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L'idrogeno continua a consolidarsi come uno dei pilastri fondamentali della transizione energetica. È infatti recente la notizia secondo cui un team internazionale di ricerca ha sviluppato un sistema innovativo di poligenerazione per climi caldi e umidi, combinando diverse tecnologie avanzate: impianti fotovoltaici, refrigerazione a compressione di vapore, elettrodeionizzazione, elettrolisi dell’acqua con membrana a scambio protonico (PEM), stoccaggio di idrogeno e celle a combustibile. Questo sistema è capace di generare simultaneamente energia, acqua e raffrescamento.

Secondo uno studio pubblicato sull’International Journal of Hydrogen Energy, il sistema è in grado di produrre 5 kW di elettricità, 8,2 tonnellate di raffreddamento, 28,36 litri all’ora di acqua atmosferica e 17 kg di idrogeno al giorno. L’efficienza energetica complessiva raggiunge il 10,7%, mentre quella exergetica si attesta al 7,6%. Grazie all’idrogeno prodotto durante il giorno, il sistema continua a funzionare di notte, garantendo una produzione costante di acqua e raffrescamento. Il coefficiente di prestazione energetico è pari a 1,58, mentre quello exergetico è di 0,28. Complessivamente, l’efficienza del ciclo dell’idrogeno si attesta al 35,8% sul piano energetico e al 46,1% su quello exergetico, sottolineando la capacità del sistema di ridurre gli sprechi energetici.

I progetti del Giappone e della Spagna sulla produzione di idrogeno

Nonostante le potenzialità dell’idrogeno, la sua produzione rimane ancora difficile dal punto di vista economico. Tuttavia, la recente scoperta di giacimenti di idrogeno bianco, una forma naturale presente nel sottosuolo, potrebbe portare una svolta nel settore. In attesa di una mappatura completa di queste risorse, diverse aziende stanno investendo in tecnologie per la produzione di idrogeno a basse emissioni di CO₂, come l’idrogeno blu, verde e viola.

Il progetto giapponese Inpex, ad esempio, sta realizzando un impianto per la produzione di idrogeno blu nella prefettura di Niigata, con una capacità annuale di 100.000 tonnellate. L’impianto avrà una capacità annuale di 100.000 tonnellate, utilizzando gas naturale estratto localmente e gas naturale liquefatto. Il progetto utilizzerà il gas naturale dal giacimento di Minami-Nagaoka e il gas naturale liquefatto dal terminal LNG di Naoetsu.

Anche EDP ha recentemente completato le procedure ambientali per un progetto di idrogeno pulito a Soto de Ribera, in Spagna. L’impianto, che prevede un investimento di oltre 20 milioni di euro, avrà una capacità iniziale di 5 MW per l’elettrolisi, con una produzione annua di 600 tonnellate di idrogeno rinnovabile destinato all’uso industriale.

Le complessità rilevate nella produzione e distribuzione di idrogeno

Nonostante i progressi, la produzione e la distribuzione dell’idrogeno comportano inevitabili perdite fisiologiche. Secondo l’Oxford Institute for Energy Studies (OIES), l’idrogeno reagisce con il metano presente in atmosfera, prolungando la permanenza di quest'ultimo nell'atmosfera e amplificando gli effetti climatici, tra cui l'effetto serra, con conseguenze significative sul riscaldamento globale. L'obiettivo in tal senso sarebbe quello di ridurre al minimo le perdite di idrogeno lungo la filiera di produzione e distribuzione è quindi cruciale per evitare che i benefici ambientali di questa tecnologia vengano compromessi. Inoltre, è necessario identificare e mitigare le fonti di dispersione, che possono variare dai processi industriali ai sistemi di trasporto e stoccaggio.

Per far fronte a queste problematiche, è fondamentale agire su differenti fronti: capire come combinare l'uso di materiali di contenimento adeguati, riuscire a implementare sistemi di monitoraggio in tempo reale e sviluppare l'adozione di regolamentazioni rigorose. L’utilizzo di materiali avanzati per il contenimento, come leghe metalliche specifiche o polimeri innovativi, può ridurre sensibilmente il rischio di perdite. Allo stesso tempo, i sistemi di monitoraggio in tempo reale, basati su sensori di ultima generazione, permettono di rilevare eventuali fughe con una precisione senza precedenti, consentendo interventi tempestivi. Tuttavia, queste misure tecniche devono essere affiancate da regolamentazioni rigorose che stabiliscano standard chiari per ogni fase del ciclo dell’idrogeno.