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Quando eravamo all’inizio della rivoluzione del fotovoltaico e dell’eolico sulle riviste scientifiche fioccavano ricerche che provavano a prevedere fin dove si sarebbe spinta quella rivoluzione, se le tecnologie fossero suscettibili di miglioramenti e se sarebbero mai diventate competitive.
Si percepiva, a leggere quell’infinita serie di studi, di essere in un momento storico: un cambio di paradigma energetico, che le migliori menti scientifiche tentavano di prevedere e guidare.
Una cosa simile sta accadendo adesso con le tecnologie per lo storage energetico, prima con una valanga di studi sulle batterie elettrochimiche, che servono certo ai trasporti, ma anche per l’accumulo di rete su scala giornaliera.
Ora, da qualche mese a questa parte si leggono sempre più studi sulle tecnologie per lo storage a lungo termine, sulla scala di intere stagioni, e in particolare quelle per il Power-to-gas (PtG), l’uso di elettricità rinnovabile, per produrre gas combustibili, idrogeno in testa, evidentemente considerato il più promettente nel settore.
La cosa non sorprende: prima si è trattato, scientificamente ed economicamente il tema della produzione elettrica rinnovabile, poi, una volta che questo è diventato un aspetto prettamente industriale, si è cominciato a trattare il secondo tassello del puzzle: come mantenere bilanciata la rete a fronte dell’immissione massiva di elettricità “fluttuante”, in quanto soggetta ai capricci del meteo.
Un problema che molte ricerche avvertono diventerà pressante, quando sole e vento copriranno circa il 40% della fornitura elettrica totale. Prima di allora bisognerà trovare un rimedio.
Ed ecco quindi che cominciano a fioccare le ricerche sul PtG. Alcune di queste nelle ultime settimane sono state riportate anche da QualEnergia.it. Come per esempio l’idea di importare in Germania idrogeno prodotto con il solare australiano oppure sugli studi in merito ai limiti e alle opportunità offerte del gas rinnovabile o le analisi di Gas for Climate sul gas prodotto da rinnovabili da utilizzare nelle infrastrutture europee già esistenti.
Tra quelle riportate di recente dalla nostra testata, ultima arrivata, su Nature Energy (allegato in basso), è una ricerca condotta dagli economisti Gunther Glenk, dell’Università Tecnica di Monaco, e Stefan Reichelstein, della Stanford University, che dimostra come il PtG abbia già compiuto il primo passo verso la competitività.
La tecnologia PtG consiste essenzialmente nello scomporre acqua in idrogeno e ossigeno, utilizzando elettricità, che, se rinnovabile, rende, appunto, “rinnovabile” anche l’idrogeno.
Tutt’alto che rinnovabile è invece il 96% delle 50 milioni di tonnellate di idrogeno prodotte ogni anno, derivando queste dalla reazione di metano o carbone con vapore acqueo, processi che per ogni tonnellata di idrogeno prodotto emettono rispettivamente 7,5 e 18 tonnellate di CO2.
L’idrogeno rinnovabile, potrebbe essere usato per gli stessi scopi di quello fossile, come per la saldatura, l’industria chimica e dei fertilizzanti, e in più, immagazzinato in serbatoi a pressione, potrebbe essere impiegato per il bilanciamento della rete, riconvertendolo in elettricità quando sole e vento vengono a mancare, tramite celle a combustibile o turbine a gas.
Ma questo idrogeno “verde” potrà mai essere competitivo con quello da metano e carbone?
Ebbene, secondo i due ricercatori, in parte già lo è, sia negli Stati Uniti, rappresentati dal caso del Texas, che in Europa, rappresentata dal mercato tedesco.
«Oggi ci sono tre tipi di fornitura di idrogeno per i vari usi: su piccola, media e grande scala – spiega Glenk – con prezzi medi di vendita del gas, rispettivamente, di 4, 3,5 e 2,5 € per kg di idrogeno. Considerando il costo di un elettrolizzatore, che oggi si aggira sui 2.000 euro per kW di potenza, ma era di 3.500 €/kW solo 10 anni fa, il prezzo medio dell’elettricità eolica in Germania e in Texas, insieme agli aiuti che questi due Stati concedono a quell’energia, calcoliamo che in Germania si possa produrre idrogeno da eolico per 3,23 €/kg, e in Texas per 2,7 €/kg».
Insomma, in entrambi i luoghi l’idrogeno da energia eolica è già competitivo con quello fossile prodotto su piccola scala, e in Texas anche con quello prodotto su media scala industriale.
«Considerando che il costo degli elettrolizzatori continuerà a scendere, via via che la loro produzione aumenterà, riteniamo che l’idrogeno da PtG diventerà competitivo in ogni caso intorno al 2027. E l’evoluzione diventerà ancora più veloce se si introdurranno negli elettrolizzatori innovazioni, oggi ancora in fase di laboratorio, in grado di renderli più efficienti e quindi meno costosi nell’esercizio. Un fattore che, essendo difficilmente prevedibile, abbiamo preferito non considerare nel nostro studio», dice Glenk.
Però è molto più certo il fatto che in futuro scenderanno anche gli incentivi all’energia eolica, che oggi, tramite tariffe o sconti fiscali, all’incirca raddoppiano l’incasso di chi la produce, sia in Germania che in Texas, rendendo meno competitivo l’idrogeno verde.
«È vero, ma questo sarà compensato dalla discesa del costo dell’energia eolica, grazie a turbine sempre più grandi e performanti, e dal probabile crescere di disincentivi ai fossili, come il prezzo della CO2 o le tasse sul carbonio. La produzione di idrogeno per l’industria, insomma, diventerà sempre più un’opzione allettante per chi produce energia eolica, convertendola in questo modo, quando le tariffe che si spuntano per la vendita diretta in rete sono troppo basse per dare un profitto», spiega l’economista.
Però tutto ciò non aiuterà a bilanciare la rete, che è la ragione primaria del ricorso al Ptg.
«Non c’è solo l’esigenza di produrre elettricità verde, ma anche quella di rendere “verde” l’industria, e l’idrogeno rinnovabile va in quella direzione. In ogni caso il primo passo nell’introduzione del PtG sarà costruire impianti per vendere idrogeno. Solo in un secondo tempo, quando le condizione economiche lo renderanno conveniente, si compirà il secondo passo, quello di aggiungere sistemi per riconvertire l’idrogeno in elettricità, così da produrla quando servirà e i prezzi saranno più convenienti», dice Glenk.
E quando potrebbe avvenire, questo secondo passo?
«Al momento non saprei dirlo. Questo secondo aspetto del PtG sarà l’oggetto del nostro prossimo studio, di cui stiamo ancora raccogliendo i dati», conclude l’economista.
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