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Il 31 marzo, in provincia di Modena, è iniziata una sperimentazione per utilizzare metano e idrogeno miscelati a servizio di un’area residenziale.
Lo dichiara in una nota il ministro dell’Ambiente e della Sicurezza energetica, Gilberto Pichetto Fratin, commentando il primo test, avvenuto a Castelfranco Emilia, di un “blending” al 5% di idrogeno nella rete di distribuzione gas per una zona abitata.
Una soluzione, quella dell’H2 per il riscaldamento domestico, che si è storicamente dimostrata poco efficiente, particolarmente costosa, scarsamente efficace nel ridurre le emissioni e inscindibile da una serie di criticità che riguardano la produzione e il trasporto.
Efficienza bassa e costi alti
Secondo una “meta-analisi” di 54 diversi studi indipendenti del dicembre 2023, l’idrogeno per il riscaldamento è mediamente l’86% più costoso per gli utenti finali rispetto all’elettrificazione con soluzioni basate su pompe di calore elettriche o teleriscaldamento.
Quanto all’efficienza complessiva, l’idrogeno blu (estratto cioè dal metano con cattura e stoccaggio della CO2) fa registrare valori del 52% in termini di calore utile.
Presupponendo l’uso di idrogeno verde (prodotto dall’elettrolisi dell’acqua con energia rinnovabile), l’efficienza complessiva del sistema sale a circa il 70%. Ciò implica che, per generare 100 unità di energia utile per l’utente finale, sarebbero necessarie 144 unità di generazione di energia rinnovabile, come mostra il grafico in basso.
Invece, in caso di ricorso a una pompa di calore con perdite combinate di trasmissione e distribuzione pari all’8% e un coefficiente di prestazione (COP) stagionale pari a 3 (quindi abbastanza sottostimato), si ottiene un’efficienza complessiva tra potenza assorbita e calore utile del 278%, passando cioè da un input di 36 a un output utile pari a 100.
Per i sistemi di teleriscaldamento combinati con pompe di calore di grandi dimensioni e perdite totali di sistema del 13%, l’efficienza complessiva tra potenza assorbita e calore utile aumenta al 303%.
“Il riscaldamento con l’idrogeno è significativamente meno efficiente rispetto alle pompe di calore e al teleriscaldamento combinato con queste ultime, e richiede un apporto energetico da 4 a 6 volte superiore a seconda dei parametri di ingresso”, spiega l’analisi.
Impatto relativo sulle emissioni
L’idrogeno parte inoltre svantaggiato come soluzione per la riduzione delle emissioni di carbonio.
In occasione di un incontro del dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti tenutosi nell’ottobre 2023, gli scienziati dell’Argonne National Laboratory hanno spiegato che una miscela al 30% di idrogeno potrebbe comportare una riduzione appena del 6% delle emissioni di CO2 equivalente.
Inoltre, a causa della minore densità energetica di questo vettore, gli operatori dei gasdotti dovrebbero sostituire ogni metro cubo standard di gas con tre metri cubi standard di idrogeno per fornire la stessa quantità di energia agli utenti finali.
Un’analisi fatta dal think tank Switchbox e datata settembre 2024 ha invece rilevato che miscele al 20% di idrogeno verde ridurrebbero le emissioni del settore edilizio nello stato di New York solo del 3,9%. Lo stesso volume di energia rinnovabile, se utilizzato per alimentare pompe di calore, porterebbe risultati fino a tre volte maggiori.
Lo scenario di miscela di idrogeno al 20% consumerebbe inoltre quasi 8 volte più elettricità rispetto all’uso di pdc, richiedendo una nuova generazione di elettricità equivalente a quella necessaria per alimentare l’intera città di New York per un anno.
Ipotizzando invece una quota di sostituzione del 100% negli edifici si otterrebbe una riduzione delle emissioni del settore edile “solo” del 70% circa.
Il problema della disponibilità
Anche la questione dell’effettiva disponibilità dell’idrogeno per uso residenziale non va sottovalutata, visto che gran parte dei progetti si concentra su applicazioni per trasporti e industria pesante.
Alcuni produttori, tra cui Viessmann, Bosch e Vaillant, stanno sviluppando e testando caldaie a idrogeno per uso domestico.
Vaillant stessa, in occasione della presentazione di un prototipo di caldaia residenziale completamente alimentata a idrogeno da 25 kW poco meno di un anno e mezzo fa, aveva ammesso: “Anche se il futuro del riscaldamento domestico sta cambiando rapidamente, non ci aspettiamo di vedere un lancio di massa delle caldaie a idrogeno prima degli inizi del 2030 poiché è improbabile che le case, che sono attualmente collegate alla rete del gas, abbiano una fornitura di idrogeno a portata di mano per molto tempo ancora”.
Il rapporto Renewables 2023 dell’Agenzia Internazionale per l’Energia (Iea) per la prima volta ha notevolmente ridimensionato le aspettative sul ruolo dell’idrogeno nella transizione energetica, affermando che “gli attuali piani per l’idrogeno e la loro attuazione non corrispondono”.
Dei progetti sull’idrogeno annunciati al momento del rapporto, su un totale di 360 GW, solo il 3% (12 GW) aveva raggiunto la chiusura finanziaria o iniziato la costruzione.
Ad oggi l’Agenzia calcola che affinché l’intera pipeline di iniziative si concretizzi, il settore dovrebbe svilupparsi a un tasso di crescita annuale senza precedenti, superiore al 90% dal 2024 al 2030.
La strategia italiana sull’idrogeno
L’Italia, attraverso il Piano nazionale di ripresa e resilienza, ha scelto di investire sull’idrogeno rinnovabile destinando 2 miliardi di euro per applicazioni nei settori “hard to abate”, ovvero nelle industrie più inquinanti e difficili da riconvertire.
Sono inoltre previsti 500 milioni per la creazione delle Hydrogen Valleys, aree industriali progettate per favorire la produzione, il trasporto e l’utilizzo di idrogeno rinnovabile a livello locale.
L’avvio del test nel modenese, sottolinea poi il Mase, fa seguito alla sottoscrizione di un protocollo tra il ministero, Inrete Distribuzione Energia e Comitato Italiano Gas.
“La nostra strategia nazionale – spiega il ministro Pichetto – guarda all’idrogeno come fonte in grado di contribuire vivacemente alla decarbonizzazione: ne beneficeranno in particolare i settori dell’industria e dei trasporti, ma come dimostra l’iniziativa (la sperimentazione di Castelfranco Emilia, ndr) potrà essere una positiva novità anche direttamente per i cittadini”. Va ricordato però al ministro che l’idrogeno non è una fonte, ma un vettore energetico.
Detto che anche per l’industria hard to abate l’elettrificazione potrebbe portare benefici maggiori rispetto all’idrogeno, per quanto riguarda il riscaldamento residenziale, come abbiamo visto, le possibilità che si riveli una “positiva novità”, a detta del ministro, sono davvero poche.
