Le istituzioni più evolute hanno tracciato la strada per ridurre le emissioni di CO2, senza pregiudicare il progresso industriale e sociale. Tale strada verso una nuova industria “Carbon Neutral” è ben sintetizzata dall’espressione “Power-to-X”, ovvero l’insieme delle tecnologie che mirano a convertire l’energia elettrica rinnovabile in carburanti sintetici (detti appunto E-Fuel) e idrogeno che, insieme ai biocarburanti, rappresentano l’alternativa più credibile ai combustibili fossili che contribuiscono invece in modo sostanziale alle emissioni di CO2. Il mercato potenziale è enorme, si stima che la domanda del solo idrogeno globale possa raggiungere 500 megaton entro il 2050.
Un primo limite per l’applicazione pratica di queste tecnologie orientate alla generazione di e-fuels da energia elettrica rinnovabile è rappresentanto dall’enorme quantità di energia elettrica rinnovabile necessaria a produrre l’idrogeno : tra 37 e 60 MWh/ton H2. La natura, però, viene in soccorso… infatti, sole e vento sono disponibili – in linea di principio - in quantità infinita, pertanto il costo marginale dell’energia elettrica di origine fotovoltaica ed eolica tende a zero, almeno dove sole e vento sono presenti in abbondanza. L’idrogeno supera i limiti dell’intermittenza delle energie rinnovabili e consente di immagazzinare e trasportare l’energia ricavata da sole e vento per utilizzarla dove serve e quando serve senza emissioni di CO2
Ciascun progetto di transizione energetica deve poter contare su un approccio tecnologicamente neutrale. Nel caso dell’idrogeno da elettrolisi, analisi e simulazioni basate sulle principali tecnologie disponibili sul mercato degli elettrolizzatori (PEM, ALKALINO, AEM, SOEC), conducono al percorso di transizione energetica più opportuno.
Un secondo limite dell’idrogeno in se, è rappresentato dalla sua bassa densità energetica per unità di volume dell’idrogeno, ovvero in un metro cubo di spazio l’idrogeno a pressione atmosferica contiene poca energia rispetto ad altri gas (ad esempio il metano). Esistono rimedi a tale bassa densità energetica dell’idrogeno che consistono nella compressione ad alta pressione, liquefazione, o ancora la combinazione dell’idrogeno con liquidi o gas organici non biologici.
Gli stessi e-fuels, quali ad esempio il metano e il metanolo verde, rappresentano essi stessi un metodo per aumentare la densità energetica dell’idrogeno utilizzando proprio la CO2, e offrono il grande vantaggio di poter essere utilizzati con le infrastrutture esistenti. Evidentemente la CO2 utilizzata per comporre e-fuels non deve incrementare il livello di CO2 in atmosfera (può ad esempio essere dapprima catturata dall’aria e poi reimmessa in atmosfera).
L’enorme dispendio energetico necessario per la cattura della CO2 dall’aria, rappresenta una delle sfide tecnologiche e infrastrutturali più rilevanti nell’ambito della transizione energetica.
L’Unione Europea ha dato uno slancio poderoso alla transizione energetica e definito un quadro regolatorio che consente di porre basi solide ai progetti di transizione energetica; gli atti delegati 1184/2023 e 1185/2023, la direttiva sull’energia rinnovabile RED III ne sono un esempio. La nuova definizione di idrogeno rinnovabile in essi presente, la correlazione geografica tra elettrolizzatori e impianti di energia elettrica rinnovabile, la sincronia tra produzione di energia elettrica e la produzione di idrogeno, le prescrizioni sui biocarburanti e E-Fuels, sono nuovi temi rispetto a quanto affrontato tradizionalmente nell’industria dell’Oil & Gas che necessitano di nuove competenze.