20 Settembre 2021
Energia Fonti rinnovabili

Idrogeno rinnovabile: a costi competitivi con quello fossile entro il 2030

L’idrogeno rinnovabile ovvero prodotto con l’elettricità derivante da fonti rinnovabili, secondo l’Agenzia Internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), potrebbe competere sui costi con le opzioni basate sui combustibili fossili entro il 2030, per effetto di una combinazione di riduzione dei costi per l’energia solare ed eolica, le migliorate prestazioni della tecnologia e dell’implementazione a livello di scala degli elettrolizzatori .

Per le sue caratteristiche, l’idrogeno può essere considerato un vettore energetico indispensabile per la neutralità climatica e per la decarbonizzazione dell’economia poiché può essere impiegato nei settori che contribuiscono maggiormente alle emissioni climalteranti, dall’industria pesante (es. industria chimica e siderurgica) al trasporto pesante e a lunga percorrenza (es. veicoli commerciali pesanti e bus), dal trasporto ferroviario non elettrificato fino al residenziale, per il quale vengono esaminati vari tipi di impieghi in particolare nel riscaldamento.

Le tecnologie per la sua produzione sono ormai mature, ma un freno alla loro introduzione sono stati i costi, finora non competitivi con le fonti fossili, tant’è che il 95% dell’attuale produzione è costituito da idrogeno grigio e blu (per i colori vedi la scheda ENI) che utilizzano fonti fossili e, quindi, emettono CO2.

Quello che serve invece per procedere velocemente verso la riduzione delle emissioni, in linea con gli obiettivi dell’Accordo di Parigi per la fine del secolo e con quelli annunciati da vari Paesi per la neutralità climatica entro il 2050, è l’idrogeno verde che si ottiene con l’impiego di fonti rinnovabili.

Per poter rendere competitivo l’idrogeno verde è necessario abbattere i costi sotto i 2 dollari al kg che recenti analisi indicano come il punto di svolta per rendere l’idrogeno verde e i suoi derivati la risorsa energetica ideale per vari settori. 

Secondo l’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) che ha pubblicato il 17 dicembre 2020 il RapportoGreen Hydrogen Cost Reduction: scaling up electrolysers to meet the 1.5 C climate goal”, l’idrogeno prodotto con l’ elettricità rinnovabile potrebbe competere sui costi con le alternative ai combustibili fossili entro il 2030, grazie ad una combinazione di riduzione dei costi per l’energia solare ed eolica, le migliorate tecnologie e l’implementazione a livello di scala degli elettrolizzatori.

Il Rapporto esamina i fattori dell’innovazione e presenta le strategie che i Governi possono adottare per ridurre il costo degli elettrolizzatori del 40% a breve termine e fino all’80% a lungo termine.

L’idrogeno rinnovabile può essere un punto di svolta negli sforzi globali per decarbonizzare le nostre economie – ha affermato il Direttore generale di IRENA, Francesco La CameraÈ necessario livellare il campo di gioco per colmare il divario di costo tra i combustibili fossili e l’idrogeno verde. L’idrogeno verde competitivo in termini di costi può aiutarci a costruire un sistema energetico resiliente che prospera sulle moderne tecnologie e abbraccia soluzioni innovative adatte al 21° secolo“.

Oggi, l’idrogeno verde è 2-3 volte più costoso dell’idrogeno blu, prodotto da combustibili fossili in combinazione con la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS). Il costo di produzione dell’idrogeno verde è determinato dal prezzo dell’elettricità rinnovabile, dal costo di investimento dell’elettrolizzatore e dalle sue ore di funzionamento. Le energie rinnovabili sono già diventate la fonte di energia più economica in molte parti del mondo, con aste che hanno raggiunto livelli di prezzo record inferiori a 20 dollari/MWh. Mentre l’elettricità a basso costo è una condizione necessaria per l’idrogeno verde competitivo, anche i costi di investimento per gli impianti di elettrolisi dovrebbero diminuire in modo significativo.

Nell’ambito della Campagna ONU “Race to zero” Campagna, è stata avviata recentemente l’iniziativa  “Green Hydrogen Catapult” che vede coinvolte 7 grandi aziende leader mondiali del settore energetico (tra cui la Snam), con l’obiettivo di accelerare la scala e la produzione di idrogeno verde di circa 50 volte nei prossimi 6 anni, mobilitando investimenti per circa 110 miliardi di dollari.

Il Rapporto individua le strategie e le politiche chiave per ridurre i costi per gli elettrolizzatori attraverso l’innovazione e il miglioramento delle prestazioni con l’obiettivo di scalare gli elettrolizzatori dai livelli odierni di megawatt a quelli multi-gigawatt (GW). La standardizzazione e la produzione in serie delle pile (stack) di elettrolizzatori, l’efficienza operativa nonché l’ottimizzazione dell’approvvigionamento dei materiali e delle catene di approvvigionamento saranno altrettanto importanti per ridurre i costi. Per questo, la capacità di produzione odierna inferiore a 1 GW dovrebbe crescere in modo massiccio oltre i 100 GW nei prossimi 10-15 anni.

Nella migliore delle ipotesi, l’utilizzo di elettricità rinnovabile a basso costo intorno ai 20 dollari/ MWh in grandi impianti di elettrolisi competitivi in termini di costi potrebbe produrre idrogeno verde a un costo competitivo già oggi con l’idrogeno blu. Se nel prossimo decennio si verificherà un rapido aumento a livello di scala e l’implementazione aggressiva di elettrolizzatori, l’idrogeno verde potrebbe quindi iniziare a competere sui costi con l’idrogeno blu entro il 2030 in molti Paesi, rendendolo più economico di altre alternative a basse emissioni di carbonio prima del 2040.

Precedentemente, IRENA aveva pubblicato un altro Rapporto Green hydrogen. A guide to policy making” che individua le principali barriere che impediscono la diffusione dell’idrogeno verde e le politiche necessarie per affrontarle, fornendo approfondimenti su come far diventare l’idrogeno verde un fattore chiave della transizione energetica a livello nazionale o regionale. I pilastri chiave del processo decisionale per l’idrogeno verde includono:
Strategia nazionale per l’idrogeno. Ogni Paese deve definire il proprio livello di ambizione per l’idrogeno, delineare la quantità di sostegno richiesto e fornire un riferimento sullo sviluppo dell’idrogeno per gli investimenti privati ​​e i finanziamenti.

Definizione delle priorità politiche. L’idrogeno verde può supportare un’ampia gamma di usi finali. I responsabili politici dovrebbero individuarli e concentrarsi sulle applicazioni che forniscono il massimo valore.

Garanzie di origine. Le emissioni di carbonio dovrebbero riflettersi sull’intero ciclo di vita dell’idrogeno. I regimi di origine devono includere etichette chiare per l’idrogeno e i prodotti a base di idrogeno per aumentare la consapevolezza dei consumatori e facilitare le richieste di incentivi.

Sistema di governance e politiche abilitanti. Man mano che l’idrogeno verde diventa mainstream, le politiche dovrebbero integrarlo nel più ampio sistema energetico. La società civile e l’industria devono essere coinvolte per massimizzare i benefici.

Ricordiamo che il Ministero italiano dello Sviluppo Economico (MiSE) a predisposto delle Linee Guida preliminari alla “Strategia nazionale dell’idrogeno” in conformità al Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima (PNIEC) e alla Strategia UE sull’idrogeno, sulle quali ha avviato una consultazione (scadenza 21 dicembre 2020) per poi adottare una vera e propria dettagliata Strategia Italiana per l’Idrogeno che verrà pubblicata all’inizio del 2021.

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