L’idrogeno sarà uno degli alleati chiave dell’uomo nella lotta contro le emissioni di anidride carbonica, purché lo si gestisca con cura. È quanto emerge da un recente rapporto diramato nel Regno Unito, che fa luce sulla forma di alimentazione e gli effetti in termini di danni all’ecosistema. Secondo le rilevazioni pubblicate in un nuovo studio, le sostanze rilasciate rischiano di produrre indirettamente conseguenze 11 volte peggiori rispetto alla CO2.
La politica di Stellantis sull’idrogeno
Oltre alla strategia dell’elettrificazione (che avrà un ruolo centrale), Stellantis si sta pure adoperando su diversi vettori energetici, compreso l’idrogeno. Il conglomerato italo francese capitanato da Carlos Tavares ha elaborato una soluzione a celle a combustibile (FCEV) volto a coniugare i vantaggi di queste ultime con i benefici attribuiti alle batterie elettriche. L’impegno profuso è orientato principalmente ai veicoli commerciali leggeri (LCV) che necessitano autonomia elevata, ricariche rapide e zero emissioni, senza scendere a compromessi in termini di capacità di carico. Le competenze e il know-how sono stati messi alla prova per i furgoni mid-size Peugeot Expert, Opel Vivaro e Citroen Jumpy.
Le modalità d’uso dell’idrogeno
L’idrogeno può essere utilizzato a mo’ vettore di energia pulita e il relativo funzionamento, attraverso una cella a combustibile volto a erogare elettricità, non sviluppa altro che acqua come sottoprodotto. A parità di peso, trasporta un quantitativo di energie decisamente maggiore delle batterie al litio e la sessione di ricarica porta via decisamente meno tempo del lavoro previsto per una batteria. Dunque, l’idrogeno è ritenuto un’opzione ecologica alquanto promettente in varie applicazioni difficili da decarbonizzare, in cui le batterie non sono adatte allo scopo – per esempio, l’aviazione, le spedizioni e gli autotrasporti a lungo raggio.
Ma qualora venga rilasciato direttamente nell’atmosfera, l’idrogeno stesso tende a interagire con altri gas ed elementi presenti nell’aria per creare potenti effetti di riscaldamento. Un nuovo report del governo del Regno Unito ha messo le interazioni sotto la lente d’ingrandimento e stabilito che il potenziale di riscaldamento globale (GWP) dell’idrogeno è circa il doppio delle stime effettuate in precedenza; in un periodo di 100 anni, una tonnellata di idrogeno avrà un impatto sulla Terra di circa 11 volte una tonnellata di CO2, con un margine di 5 punti.
In che modo l’idrogeno si comporta come un gas serra
Un modo che spinge l’idrogeno a comportarsi come un gas serra concerne il metano. L’idrogeno è reattivo agli stessi ossidanti troposferici che “ripuliscono” le emissioni di metano nell’atmosfera. Questo è un gas serra spaventosamente potente, che nei primi due decenni provoca un riscaldamento di circa 80 volte superiore di un pari condensato di CO2. Ma i radicali idrossilici nell’atmosfera lo filtrano in un intervallo relativamente breve, mentre la CO2 vi rimane per millenni; quindi, la CO2 è peggiore nel complesso.
Nel momento in cui l’idrogeno è presente, tuttavia, tali radicali idrossilici reagiscono con esso. C’è una quantità inferiore di agenti pulenti. Di conseguenza, si assiste a un incremento diretto delle concentrazioni di metano, che rimane nell’ambiente più a lungo.
Inoltre, la presenza di idrogeno accresce la densità sia di ozono troposferico che di vapore acqueo stratosferico, potenziando un effetto di “forzamento radioattivo” che spinge pure le temperature a soglie maggiori.
Come avviene la fuoriuscita nell’atmosfera
L’idrogeno fuoriesce nell’atmosfera in gran parte sotto forma di perdite, secondo un secondo rapporto di Frazer-Nash Consultancy. Se conservi l’idrogeno in una bombola di gas compresso, evaporerà tra lo 0,12% e lo 0,24% al giorno. Sarà rilasciato dai tubi e dalle valvole se lo distribuisci così, espellendo circa il 20 percento in più di volume rispetto al gas metano che adesso scorre attraverso i gasdotti municipali, anche se poiché l’idrogeno è ben più leggero del metano, il maggiore volume equivale a solo il 15 per cento del peso.
Laddove l’idrogeno sia trasportato in qualità di liquido criogenico, l’ebollizione è inevitabile e puoi aspettarti di perderne in media circa l’1% al giorno. In realtà, lo si scarica nell’atmosfera, senza dimenticare che le operazioni di sfiato e spurgo sono comuni nell’intero ciclo di vita dell’idrogeno. Si verificano durante l’elettrolisi, la compressione, il rifornimento e il trattamento di riconversione in elettricità attraverso una cella a combustibile.
Lo sfiato e lo spurgo
Qualora vi sia lo sfiato o lo spurgo, le percentuali tendono a ridurre l’ammontare dilapidato per semplice perdita: ad esempio, si presume che le attuali tecniche di elettrolisi che utilizzano lo sfiato e lo spurgo sprechino tra il 3,3 e il 9,2% dell’idrogeno globalmente prodotto, in gran parte a seconda della frequenza con cui avviene il processo. Si tratta di una preoccupazione concreta nelle situazioni dove la produzione di idrogeno è vista come un canale per immagazzinare l’energia rinnovabile in eccesso che non viene assorbita dalla domanda immediata.
Le emissioni di spurgo e sfiato possono essere ripulite in maniera significativa aggiungendo sistemi per ricombinare l’idrogeno scaricato o spurgato nell’acqua e reimmettendolo nel processo, ma ci vorrà del tempo prima che questo tipo di operazioni sia economicamente fattibile.
Nel complesso, il report redatto da Frazer-Nash prevede che tra l’1 e l’1,5 percento di tutto l’idrogeno nel suo scenario di modellazione centrale sarà propagato nell’atmosfera, con le emissioni dei trasporti responsabili di circa la metà e quelle alla produzione e al consumo che ne assorbono circa un quarto ciascuno.
Intanto, operando in base a diverse ipotesi, la prima indagine stima che tra l’1% e il 10% dell’intero idrogeno sulla scena globale sarà propagato nell’atmosfera.
L’”idrogeno verde” non è il male assoluto
Ciò non vuol dire che l’“idrogeno verde” vada evitato nella corsa alle zero emissioni. Difatti, il rapporto diramato dal governo del Regno Unito spiega che l’aumento delle quantità di anidride carbonica equivalenti basato su un tasso di perdita di H2 dell’1% e del 10% compensa rispettivamente circa lo 0,4% e il 4% della riduzione totale delle pari emissioni di CO2. Ergo, pure ipotizzando lo scenario peggiore, costituisce comunque un netto passo in avanti.
Sebbene i vantaggi derivanti dalla riduzione delle emissioni di CO2 superino in modo significativo gli svantaggi derivanti dalle perdite di H2 – recita la nota – si ravvisa chiaramente l’importanza di controllare le fuoriuscite di H2 all’interno di un’economia dell’idrogeno.
Permangono incertezze riguardo al bilancio naturale dell’idrogeno emanato nell’atmosfera. Il ciclo di vita è dominato dal suo assorbimento superficiale. La mancanza di una comprensione dettagliata è una delle principali cause della perplessità nell’eseguire stime sul suo impatto a livello climatico.
Implicazioni atmosferiche
I futuri calcoli del modello dovrebbero esplorare tecniche alternative per misurare l’impatto sul clima della dispersione di idrogeno nell’atmosfera. Sarebbe opportuno compiere esperimenti transitori complementari, per andare a definire la soglia massima tollerabili.
Per i sostenitori dell’idrogeno rimane, comunque, viva la speranza: l’utilizzo di tale elemento può effettivamente contribuire a ridurre la propagazione di sostanze nocive nell’ambiente. Affinché dia un input decisivo nella corsa all’ecosostenibilità, bisognerà intervenire sulle perdite, andando, perciò, a evitare effetti collaterali indesiderati. La conclusione del report fa luce su tale aspetto e lo sottolinea a chiare lettere, nell’auspicio di promuovere consapevolezza in materia. Morale della favola: puntare sull’idrogeno può ridurre determinate tipologie di inquinamento e soprattutto nel breve-medio periodo ha del potenziale degno di nota.
Se, invece, ampliamo lo sguardo, un giorno magari non sarà più necessario, qualora altre tecnologie riuscissero a rendere obsoleta la modalità della combustione per ricavare energia o per muovere i mezzi di trasporto. Fatto sta che quel giorno appare parecchio lontano. Nel frattempo, ciascuno degli attori della filiera dell’automotive (e non solo) avranno l’imperativo di indagare sulle risorse a disposizione. I limiti dell’idrogeno sono evidenti, così come i punti di forza. Staremo a vedere se gli addetti ai lavori sapranno colmare i difetti impliciti e capitalizzare al massimo il potenziale riconosciuto.