lineaitaliapiemonte.it | 16 luglio 2023, 20:40

L’idrogeno verde è uno spreco di energia, meglio i biocarburanti che aiutano l’Africa e salvano l’industria italiana

L’idrogeno verde si ottiene mediante un energivoro processo di elettrolisi dell’acqua utilizzando energia rinnovabile. Se ai costi energetici, aggiungiamo quelli dovuti a produzione, compressione, logistica e soprattutto alla sicurezza nello stoccaggio e trasporto di questo gas altamente infiammabile, il costo finale alla pompa dell’idrogeno verde potrebbe essere superiore a 8 Euro/Kg. Se anche mettiamo nel conto che il potere calorifico dell’idrogeno è tre volte superiore a quello della benzina, il costo di produzione dell’idrogeno verde è comunque almeno due volte superiore al prezzo reale della benzina. Ma a parte questo, gran parte dell’ enorme dispendio di energia e risorse consumate per produrre idrogeno viene disperso inutilmente, poiché l’efficienza di un moderno motore termico è intorno al 35% e conseguentemente il 65% dell’energia resa disponibile dalla sua combustione viene buttata via. Allora, che senso ha spendere le tasse pagate dal contribuente per produrre questa costosa molecola pregiata e poi disperdere nel nulla la maggior parte dell’energia prodotta? Se proprio si desidera ridurre i consumi di combustibili fossili e quindi le emissioni di CO2 antropica nell’ambiente, bisogna valorizzare i biocarburanti, come il biodiesel e gli HVO (Hydrogenated Vegetable Oil), che non devono essere “costruiti” artificiosamente, in quanto gli oli vegetali di partenza sono già disponibili in Natura e devono solo essere modificati per renderli idonei all'uso nei motori termici

L’idrogeno verde è uno  spreco di energia, meglio i biocarburanti che aiutano l’Africa e salvano l’industria italiana

I biocarburanti possono essere ottenuti da residui oleosi da lavorazione, oli di frittura o oli vegetali non commestibili. Il gruppo ENI sta promuovendo in Kenia la coltivazione di oli di semi di ricino, cotone e croton i quali, dopo la spremitura, andranno ad alimentare gli impianti HVO di Gela e Porto Marghera. Ma in Asia e in Africa sono disponibili altri oli non combustibili, come Jatropha curcas (Jatropha), P. pinnata (karanja), Madhuca longifolia (mahua), Simmondsia chinensis (jojoba) ed altri ancora.

Tutto questo potrebbe fornire alle popolazioni africane occasioni di lavoro nella raccolta dei semi e nelle attività di spremitura per estrarre l’olio e le proteine dai semi. Se il governo italiano ed il gruppo ENI, in prima linea nella difesa dei carburanti realmente ecologici, sostenessero i programmi di implementazione della coltivazione delle piante oleoginose nei territori aridi o comunque non idonei alle colture alimentari dell’Africa, si potrebbe ottenere il vantaggio della riforestazione delle savane africane, della limitazione dei flussi migratori e la salvezza dell’industria automobilistica italiana.

Il caso Jatropa

In particolare Jatropha curcas, un alberello che può crescere sino a 5 metri, si può coltivare nelle aree semi-aride ed inadatte alle coltivazioni alimentari dell’Africa subsahariana. L’industrializzazione della coltivazione della Jatropha si è rivelata sinora diseconomica, a causa della forte concorrenza dell’olio di palma, che permette rese maggiori e la raccolta industrializzata. Però con il bando dell’impiego dell'olio di palma da parte dell’Europa, la coltivazione della Jatropha può diventare economica, se sostenuta dall'Unione europea con finanziamenti in Africa per incentivarne la coltivazione.

L'idrogeno verde “costa” molta energia

L’idrogeno “verde” si ottiene mediante elettrolisi dell’acqua utilizzando energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili. Però, per rompere i forti legami covalenti che tengono uniti gli atomi di idrogeno all’ossigeno è necessario spendere molta energia. Difatti, l’energia richiesta per la decomposizione dell’acqua in idrogeno e ossigeno:

H2O = H2+ ½ O2

è di 142 MJ/Kg, corrispondenti a 39,4 Kwh/Kg. Questa è l’energia teorica richiesta, nell’ipotesi di efficienza del 100%; tuttavia negli impianti industriali quella reale può arrivare fino a 50 Kwh/Kg. Inoltre l’idrogeno in uscita dagli elettrolizzatori deve essere compresso fino a 700 bar per poter essere poi impiegato nelle auto elettriche. La richiesta di energia per la compressione a questi valori è stata valutata 15 kWh/Kg.

Quindi il consumo energetico industriale per produrre idrogeno compresso è stimabile intorno a 65 kWh/Kg. Ne consegue che alle tariffe minime attuali dell’energia elettrica, intorno 0,13 Euro/ KWh, il costo energetico non sarebbe inferiore a 8,5 Euro/Kg.

Ai costi energetici si aggiungono quelli di gestione

E sinora abbiamo considerato i soli costi di energia e compressione. Se poi aggiungiamo quelli di investimento, gestione degli impianti, trasporto e stoccaggio e soprattutto di sicurezza, il costo dell’idrogeno verde sarebbe ancora superiore. La contemporanea produzione di ossigeno dall’elettrolizzatore compenserebbe solo in parte questi costi.

In definitiva, possiamo stimare che il costo per produrre idrogeno varia fra 8 e 10 Euro/Kg. Se anche mettiamo nel conto che il potere calorifico dell’idrogeno è tre volte superiore a quello del diesel (il potere calorifico superiore di H2 è 142 MJ/Kg , mentre quello della benzina è 46 MJ/Kg) il costo dell’idrogeno verde rimane comunque di almeno due volte superiore a quello reale della benzina (bisogna considerare che per la benzina vige un’accisa di 0,728 euro Euro/litro).

Combustione idrogeno: si spreca il 65% dell'energia disponibile

Come detto, tuttavia, viene sprecata all’incirca il 65% dell’energia resa disponibile dalla combustione dell’idrogeno. E se anche venisse utilizzato come combustibile nelle fuel cell, l’efficienza è più alta ma comunque è intorno al 50%. A quel punto meglio adottare direttamente un’auto elettrica al litio, dove l’efficienza è superiore al 90%.

Giuseppe Chiaradia, ingegnere chimico