Castellarano, in provincia di Reggio Emilia, sta per diventare sede di un'importante innovazione. Nella città emiliana nascerà infatti – entro la fine dell'anno – il primo stabilimento al mondo alimentato a idrogeno verde, quello dell'azienda Iris Ceramica. Sebbene inizialmente vedrà ancora un contributo del gas naturale al suo fabbisogno, l'impianto punta a diventare completamente a emissioni zero nel giro di pochi anni.

Una novità che ci permette di parlare delle possibilità future di quella che in molti definiscono una nuova frontiera, ancora poco conosciuta, nel campo dell'energia rinnovabile. Tanti però sono i progetti già in corso in ricerca e sviluppo legati all'idrogeno verde, che si spera possa affiancarsi a solare, eolico e idroelettrico  – giusto per citare le fonti più note – nell'assicurarci un futuro all'insegna della neutralità climatica.

Cos'è e come si produce l'idrogeno verde

In realtà, l'idrogeno non è una fonte energetica, bensì un vettore utile per immagazzinare energia: che poi può essere trasformata in elettricità o essere oggetto di combustione. Ma cos'è l'idrogeno pulito, o ‘verde'? È quello che viene prodotto "usando energie rinnovabili, senza emettere sostanze climalteranti, come l'anidride carbonica", ci spiega Marcello Romagnoli, docente all'Università di Modena e Reggio Emilia. Bisogna dunque fare attenzione, perché l'idrogeno verde richiede comunque di andare a utilizzare altra energia pulita, (fotovoltaico, eolico e così via) per essere prodotto. "Ma quindi serve aumentare gli investimenti nell'eolico o in altri impianti di produzione di energia pulita. Altrimenti tutta questa sostenibilità viene a perdersi, e il vantaggio è inferiore alle aspettative", spiega Romagnoli.

L'idrogeno è presente ovunque, in tutte le sostanze organiche, a partire dall'acqua. Ma non esiste da solo in natura: è sempre legato con altre sostanze, come ad esempio l'ossigeno nell'acqua (nella nota formula H20). Non è quindi come il petrolio o gli idrocarburi, che sono localizzati solo in alcune parti del pianeta Terra. È potenzialmente ovunque, ma va prodotto. "Per averlo come molecola di idrogeno singola noi abbiamo bisogno di una fonte energetica esterna", spiega Romagnoli, "che serve a rompere il legame tra idrogeno e ossigeno".

Ma a cosa può servirci l'idrogeno? "Può essere molto utile per sostituire gli idrocarburi, i combustibili fossili, in tutto o in parte. L'idrogeno va molto d'accordo con le fonti rinnovabili, che hanno come limite però il fatto di non essere programmabili e prevedibili. Ad esempio, oggi c'è il sole, ma domani potrei non averlo. L'idrogeno può servire in tandem con le rinnovabili, per immagazzinare l'energia che viene prodotta in eccesso, usandola nei giorni dove la produzione è inferiore alla domanda". Il suo potenziale ruolo è dunque quello di "equilibratore", per mantenere in equilibrio domanda e offerta di energia.

I metodi per produrlo sono tanti e diversi. Uno di questi necessita di una fonte energetica, ad esempio il fotovoltaico, per produrre l'energia elettrica tramite elettrolisi. "Il processo non è così difficile", spiega Romagnoli, "pensate che possiamo farlo anche a casa. Basta prendere una pila e collegare due matite di grafite che conducono la corrente: immergendo queste in acqua con del sale, si producono bollicine separate di idrogeno e ossigeno". Ovviamente il metodo utilizzato a livello industriale non è quello esposto sopra, ma il principio è lo stesso. Da un impianto solare, o eolico, o a biomasse, si realizza l'elettrolisi, che attualmente è ancora effettuata da impianti alimentati a combustibili fossili (per una quota pari a circa il 96% del totale dell'idrogeno attualmente utilizzato).

In ogni caso, una volta prodotto, "l'idrogeno va messo nelle bombole per trasportarlo, o dentro idrogenodotti tipo quelli del gas metano". Questo permette poi di arrivare all'applicazione dell'idrogeno nella vita di tutti i giorni, a partire dal settore della mobilità, dove i primi veicoli alimentati a idrogeno sono iniziati a comparire nelle nostre città. "Se ho un'auto a idrogeno, che è un'auto elettrica ibrida di fatto, vado a far rifornimento come se fosse a metano o Gpl. Questo idrogeno nell'auto alimenta le cosiddette ‘celle a combustibile‘ che trasformano l’idrogeno di nuovo in energia elettrica. L'energia arriva al motore elettrico dell'auto e permette di viaggiare", spiega Romagnoli. Per cui inoltre, va sottolineato "che anche l'ossigeno può essere commercializzato, aiutando nel mantenere positivo il costo di gestione di un impianto di elettrolisi su ampia scala".

Utile per scuole, aziende, ospedali

L'idrogeno è però potenzialmente utile non solo per produrre elettricità, ma anche per il riscaldamento degli edifici. Come il metano, utilizzando il calore che viene prodotto dalla reazione di elettrolisi, si può riscaldare gli ambienti in inverno. E questa produzione combinata di energia elettrica e calore è una soluzione che inizia a interessare anche le aziende. Proprio per questo Iris Ceramica ha avviato la sua transizione verso l'idrogeno, sperando di essere precursore nel settore. Sul tetto dell'impianto, secondo il progetto, sarà installato un impianto fotovoltaico da 2,5 MW di potenza, abbinato a un elettrolizzatore e ad un sistema di stoccaggio dell’idrogeno prodotto. E se almeno inizialmente ci sarà un mix di idrogeno e gas, sul lungo periodo l'impianto sarà alimentato al 100% a idrogeno.

Uno dei dubbi però per l'applicazione di massa sta nei tempi lunghi affinché la produzione di idrogeno possa avere un costo sostenibile. Una condizione necessaria per poi lanciarsi alla conquista del mercato delle forniture di energia. Per Romagnoli però, "il problema vero è quanto la politica vuole far sì che l'idrogeno verde si diffonda. Queste tecnologie sono già commercializzate oggi. La ricerca dovrà svolgere una attività per migliorare i sistemi esistenti, ma già oggi possono essere prodotti e venduti". La situazione per il docente è simile a quella della storia delle automobili. "Quelle del primo Novecento non erano performanti come sono quelle odierne. Però non si è detto allora: ‘finché la macchina non è perfetta non si commercializza': sono state usate e migliorate fino allo stato attuale".

Per quanto riguarda le tecnologie dell’idrogeno, "siamo già a un ottimo grado di efficienza e sicurezza. Serve che la finanza pubblica rompa quel meccanismo perverso per cui nessuno investe nel settore. Infatti oggi non si fanno tanti elettrolizzatori quanto sarebbero necessari perché non c'è richiesta, ma allo stesso tempo non c'è richiesta perché non c'è offerta sufficiente di idrogeno e di energia rinnovabile", argomento Romagnoli.

Il problema dei costi

Questo anche perché, di nuovo, esiste un un problema di costi. Anche in confronto ad altre fonte rinnovabili, come solare ed eolico, la cui produzione è sempre più economica. Una visione su cui Romagnoli si sente di fare una precisazione: "Spesso chi dice ‘no, l'idrogeno non va bene perché è troppo costoso', ha ragione sui costi visibili attuali, ma il problema è che non sono ancora state sviluppate le economie di scala che lo faranno diminuire in modo importante".

Per il docente, lo Stato dovrebbe intervenire per modificare questo stallo, anche agendo sulla domanda: "Si può fare in tanti modi, ad esempio pagando la differenza tra un autobus tradizionale e uno innovativo a idrogeno, per iniziare a costruire una flotta di questo tipo. Idem per le auto del settore pubblico, che non dovrebbero essere più a idrocarburi, ma a idrogeno. Oppure fare in modo che gli edifici pubblici usino l'idrogeno per produrre sia calore che elettricità".

Serve sviluppare insomma la tecnologia necessaria per produrlo ed usarlo su larga scala: "In Italia siamo capaci di farlo, potremmo diventare entro 3-4 anni i maggiori produttori mondiali di elettrolizzatori e di celle a combustibile. Questa è una prospettiva credibile però solo se c’è una spinta decisiva da parte dello Stato e delle Regioni. L’impegno del pubblico potrebbe liberare ancora più risorse private. Abbiamo tecnologie e capacità industriali, manca solo la volontà".

Investire nel futuro

Nel Pnrr sono stati stanziati 3 miliardi di euro per investire nello sviluppo della filiera. Una somma sufficiente? Per Romagnoli, "forse per un primo passo, ma ne servono altri. Non amo molto i finanziamenti per progetti da realizzare in tempi stretti, perché o hai un progetto ben pensato e sviluppato da tirare fuori, altrimenti il rischio è che, siccome i soldi vanno spesi, questi non vadano sempre a progetti veramente importanti".

Per fare un progetto su una tecnologia così complessa, conclude Romagnoli, "ci vuole tempo, sia per scriverlo che per organizzarlo bene. Quando poi questi finanziamenti sono tanti e concentrati in un tempo ristretto tutto viene a costare molto di più, scattano delle speculazioni. Mettere date fisse alla spesa dei soldi ha un senso, ma tempi così brevi non aiutano".  Insomma, servirà far scelte che non siano casuali, ma ponderate nelle loro ricadute economiche e sociali.

Anche perché ci sono poi motivi economici che potrebbero rendere utile lo sviluppo della produzione e della distribuzione dell'idrogeno verde. "Più si dipende da fonti energetiche esterne, più il tuo livello di democrazia va a scemare. Non si può più decidere liberamente cosa vogliamo essere, perché a decidere sono anche forze esterne, come quelle che ci vendono l’energia. Più si è dipendenti dall'estero per quanto riguarda l'energia, più la nostra economia può essere messa in difficoltà", spiega il docente.

In ultimo, c'è un'altra possibilità offerta dall'idrogeno verde, su cui servirà lavorare: quella di poter essere trasportato attraverso i tubi che attualmente costituiscono la rete del metano. Obiettivo per cui è imprescindibile un'opera di ammodernamento dei gasdotti esistenti, ma che potrebbe evitare nuovo consumo di suolo e rendere vantaggioso ancora di più lo sviluppo delle tecnologie legate all'idrogeno. In modo che quanto accade a Castellarano sia solo la prima di una lunga serie di applicazioni dell'idrogeno verde, nell'ottica di una società a emissioni zero.