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Inodore e invisibile, l’idrogeno è l’elemento più abbondante nell’universo. E ha il potenziale per fornire una fonte di energia pulita e quasi infinita. È già usato nella raffinazione del petrolio e nella fabbricazione di fertilizzanti. Ma nonostante gli sforzi e un sacco di pubblicità, non è mai decollato come combustibile. Questo potrebbe cambiare quando la necessità di affrontare il cambiamento climatico diventa più acuta.
Gli analisti concordano sul fatto che gran parte dell’economia globale può essere decarbonizzata a breve termine elettrificando le cose, come le auto e il riscaldamento, e utilizzando le energie rinnovabili per generare energia. Ma qualcos’altro sarà necessario per ripulire altri settori ad alta intensità di carbonio, come l’aviazione, la navigazione, il trasporto a lungo raggio e l’industria pesante, come il cemento e la produzione di acciaio. Inserite l’idrogeno. Il gas idrogeno non emette carbonio quando brucia. Ed è stato propagandato da alcuni come il sostituto ideale dei combustibili fossili in questi settori problematici.
Nonostante l’abbondanza dell’idrogeno come elemento, i suoi atomi non esistono da soli. Devono essere separati da altri elementi per essere utilizzati per fornire energia. Questo può essere fatto in un certo numero di modi diversi, ognuno codificato in base alle emissioni prodotte.
All’estremità più sporca della scala, c’è l’idrogeno marrone fatto dal carbone. L’idrogeno grigio si ottiene dal gas naturale. Un processo che crea ancora un sacco di rifiuti di carbonio. La varietà blu, più pulita, è fatta anch’essa da gas naturale, ma con una tecnologia di cattura del carbonio che immagazzina la CO2, piuttosto che riversarla nell’atmosfera.
L’idrogeno verde è in cima alla tabella ecologica. È prodotto dall’elettrolisi dell’acqua usando energia rinnovabile. Una corrente elettrica prodotta dal vento o dal sole scinde le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno. L’idrogeno verde sta attirando l’attenzione degli investitori e dei politici, mentre il mondo si affanna a ridurre le emissioni. Ma c’è un problema.
I costi dell’idrogeno verde rimangono troppo alti, circa 5 dollari al chilogrammo. Per essere competitivo con i combustibili fossili, questa cifra deve scendere sotto 1 dollaro. Gli analisti dicono che questo potrebbe accadere entro i prossimi decenni, o anche prima, dato che agenzie come il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ci stanno dentro con la ricerca e lo sviluppo.
]]>Se decolla, si stima che l’economia dell’idrogeno potrebbe valere fino a 2,5 miliardi di dollari entro il 2050.
Esistono diversi tipi di idrogeno: marrone, grigio, blu e verde, così definiti in base ai processi di produzione utilizzati.
A oggi i primi tre costituiscono la quasi totalità della produzione annua, ma presentano forti carenze in termini di impatto ambientale, in quanto sono prodotti a partire da combustibili fossili.
Al contrario l’idrogeno verde ricavato scindendo l’ossigeno e l’idrogeno dell’acqua utilizzando fonti rinnovabili offre una soluzione decisamente più sostenibile, sebbene tuttora poco economica.
Infatti l’idrogeno verde è ancora una delle fonti di energia più care, con un costo che spazia tra i 3 ed i 65 dollari al chilo.
Per fare un confronto, l’idrogeno grigio ottenuto dai combustibili fossili costa circa 1,8 dollari al chilo, ma grazie al progresso tecnologico ed alle economie di scala anche l’idrogeno verde potrebbe raggiungere presto un livello di costo adeguato.
Gli utilizzi dell’idrogeno più promettenti sono legati in primo luogo allo stoccaggio dell’energia, essendo molto semplice da conservare. Esso rappresenta infatti una soluzione per far fronte ai picchi e ai cali stagionali nella produzione di energia solare ed eolica.
L’idrogeno può essere utilizzato anche nei trasporti pesanti e di lungo raggio, per i quali dovrebbe diventare più conveniente del diesel gia nei prossimi 10 anni, e per tale tipologia di trasporti l’idrogeno risulta preferibile anche alle batterie elettriche, che presentano diverse criticità legate sia alla loro bassa intensità energetica che ai lunghi tempi di ricarica.
Non è un caso, quindi, che l’Unione Europea abbia previsto fino a 470 miliardi di euro di investimenti nell’idrogeno entro il 2050, mentre Bank of America prevede un giro d’affari a livello globale di ben 11 mila miliardi di dollari entro tale data.
In sintesi, nella sua veste sostenibile, quella verde, l’idrogeno potrebbe presto assumere un ruolo determinante nella lotta al cambiamento climatico, aprendo una strada che ha interessanti opportunità di investimento lungo l’intera catena del valore dalla produzione allo stoccaggio sino alla distribuzione.
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Le energie rinnovabili come l’eolico e il solare stanno diventando più economiche dei combustibili fossili nella maggior parte del mondo. Ma hanno bisogno di stoccaggio per fornire una fonte affidabile e costante di energia alle reti elettriche. È qui che entrano in gioco le batterie.
Le batterie agli ioni di litio, usate nei telefoni cellulari e nelle auto elettriche Tesla, sono attualmente la tecnologia di stoccaggio dominante. Possono essere collocate ovunque e fornire energia alla rete molto rapidamente. Ma saranno necessarie anche tecnologie di stoccaggio più economiche e di più lunga durata, la maggior parte delle quali non sono ancora efficaci dal punto di vista dei costi.
Più del 97 per cento dell’immagazzinamento di energia nel mondo è attualmente fatto pompando l’acqua fino a un alto serbatoio e poi rilasciandola, che aziona la turbina per creare elettricità. Il serbatoio agisce come un modo di immagazzinare energia, ma questi sistemi possono essere limitati dalla geografia e dalla crescente scarsità d’acqua.
Oggi, però, si investono miliardi in altre tecnologie di stoccaggio. In Cina stanno costruendo la più grande batteria al vanadio del mondo. Il vanadio è una materia prima usata dall’industria dell’acciaio. Usano grandi serbatoi di elettroliti caricati separatamente per immagazzinare energia, il che rende più facile espandere la capacità rispetto alle batterie convenzionali. Ma i prezzi del vanadio sono altamente volatili, il che potrebbe avere un impatto sul costo di produzione. I critici ritengono che le tecnologie devono essere basate su materiali più abbondanti, come l’alluminio, lo zolfo, il calcio e l’antimonio.
Altri stanno provando soluzioni fisiche naturali. Un’azienda tedesca sta immagazzinando energia riscaldando la roccia vulcanica della Norvegia con l’elettricità ad almeno 600 gradi Celsius. L’energia può essere immagazzinata per una settimana, ma l’obiettivo è di distribuire energia durante la notte. Un’altra opzione è l’idrogeno prodotto attraverso l’elettrolisi dell’acqua usando l’elettricità. Potrebbe immagazzinare energia per periodi di tempo più lunghi delle batterie al litio in caverne sotterranee o campi di petrolio e gas esauriti.
Ma nonostante i loro vari vantaggi, queste tecnologie avranno difficoltà a battere la scala di produzione degli ioni di litio, che è stata guidata dall’ondata di investimenti nelle auto elettriche negli ultimi dieci anni.
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Ecco una comunità accanto a una centrale a carbone. Si sveglia ogni mattina con le case ricoperte da un nuovo strato di cenere, dal fumo eruttato dagli impianti. Korba è uno dei luoghi più inquinati del Pianeta, ma a soffrirne non è solo la zona che lavora il carbone. Tutta l’India dipende mortalmente dai combustibili fossili. L’India ospita 22 dei 30 luoghi più inquinati del Pianeta. A Delhi, la capitale, in media, i residenti perdono 9,4 anni della loro aspettativa di vita. Nel 2020 i cieli si sono brevemente schiariti durante il fermo imposto dal Corona virus, mentre le auto rimanevano spente, le fabbriche chiuse, e le centrali elettriche rallentavano la produzione. Ma lo scompenso economico ha messo 400 milioni di indiani a rischio di una povertà ancora peggiore.
L’India non dovrebbe sacrificare lo sviluppo in cambio di aria respirabile. Esiste un modo migliore. L’India ha l’opportunità storica di un’industrializzazione attraverso l’energia pulita. Ecco il motivo per cui ho attraversato mezzo mondo, dagli Stati Uniti all’India, per unirmi a ReNew Power, la più grande azienda indiana di energia rinnovabile, come Direttore Tecnico. Dopo due anni di viaggi attraverso il Paese, ho visto germogliare ovunque il boom di un’energia pulita in erba, che mi ha dato la speranza che l’India potrà realizzare la transizione di fonti enegetiche più importante al mondo. Le sue scelte decideranno le sorti della lotta globale contro i cambiamenti climatici: se l’India sceglie i combustibili fossili per alimentare l’economia in crescita, le sue emissioni di CO2 cresceranno rendendola, in futuro, il numero uno al mondo, con le più alte emissioni del secolo.
Ma per la maggior parte degli indiani, i combustibili fossili rimangono un lusso, la maggior parte vive in zone rurali e fonti di legno, sterco di vacca e fonti bioenergetiche costituiscono i 2/3 del consumo energetico domestico. Solo il 6% degli indiani ha l’automobile, e il 2% aria condizionata. Gli indiani necessiteranno molta più energia per sfuggire alla povertà e vivere stili di vita moderni e dignitosi. Entro il 2050 la maggior parte vivrà in città, vorrà andare al lavoro in auto e rinfrescare la casa. Con il tempo, l’India diventerà il Paese più popolato al mondo, con una popolazione di 1,6 miliardi entro la metà del secolo. La sua economia potrebbe decuplicarsi e il suo fabbisogno energetico potrebbe quadruplicare.
Oggi carbone, petrolio e gas forniscono all’India 3/4 dell’energia, producono elettricità, riforniscono i veicoli, e alimentano le fabbriche. Se entro il 2050, l’India userà ancora le stesse proporzioni dai combustibili fossili, sarà un disastro per tutti, non da ultime le popolazioni locali, vulnerabili all’inquinamento, ai cambiamenti climatici e allo sfruttamento rapace di nuove miniere di carbone.
Al contrario, l’India può produrre energia rinnovabile, il cuore pulsante di un’economia ridefinita dal raggiungimento di tre audaci obiettivi, tutti allo stesso tempo. È una strada che nessun Paese nella storia ha mai preso, ma è possibile e questo momento storico lo richiede. In primo luogo, l’India dovrà costruire energia solare ed eolica su una scala e a una velocità senza precedenti, sostituendo le centrali a carbone. Secondo, l’India dovrà estendere la portata di quell’energia rinnovabile per alimentare settori dell’economia come l’industria e i trasporti, che tradizionalmente non hanno usato l’elettricità.
Terzo, l’India deve diventare radicalmente più efficiente dal punto di vista energetico. Ecco la mia proposta per raggiungere i tre obiettivi. In primo luogo, l’India deve costruire migliaia di gigawatt di energia solare ed eolica. In pratica, avrà energia rinnovabile più che sufficiente ad alimentare tutta l’America. Fortunatamente, l’India è abbondantemente baciata dai raggi del sole. In teoria, il suo fabbisogno energetico potrebbe derivare dai raggi solari che riscaldano anche meno del 10% delle terre incolte del Paese. L’India ha anche un notevole potenziale eolico non sfruttato, sulla terraferma e in mare aperto. Eolico e solare si completano a vicenda perché spesso il vento è più forte quando c’è meno sole, come durante le piogge monsoniche.
Ecco alcune notizie ancora più entusiasmanti: l’energia eolica e quella solare sono ora più economiche di quella a carbone, e costa meno costruire un parco solare in India che in qualsiasi altra parte del mondo. Ora anche le batterie sono molto più economiche, e rendono possibile immagazzinare e fornire energia su richiesta. Grazie al calo dei costi, l’energia rinnovabile è aumentata rapidamente, ma dovrà crescere in modo ancora più significativo, fino alla metà del secolo. Questa è la decade cruciale per investire in energia eolica e solare ed evitare di rimanere fossilizzati su nuove e superate centrali a carbone. L’India deve anche espandere urgentemente la rete elettrica per fornire energia elettrica a grossi impianti eolici e solari nei deserti assolati del Rajasthan, sulla costa del Gujarat battuta dai venti, a città come Mumbai che necessitano molta energia. Non tutte le energie rinnovabili vanno costruite su ampia scala. Il solare, distribuito sui tetti dei magazzini o alla periferia di città tentacolari produce energia nelle zone limitrofe che ne necessitano.
Per essere chiari, nucleare e idroelettrico saranno essenziali per le svolte energetiche in tutto il mondo. Ma all’India mancano sia la capacità dello Stato necessaria a costruire progetti costosi e complessi a un ritmo vertiginoso, sia tutto ciò che la spinge a creare energia eolica e solare rinnovabili, i maggiori punti di forza dell’India.
Il secondo ambizioso traguardo è l’uso dell’energia rinnovabile in tutta l’economia, anche nei settori come l’industria e il trasporto che oggi non usano l’elettricità. Poiché la crescita delle energie rinnovabili rende la rete elettrica più pulita, l’India dovrebbe alimentare tutti i treni con l’elettricità e trasferire carichi significativi dai camion pesanti alla rete ferroviaria. Anche i veicoli stradali possono passare all’elettricità.
Per essere chiari, non stiamo parlando di questi veicoli elettrici, ma di questi. Veicoli a due o tre ruote costituiscono oltre l’80% dei veicoli in India. Per accelerare l’impiego di scooter e risciò elettrici, l’India dovrebbe costruire stazioni di ricarica e rinforzare le reti elettriche locali per gestire l’afflusso della domanda di elettricità.
Tuttavia, l’elettrificazione non funzionerà ovunque. L ‘elettricità potrebbe non essere adatta per alimentare alcuni processi industriali pesanti nell’acciaio in rapida crescita, nel cemento, nei fertilizzanti e nel petrolchimico. Gli impianti potrebbero necessitare più attrezzature per catturare le emissioni di CO2 prodotte dai combustibili fossili.
Un’altra soluzione potrebbe essere l’idrogeno pulito. L’energia elettrica rinnovabile in eccesso può alimentare macchinari detti elettrolizzatori, che scindono l’acqua in ossigeno e combustibile a idrogeno pulito. Quell’idrogeno può alimentare le applicazioni nei trasporti e nell’industria, per la produzione di acciaio o prodotti chimici. L’idrogeno può anche agire come una sorta di batteria, immagazzinando l’energia eolica e solare in eccesso da utilizzare in seguito.
Infine, il terzo obiettivo è migliorare radicalmente l’efficienza energetica. Se c’è un Paese al mondo, dove l’efficienza è fondamentale, è proprio l’India. Anche creando una massiccia fornitura di energia rinnovabile ed estendendone la portata ricucendo la propria economia, non sarà sufficiente senza un’efficienza energetica. Perché se la sua vorace domanda di energia crescerà troppo rapidamente, dovrà colmare il divario con combustibili fossili inquinanti. Ecco una statistica folle: solo per alimentare l’esagerata richiesta di aria condizionata, L’India dovrà totalizzare il 70% della capacità del sistema elettrico di tutta l’Europa di oggi. Poiché molte aree in India sono calde e umide la richiesta di condizionatori esploderà nelle notti madide di sudore, rendendo difficile alimentare i condizionatori con il solare. Ma condizionatori molto più efficienti potrebbero soddisfare le aspirazioni di una classe media in ascesa grazie alle energie rinnovabili.
Il grande vantaggio dell’India è di essere in gran parte una tabula rasa, e un incredibile 70% delle infrastrutture per il 2030 non è ancora stato costruito. Ciò rappresenta un’enorme opportunità per adottare rigorosi standard di efficienza e progettare edifici e città efficienti dal punto di vista energetico.
Primo, i servizi di distribuzione elettrica sono mal gestiti, economicamente fragili, e costretti, da molti Stati, a sovvenzionare l’elettricità agli agricoltori e ai clienti residenti. L’India ha bisogno di riforme per combattere più efficacemente la povertà energetica mentre modernizza i servizi non redditizi per pagare in tempo l’energia pulita. In questo modo sarà possibile raccogliere miliardi di dollari, in patria e all’estero, per finanziare la transizione verso l’energia pulita.
Secondo, quella transizione si bloccherà senza nuove e migliori tecnologie. Ecco un’opportunità economica per dare spazio a moderni impianti per l’energia pulita. In futuro l’India dovrebbe produrre ed esportare condizionatori efficienti dal punto di vista energetico, veicoli elettrici a due e tre ruote, e attrezzature per produrre e utilizzare l’idrogeno. L’India è già forte nella produzione di energia eolica, e potrebbe diventare un leader globale nelle tecnologie energetiche digitali. La Comunità Internazionale può aiutare finanziando l’innovazione per velocizzare la transizione energetica e renderla meno cara. Paesi come gli Stati Uniti dovrebbero aiutare a finanziare gli appalti pubblici di condizionatori moderni e collaborare nel costruire progetti sul campo che dimostrano tecnologie fondamentali, come l’accumulo di energia di lunga durata e la cattura di CO2.
Infine, il carbone non se ne andrà facilmente, è un grande affare in India. Vicino a Korba, capitale indiana del carbone, le aziende private procedono spedite per espandere l’estrazione del carbone e persino il disboscamento di una riserva di elefanti per estrarne il carbone sottostante. Ho assistito in prima persona alla distruzione.
Ma per ogni Korba c’è un Kutch. In questa regione del Gujarat, sferzata dal vento, rimasi a bocca aperta mentre squadre di costruzione sollevavano navicelle da 70 tonnellate, torri più alte di un campo da football in verticale. Le pale delle turbine eoliche sono prodotte in India e l’elettricità che continueranno a generare aiuterà ad alimentare la crescita economica.
L’energia rinnovabile offre all’India un ambiente più pulito e un futuro più prospero di quanto potrà mai fare il carbone. Se non velocizziamo la transizione, inquinamento atmosferico e cambiamenti climatici continueranno a devastare il Paese e mettere in pericolo il Pianeta. E allora, mettiamoci al lavoro!
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L’impennata dei costi delle energie rinnovabili segna un punto di svolta in una transizione globale verso un’energia a basse emissioni di carbonio, con nuovi parchi solari o eolici sempre più economici da costruire rispetto alla gestione degli impianti a carbone esistenti, secondo un rapporto pubblicato di recente.
L’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) ha detto che i prezzi interessanti delle rinnovabili rispetto alla produzione di energia da combustibili fossili potrebbero aiutare i governi ad abbracciare i recuperi economici verdi dallo shock della pandemia del coronavirus.
“Abbiamo raggiunto un importante punto di svolta nella transizione energetica”, ha detto Francesco La Camera, direttore generale di IRENA, in un comunicato.
Anche se gli scienziati dicono che il mondo ha bisogno di una transizione molto più rapida per mitigare i peggiori impatti del cambiamento climatico, il rapporto annuale dell’agenzia con sede ad Abu Dhabi mostra che l’eolico e il solare sono sempre più competitivi già solo sul prezzo.
Più della metà della capacità rinnovabile aggiunta nel 2019 ha raggiunto costi energetici inferiori rispetto alle nuove centrali a carbone più economiche, secondo il rapporto.
I risultati dell’asta suggeriscono anche che il costo medio della costruzione di nuovi impianti solari fotovoltaici (PV) e dell’energia eolica onshore ora costa meno che mantenere in funzione molte centrali a carbone esistenti, rafforzando le ragioni per l’eliminazione graduale del carbone, ha detto il rapporto.
Gli autori hanno anche calcolato che il mondo potrebbe risparmiare fino a 23 miliardi di dollari all’anno di costi del sistema energetico utilizzando l’eolico e il solare fotovoltaico onshore per sostituire i più costosi 500 gigawatt di energia a carbone, che si trovano per lo più in Cina, India, Ucraina, Polonia, Corea del Sud, Giappone, Germania e Stati Uniti.
Un tale cambiamento ridurrebbe anche le emissioni globali di anidride carbonica di circa l’equivalente del 5% delle emissioni totali di CO2 nel 2019, secondo il rapporto.
L’anno prossimo, fino a 1.200 GW di capacità di carbone esistente potrebbero rivelarsi più costosi da gestire rispetto al costo della costruzione di nuovi parchi solari fotovoltaici su scala industriale, secondo il rapporto.
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