L’idrogeno è un gas incolore. Eppure, da quando è diventato uno dei possibili protagonisti della transizione energetica, si è trasformato in una sorta di arcobaleno: abbiamo l’idrogeno verde da elettrolisi fatta con le rinnovabili, quello nero ricavato dal carbone gassificato, il grigio ottenuto dal metano con produzione di CO2 (il più diffuso oggi), l’idrogeno blu che è come il grigio ma con la cattura della CO2, l’H2 viola ricavato dall’energia nucleare e quello bianco che viene estratto da giacimenti nel sottosuolo.
Adesso alla tavolozza si aggiunge anche l’idrogeno turchese, ottenuto separandolo dal carbonio del metano, con il primo che però non si trasforma in CO2, ma resta in forma solida, facile da smaltire e senza impatto climatico.
L’idrogeno turchese ha un’anima italiana: lo sta testando la startup Tulum Energy, che ha preso il nome dalla città messicana sia perché il loro primo prototipo sarà realizzato in Messico (vicino a Monterey), sia perché Tulum è famosa per il suo mare turchese.
Anima dell’iniziativa è l’amministratore delegato Massimiliano Pieri, ingegnere e manager che, dopo una lunga esperienza in General Electric ed Eni, ha deciso di lanciarsi in questa impresa.
“La genesi di questa idea è piuttosto curiosa”, afferma Pieri. “Parlando con tecnici della Techint, azienda che costruisce soluzioni per l’industria metallurgica, sono venuto a sapere che molti anni fa avevano fatto dei test di uso di archi voltaici, usati per fondere il rottame di ferro, esponendo del metano all’arco elettrico e constatando come in quel caso gli elettrodi di carbonio, invece di consumarsi, crescevano di volume, per la pirolisi del gas che produceva carbonio solido e idrogeno. Ma la scoperta era finita in un cassetto. Poiché oggi si pensa di decarbonizzare varie produzioni industriali usando idrogeno realizzato senza emissioni di gas serra, Techint ha deciso di investire nell’idea”.
La Techint però non era interessata a entrare direttamente in questo nuovo settore, così ha investito nella creazione di una società indipendente, Tulum Energy, la quale ha poi completato la raccolta di fondi sul mercato dei capitali di rischio, raccogliendone abbastanza per verificare la fondatezza tecnologica ed economica dell’impresa, anche con la collaborazione del Politecnico di Milano, e partire con la costruzione dell’impianto dimostrativo messicano.
Così adesso un gruppo di ingegneri sta realizzando in Messico un impianto dove il metano passa in mezzo a elettrodi fra i quali scocca un arco elettrico, che trasforma il gas in un plasma a migliaia di gradi, dentro al quale i legami fra carbonio e idrogeno si spezzano.
“L’idrogeno esce dal reattore pronto per essere utilizzato industrialmente, mentre il carbonio viene separato come una polvere nera sottile: tutto molto semplice, senza uso di catalizzatori, che aumentano costi e complicazioni di processo e molto efficiente nell’uso dell’energia”.
Non si tratta quindi di idrogeno “rinnovabile”, come il “verde” che deriva dall’acqua, perché la sua materia prima, il metano fossile, non si rinnova, ma è comunque un tipo di idrogeno non climalterante, non essendo associato a produzione di CO2. È insomma nella stessa categoria di fonti energetiche a basso impatto climatico, ma non rinnovabili, come il nucleare.
E quali sono i vantaggi di produrre idrogeno “turchese”, rispetto al “verde”?
“Beh, volendo si possono sintetizzare in una cifra: ai prezzi di metano ed elettricità americani, l’idrogeno turchese ottenuto con la nostra pirolisi costerà circa un dollaro al chilo, che è molto vicino a quello dell’idrogeno grigio, contro i circa 5 dollari al chilo del verde ottenuto con l’elettrolisi dell’acqua. E le emissioni correlate alla nostra tecnologia, usando energia rinnovabile per l’arco elettrico, sono del 90% minori di quelle dell’idrogeno grigio e simili a quelle del verde, con la loro origine dovuta alle possibili perdite di metano a monte del processo”.
In altre parole, secondo Pieri, l’idrogeno turchese permetterebbe di produrre già oggi idrogeno quasi privo di emissioni che alterano il clima, senza attendere che quello da elettrolisi diventi economicamente competitivo con il grigio, cosa che peraltro molti temono non avverrà mai.
Cosa si fa con il carbonio in polvere? Certo non si potrà bruciare, altrimenti sarebbe tutto inutile.
“Può essere usato per varie produzioni permanenti, come trasformarlo in grafite, fibre di carbonio, grafene o nano tubi, oppure mescolarlo all’asfalto o al cemento, per aumentarne la resistenza. Nel caso dei nostri impianti, che di carbonio in polvere ne produrranno molte tonnellate ogni giorno e di una morfologia non adatta agli usi più ‘raffinati’, pensiamo che inizialmente sarà venduto a cementifici e produttori di asfalto. Ma se, dopo ulteriori trattamenti, si rivelerà utile anche per produzioni hi-tech, per esempio elettrodi per batterie, valuteremo anche quell’impiego”.
A proposito di impieghi, quelli dell’idrogeno suscitano spesso perplessità, per esempio molti non vedono il senso di usarlo nei trasporti, visto che viene prodotto con elettricità , ma questa si può usare per alimentare direttamente i veicoli a batteria.
“Ma infatti noi non siamo minimamente interessati a trasporti, riscaldamento o accumulo per la rete: noi vogliamo sostituire l’idrogeno grigio negli usi industriali. L’idea è costruire impianti che si affiancheranno agli attuali utilizzatori di idrogeno grigio da metano, come raffinerie, impianti chimici, produttori di ammoniaca e così via, che avranno esattamente lo stesso gas derivato dal gas naturale, ma con un processo che evita emissioni, e a prezzi molto vicini agli attuali”.
Perché non partire con il prototipo in Italia?
“Avremmo voluto e avevamo anche trovato un ottimo sito, ma non potevamo attendere anni per le autorizzazioni. Così abbiamo approfittato del fatto che Ternium, gruppo Techint, sta costruendo in Messico una acciaieria che comprende anche un impianto per il ferro pre-ridotto, quello ricavato dal minerale di ferro fatto reagire con il metano, per costruire il prototipo nel loro sito. Una volta che sarà in funzione, valuteremo la riduzione del minerale di ferro con l’idrogeno, così da eliminare le emissioni di CO2 in quel settore. Le acciaierie potrebbero anche essere interessate al carbonio in polvere, perché potrebbe servire per la carburazione del ferro pre-ridotto con l’idrogeno”.
Interessati potrebbero anche essere altri settori che oggi usano grandi quantità di idrogeno grigio, come quello dei fertilizzanti azotati: usando l’idrogeno turchese, non altererebbero più il clima.
“Volendo la nostra tecnologia potrà anche contribuire alla rimozione di CO2 dall’atmosfera: se invece di metano fossile, utilizziamo biometano per produrre idrogeno, il carbonio solido ottenuto è in pratica quello che aveva assorbito la biomassa, sottraendolo all’aria”.
Non temete però, vista la relativa semplicità dell’idea di produrre idrogeno con la pirolisi del metano, che altri al mondo vi precedano?
“Siamo consapevoli che vari gruppi stanno lavorando all’idrogeno turchese, comprese importanti multinazionali, e ovviamente teniamo d’occhio i loro progressi. Per ora, però, per quanto possiamo vedere, la nostra soluzione resta la più efficiente quanto a scalabilità verso l’alto ed efficienza di conversione, che poi si traduce nel basso prezzo dell’idrogeno, che è la cosa che più conta nel settore industriale”, conclude Pieri.
Entro fine 2026 il loro prototipo messicano dovrebbe iniziare a sfornare il primo idrogeno turchese, seguito, se tutto funzionerà come sperato, dal primo impianto su scala industriale da una tonnellata di idrogeno l’ora, entro il 2029. E forse si aprirà allora una nuova fase della decarbonizzazione del sistema energetico.
