il possesso di un brevetto è un buon indicatore del fatto che una start-up continuerà ad attrarre finanziamenti: oltre l’80% degli investimenti in fase avanzata nelle start-up dell’idrogeno nel 2011-2020 è andato a società che avevano già depositato una domanda di brevetto in aree come elettrolisi, celle a combustibile o metodi a basse emissioni per produrre idrogeno dal gas. 

“L’idrogeno proveniente da fonti a basse emissioni può svolgere un ruolo importante nelle transizioni energetiche pulite con il potenziale per sostituire i combustibili fossili nelle industrie in cui esistono poche alternative pulite, come il trasporto a lungo raggio e la produzione di fertilizzanti” – ha affermato Fatih Birol, Direttore esecutivo dell’IEA – Questo studio mostra che gli innovatori stanno rispondendo al necessità di catene di approvvigionamento di idrogeno competitive, ma identifica anche le aree, in particolare tra gli utenti finali, in cui è necessario uno sforzo maggiore. Continueremo ad aiutare i governi a stimolare l’innovazione per tecnologie energetiche pulite sicure, resilienti e sostenibili“. 

Segnaliamo che il 25 gennaio 2023 si svolgerà il Webinar Technology Watch, organizzato da Elettricità Futura, la principale Associazione delle imprese italiane che operano nel settore elettrico e CESI, la Società di consulenza tecnica e ingegneria leader a livello mondiale nel campo della tecnologia e dell’innovazione per il settore dell’energia elettrica, sulle attuali tecnologie e sulle frontiere più innovative legate alla produzione di idrogeno, approfondite attraverso l’esperienza e la visione degli operatori di mercato, nel corso del quale si affronteranno le più recenti evoluzioni del quadro normativo e regolatorio dell’idrogeno. Per partecipare gratuitamente ci si può iscrivere al seguente link.

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