Immaginate abitazioni in grado di prodursi da sole l’energia necessaria per gli elettrodomestici e la climatizzazione. Immaginate un mondo in cui i nostri veicoli scorrono silenziosi sulle strade, emettendo nient'altro che vapore acqueo. Questo non è un sogno lontano ma una potenziale realtà alimentata dall'idrogeno, l'eroe della rivoluzione dell'energia pulita le cui potenzialità sono ancora poco conosciute ai più.

Il panorama attuale

Nel panorama globale attuale, la transizione verso fonti energetiche pulite e sostenibili si sta rivelando fondamentale per garantire un futuro sostenibile per il nostro pianeta. Attualmente si utilizzano combustibili fossili per l’80% dell’energia prodotta a livello mondiale, e la produzione di energia è all’origine di circa tre quarti delle emissioni globali annuali di gas serra. Gli obbiettivi sono quelli di ridurre queste emissioni del 50% entro il 2030 per raggiungere lo zero netto entro il 2050.

Le tecnologie legate all’idrogeno avranno una grossa parte in questo percorso. Le energie rinnovabili, da sole, non saranno sufficienti per portarci a raggiungere il livello di emissioni zero nette. L’idrogeno sarà un alleato in grado di estendere il loro raggio d’azione e consentire loro di penetrare nei settori ad alta intensità energetica e quindi di difficile abbattimento.

L'idrogeno è un elemento chimico presente in natura, ed è considerato un vettore energetico versatile. È costituito da un singolo protone e un singolo elettrone, ed è il più leggero e abbondante elemento presente nell'universo. C'è un solo modo per ottenere idrogeno: staccarlo dalle molecole in cui è combinato. E per fare ciò serve energia.

L'idrogeno può essere prodotto da diverse fonti, tra cui l'elettrolisi dell'acqua, il processo di reforming del gas naturale e altre fonti rinnovabili come l'energia solare e l'eolica. Quando l'idrogeno viene utilizzato come fonte energetica, la sua combustione o la conversione in energia elettrica non produce emissioni dirette di gas serra o inquinanti atmosferici dannosi. Questo lo rende un'opzione interessante per ridurre l'impatto ambientale delle attività umane, tanto più che la sua abbondanza può aiutare a ridurre la carbon footprint e contrastare il cambiamento climatico evidenziando la sostenibilità a lungo termine.

L’idrogeno verde

I metodi di produzione dell'idrogeno possono avere diverse impronte di carbonio a seconda delle fonti energetiche utilizzate. Convenzionalmente, le tipologie di produzione definiscono l’elemento prodotto con dei colori. Non si tratta della tonalità reale dell'elemento, che è del tutto trasparente allo stato gassoso, piuttosto il colore è assegnato per definire con semplicità immediata l’impatto della fonte energetica utilizzata per estrarlo dalle molecole con cui è combinato. L'idrogeno “nero” viene estratto dall’acqua usando la corrente prodotta da una centrale elettrica a carbone o a petrolio con la CO2 prodotta rilasciata in atmosfera.

Quello “grigio” (pari al 90% di quello oggi prodotto) ha usi industriali e può essere lo scarto produttivo di una reazione chimica, oppure può essere estratto dal metano (che è formato da idrogeno e carbonio) o da altri idrocarburi. È definito “blu” l’idrogeno estratto da idrocarburi fossili dove — a differenza del “grigio” — l’anidride carbonica che risulta dal processo non viene liberata nell’aria bensì viene catturata e immagazzinata. L'idrogeno “viola” viene estratto dall’acqua usando la corrente prodotta da una centrale nucleare, cioè a zero emissione di CO2.

È “verde” l’idrogeno estratto dall’acqua usando corrente prodotta da una centrale alimentata da energie rinnovabili, come l’idroelettrica, la solare o la fotovoltaica.

Il vantaggio principale dell'idrogeno è ambientale e si sintetizza nel fatto che questo produce solo vapore acqueo quando viene utilizzato nelle celle a combustibile o bruciato. Ci sono però altre implicazioni che incoraggiano l’utilizzo di questo elemento.

1. È versatile perché può essere utilizzato in diversi settori energetici, come l'industria, il trasporto e la produzione di energia sostituendo i combustibili fossili in vari processi, compresi quelli ad alta temperatura, offrendo un'alternativa pulita in settori altrimenti difficili da decarbonizzare.

2. È un aiuto al problema dello stoccaggio energetico in quanto consente la gestione efficiente dell'energia prodotta da fonti rinnovabili intermittentemente disponibili, come l'energia idroelettrica, solare e l'eolica. L'energia in eccesso prodotta in determinati momenti può essere utilizzata per produrre idrogeno tramite l'elettrolisi dell'acqua e successivamente riutilizzata quando necessaria.

3. Ha un'alta densità energetica, il che significa che può contenere una grande quantità di energia in un volume relativamente ridotto. Ciò lo rende adatto per l'impiego nei trasporti, in particolare per veicoli a celle a combustibile, poiché offre un'autonomia maggiore rispetto alle batterie tradizionali.

4. È un aiuto alla riduzione della dipendenza energetica perché può essere prodotto internamente da fonti rinnovabili all'interno di un paese o una comunità, riducendo la dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili.

5. È flessibile per il suo approvvigionamento. L'idrogeno può essere prodotto localmente e da diverse fonti, tra cui l'elettrolisi dell'acqua, il reforming del gas naturale e l'energia solare ed eolica. Questa diversificazione delle fonti di produzione consente una maggiore flessibilità e resilienza del sistema energetico, riducendo la dipendenza da una singola fonte di energia.

6. È un booster all’innovazione tecnologica perché richiede sviluppi tecnologici, di ricerca e di innovazione in diversi settori, dalla produzione all'infrastruttura e agli utilizzi finali. Ciò stimola la ricerca e lo sviluppo tecnologico, creando opportunità di crescita economica e occupazionale.

7. Per le implicazioni ecologiche di cui sopra, il suo utilizzo ha un impatto favorevole nei confronti di quella parte della community di riferimento che è sensibile ai temi green.

L'idrogeno trova già applicazioni nell'industria, nel riscaldamento, nella produzione di elettricità e, in una parte minima ma in crescita, nei trasporti. I primi treni a idrogeno, che viaggeranno producendo vapore acqueo, inizieranno a circolare in Italia nel 2023.

Nonostante i numerosi vantaggi, l'idrogeno come fonte di energia pulita comporta diverse sfide che devono essere affrontate per la sua adozione su larga scala.

L’attuale crisi energetica contribuisce a rendere competitivi i processi di produzione dell'idrogeno e i relativi costi che necessitano di essere ottimizzati perché ancora relativamente elevati rispetto alle fonti di energia convenzionali. Le tecnologie di produzione dell'idrogeno, come l'elettrolisi dell'acqua, stanno diventando sempre più efficienti ed economiche, ma sono ancora necessari ulteriori progressi per rendere l'idrogeno competitivo sul mercato.

L'idrogeno è un gas altamente volatile e richiede specifiche soluzioni di stoccaggio per essere utilizzato in modo sicuro ed efficiente. L'idrogeno deve essere compresso o liquefatto per ridurre il suo volume e renderlo più facilmente trasportabile e utilizzabile. Questo richiede infrastrutture apposite per lo stoccaggio dell'idrogeno, che devono essere sviluppate e implementate in modo adeguato.

Il trasporto dell'idrogeno, inoltre, presenta sfide significative a causa della sua bassa densità energetica in forma gassosa. L'idrogeno occupa un volume maggiore rispetto ai combustibili tradizionali, rendendo necessarie infrastrutture dedicate per il trasporto. Attualmente, le opzioni di trasporto includono tubi ad alta pressione o trasporto in forma liquida, entrambi con sfide tecniche e costi associati.

La transizione verso un'economia basata sull'idrogeno richiede lo sviluppo di tecnologie e infrastrutture dedicate, come stazioni di rifornimento di idrogeno per veicoli e reti di distribuzione.

Gli sforzi di ricerca e sviluppo in corso per raggiungere i traguardi dell’idrogeno vedono Aliaxis in primo piano.

Con oltre 60 anni di esperienza supportata dai marchi leader del settore come FIP e FRIALEN, Aliaxis offre una gamma completa di soluzioni integrate di sistemi di tubazioni per soddisfare le esigenze di impianti di idrogeno verde, reti infrastrutturali per idrogeno gassoso e un ampio ventaglio di applicazioni nell’ambito dell’ecosistema Power-to-X.

Il termine Power-to-X indica il processo di conversione dell’energia rinnovabile in idrogeno tramite l’elettrolisi dell’acqua. L’idrogeno verde funge da ponte tra le energie rinnovabili (Power) e una miriade di settori a valle (X). L’ecosistema Power-to-X è il luogo in cui si crea la partnership fra energie rinnovabili e idrogeno, ed è considerato un elemento chiave nel percorso verso emissioni zero nette.

Con il procedere della transizione energetica verso l’idrogeno, crescerà l’esigenza di fornire idrogeno verde a vari settori e applicazioni di utilizzo finale. Questi scenari richiederanno reti totalmente nuove per la distribuzione dell’idrogeno gassoso o la riqualificazione delle reti di distribuzione del gas naturale esistenti allo scopo di predisporle per l’idrogeno.

Aliaxis è pronta per la sfida. La linea di prodotti Aliaxis a marchio FRIALEN® è H2ready® ed è adatta per l’impiego in reti di distribuzione di gas combustibili contenenti fino al 100% di idrogeno.

Le soluzioni Aliaxis sono costituite da tubi, raccordi, valvole, dispositivi di misurazione e strumentazione adatti a una vasta gamma di applicazioni negli impianti di idrogeno verde.

In quanto parte di un’azienda guidata dall’innovazione e dall’ambizione di essere chiaramente il leader globale nel settore dei sistemi di tubazioni in plastica, i tre centri di ricerca e tecnologia di Aliaxis, situati in Canada, Francia e India, collaborano con le filiali regionali e locali dell’azienda per creare soluzioni a valore aggiunto con un impatto positivo sui clienti e sulla società.

Con il supporto per la progettazione e le specifiche, le soluzioni con prefabbricazione personalizzata e il supporto per l’installazione Aliaxis è pronta al mondo che immaginiamo. Libero dalle emissioni antropiche di CO2, libero di respirare.