Idrogeno. Può alimentare il fabbisogno energetico mondiale in rapida crescita? | WSJ

Alcune delle più grandi aziende del mondo stanno esplorando l’idrogeno come potenziale soluzione al crescente fabbisogno energetico. Neanda Salvaterra del WSJ indaga se lo sfruttamento dell’elemento più abbondante dell’universo può davvero segnare la fine dell’era dei combustibili fossili.

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(Dr. Whitley) E’ pazzesco che ora siamo seduti in un’auto a celle a combustibile che si può comprare e si può andare a fare il pieno di idrogeno verde e l’unica cosa che esce dal retro è dell’acqua.

1974 “Quindi, penso che l’idrogeno abbia un grande potenziale come carburante per le automobili in un futuro molto prossimo”.

(Dr. Whitley) Negli ultimi decenni, tutti hanno detto “oh, è proprio dietro l’angolo, siamo quasi arrivati”.

2006 “Credo che i bambini di oggi un giorno faranno l’esame di guida in un’auto a idrogeno senza inquinamento”.

(Dr. Whitley) Credo sinceramente che questa tecnologia sarà vantaggiosa per tutti noi. E siccome siamo su questa roccia solo per un periodo di tempo molto limitato, voglio fare la differenza, e penso che il modo principale per farlo sia cercare di completare l’elettrificazione dell’industria dei trasporti.

(Salvaterra) Sono un reporter del settore energetico per il Journal, e ho sentito parlare molto della promessa dell’idrogeno come fonte di energia per il futuro. Con l’espansione della popolazione e dell’economia globale, si prevede che la domanda mondiale di energia crescerà drasticamente nei prossimi 30 anni, per cui alcuni chiedono se l’idrogeno, l’elemento più abbondante nell’universo, possa contribuire a ridurre l’uso di combustibili fossili e a promuovere l’adozione di energie rinnovabili. Alcune delle più grandi aziende del mondo credono nel potenziale dell’idrogeno e hanno investito molto. Scommettono di poter costruire un mercato di 2.500 miliardi di dollari attorno ad esso, ma c’è anche scetticismo. La gente abbraccerà la Rivoluzione dell’idrogeno o se ne parla troppo? Non è la prima volta che gli scienziati sono stati affascinati dal potenziale dell’idrogeno come fonte di combustibile pulito. Nel 1874, lo scrittore di fantascienza Jules Verne sognava un mondo in cui si potesse creare carburante dall’acqua.

(Giornalista) Un ruggito e uno scoppio di fiamma!

(Salvaterra) Negli anni ’30, abbiamo visto la promessa e il pericolo dell’Hindenburg, il dirigibile pieno di idrogeno che ha attraversato l’Atlantico ed è esploso, uccidendo molti a bordo. Alla fine degli anni ’60, le celle a combustibile a idrogeno hanno aiutato ad alimentare le missioni Apollo della NASA sulla Luna, mentre l’idrogeno liquido è stato utilizzato come combustibile per razzi in altre imprese spaziali. E dopo gli scioperi petroliferi degli anni ’70, alcuni si chiesero se l’idrogeno potesse sostituire il petrolio. Da allora, la tecnologia ha fatto passi da gigante, quindi ho voluto capire, come si passa esattamente dall’acqua al carburante? Il dottor Whitley mi ha portato nel suo laboratorio per mostrarmi come inizia il processo. Primo passo, creare o catturare l’idrogeno.

(Dr. Whitley) La cosa interessante dell’idrogeno è che è l’elemento più abbondante nell’universo, che è grande, ma non è presente in natura sulla Terra, quindi è sempre, come dici tu, legato ad altre sostanze chimiche.

(Salvaterra) Quindi, come possiamo procurarcelo? Come si fa qui?

(Dr. Whitley) Il processo di elettrolisi, usando il sistema che stiamo sviluppando qui; si mette acqua, si applica un po’ di elettricità al sistema, e poi si ottiene l’idrogeno che esce e l’ossigeno. Scarichiamo l’ossigeno nell’atmosfera e poi immagazziniamo l’idrogeno.

(Salvaterra) Una volta creato, l’idrogeno può essere usato in tre modi principali, per immagazzinare energia, generare calore o, nel caso delle auto alimentate a idrogeno, elettricità. Guardate questo diagramma creato dalla Toyota. L’idrogeno gassoso viene immagazzinato in questo serbatoio, scorre attraverso una pila di celle a combustibile, come questa, dove incontra l’ossigeno e crea elettricità che alimenta l’auto. Le auto a celle a combustibile a idrogeno sono disponibili in più di 20 paesi, con marchi come Toyota e Hyundai che vendono modelli per una cifra compresa tra i 50.000-60.000 dollari prima degli incentivi governativi.

(Dr. Whitley) Quindi, questo è un esempio rappresentativo di cosa c’è ora in un’auto. Quindi, i sistemi Toyota, i sistemi Honda, o qualsiasi sistema della casa automobilistica utilizza circa 200 centimetri quadrati di membrane. Quindi, mentre la ricerca e sviluppo che facciamo è su quelli abbastanza piccoli, perché non vogliamo sprecare materiali, le applicazioni nel mondo reale sono molto più grandi.

(Salvaterra) Negli ultimi cinque o dieci anni, le celle a combustibile sono diventate più piccole, più efficienti e meno costose da produrre, in parte grazie alla riduzione dell’uso di metalli costosi, come il platino. Ora confezionano molta roba insieme. Le celle a combustibile a idrogeno potrebbero essere particolarmente utili per i camion pesanti, che devono percorrere lunghe distanze e richiedono più energia di quanta ne siano attualmente in grado di fornire le batterie. Sono già utilizzate per alimentare qualsiasi cosa, dalle automobili, ai droni, ai treni. Alcuni imprenditori pensano che ci siano soldi da fare.

(Adam Bond) Mi chiamo Adam Bond. Sono l’amministratore delegato della AFC Energy. Siamo una società quotata in borsa nel Regno Unito da circa 13 anni, e la nostra attività è davvero nello sviluppo di celle a combustibile a idrogeno. Quindi, da qui, abbiamo il sistema di celle a combustibile. Il suo nucleo è costituito da due pile a combustibile, entrambe nascoste dietro le piastre terminali blu.

(Salvaterra) La sua idea è che l’idrogeno può essere usato per caricare i veicoli elettrici. Il numero di autovetture alimentate a idrogeno sulla strada non si avvicina nemmeno lontanamente a quello dei veicoli elettrici a batteria. e ibridi plug-in, e tutte quelle batterie devono essere caricate.

(Adam Bond) Quello che abbiamo fatto è stato sostanzialmente detto; beh, se non avrai un’auto a idrogeno, probabilmente avrai un’auto elettrica, e quindi anche quella ha bisogno di essere caricata da una fonte decarbonizzata, ed è qui che entra in gioco la nostra cella a combustibile.

(Salvaterra) Quanto pagherei per una cosa del genere?

(Adam Bond) Qualcosa del genere… probabilmente si tratta di una cifra intorno ai 100.000 dollari.

(Salvaterra) Quando siamo andati all’AFC, Adam ha detto che erano in trattative con potenziali acquirenti come i proprietari di parcheggi e centri commerciali, ma non avevano ancora fatto vendite. Quindi, come sono in grado di fare il loro lavoro? Beh, l’AFC ha ricevuto finanziamenti dal governo in passato e, nell’anno finanziario 2019, ha raccolto circa 7.000.000 dollari in azioni e obbligazioni. Attualmente l’UCL si basa su un mix di finanziamenti governativi e investimenti privati, e l’interesse delle imprese di tutto il mondo è in aumento. Più di 80 aziende hanno finora aderito a un’iniziativa chiamata Hydrogen Council, che mira a rendere l’idrogeno una parte fondamentale della transizione energetica. Nel 2017, i suoi membri hanno investito circa 1,5 miliardi di dollari in idrogeno e celle a combustibile, e il gruppo si aspetta che il numero aumenti nei prossimi anni.

(Salvaterra) Ma il punto è questo. Per molte di queste aziende, l’idrogeno sarà ancora solo un frammento del loro business. E, cosa ancora più importante, ci sono alcuni ostacoli piuttosto grandi che ne impediscono la diffusione. Produrre il gas è ancora costoso perché non è prodotto su scala industriale. E, mentre la tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno funziona nei laboratori, nelle auto e nelle stazioni di rifornimento, che vengono impiegate principalmente in Giappone e in Asia, l’infrastruttura non è ancora presente nel resto del mondo. Qui a Londra, la stazione di rifornimento di idrogeno più vicina è a circa 45 minuti di distanza.

(Dr. Whitley) Questo è quello che dicevano a proposito del congelamento. Quindi, come si può vedere, c’è molto gelo all’esterno dell’ugello, e questo perché il gas si è raffreddato così tanto all’interno della macchina che può congelare temporaneamente alla macchina, ma si stacca con uno strattone. Sì.

(Salvaterra) Anche se il prezzo dovrebbe scendere, il carburante a idrogeno è paragonabile al costo per miglio della benzina nel Regno Unito, ma più costoso della ricarica di un veicolo elettrico, e la storia dimostra che le transizioni energetiche importanti come questa richiedono molto tempo. Secondo alcuni esperti, ci sono voluti più di 100 anni perché paesi come gli Stati Uniti, la Germania o la Cina si allontanassero dalla combustione della legna e si affidassero principalmente al carbone e ad altri combustibili fossili. Senza contare che la maggior parte dell’idrogeno che produciamo oggi non viene prodotto attraverso un processo pulito. L’idrogeno è utilizzato in molti processi industriali, come la produzione di acciaio, metalli speciali e fertilizzanti. In questi casi, l’idrogeno è tipicamente prodotto utilizzando combustibili fossili, ma gli scienziati dicono che l’idrogeno può essere creato senza rilasciare anidride carbonica nell’atmosfera utilizzando energia rinnovabile attraverso il processo di elettrolisi. Nonostante tutti gli ostacoli, l’Agenzia Internazionale per l’Energia afferma che i progetti sull’idrogeno abbracciano un numero crescente di industrie, Sono coinvolti più paesi e si è visto qualcosa che può accelerare l’adozione delle energie rinnovabili. E alcuni scienziati pensano che l’idrogeno potrebbe cambiare il modo in cui alimentiamo il mondo.

(Dr. Whitley) C’è questa battuta in corso all’interno della comunità delle celle a combustibile, ed è che siamo sempre a un paio d’anni di distanza dalla commercializzazione di massa, e ho sentito questo quando ho iniziato il mio dottorato di ricerca e ora, qualche anno dopo, lo stiamo ancora dicendo. Ma penso che ora lo stato della tecnologia in cui ci troviamo, e il modo in cui è l’industria, penso che ora siamo decisamente sull’orlo della commercializzazione di massa di questo tipo di tecnologia.

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