Nel quadro della transizione energetica verso un’economia sostenibile e più orientata a riduzione degli sprechi e efficienza un ruolo decisivo sarà svolto dalle nuove e più innovative tecnologie da mettere al servizio della generazione e dell’immagazzinamento dell’energia.

In quest’ottica, l’idrogeno è guardato da molti, in Europa, come un driver per la generazione elettrica di ultima generazione. Paesi come la Germania e la Francia sono da tempo in pista con piani ampiamente finanziati e strutturati per la transizione all’idrogeno e anche l’Italia si è dotata di una Strategia nazionale per l’idrogeno che punta a aumentare entro il 2030 al 2% della domanda energetica coperta da questa risorsa. La sfida si gioca in due direzioni: da un lato, aumentare la quota prodotta per mezzo dell’idrogeno, dall’altro decarbonizzare la filiera abbattendo la presenza di carbone e gas naturale al suo interno.

Per l’Italia la sfida sarebbe dunque quella di mettere in campo 5 GW di elettrolizzatori capaci di abbattere la generazione di anidride carbonica di oltre 8 milioni di tonnellate l’anno e di generare un’approfondita e dinamica filiera industriale capace, secondo la strategia nazionale, di creare 200mila posti di lavoro. Un obiettivo ambizioso che necessiterà, negli anni a venire, di sostegno da parte delle istituzioni pubbliche e dalla messa in moto di dinamiche di strutturazione nel sistema privato capaci di creare un settore propulsivo per l’economia nazionale in grado di impattare positivamente nel bilancio climatico del sistema-Paese.

Il percorso dalla programmazione all’implementazione passa per scelte strategiche che dovranno definire in che modo la filiera dell’idrogeno si strutturerà. Dovendo prevedere un’interconnessione tra le reti di generazione e quelle di distribuzione dell’energia, i decisori pubblici e gli attori privati si trovano di fronte a possibili definizioni della rete dell’idrogeno verde italiano alternative tra di loro.

CESI ha analizzato quelli che ritiene essere i quattro scenari più plausibili nel quadro della connessione idrogeno-elettricità nel mercato nazionale. Lo studio è stato pubblicato su Energy Journal e presenta opportunità e sfide di ogni scenario.

Un primo scenario, il cosiddetto  off-grid,  prevede che gli elettrolizzatori e gli impianti da fonti rinnovabili, questi ultimi collegati “in isola” direttamente all’elettrolizzatore, sono entrambi installati presso i centri di consumo di idrogeno  (fabbriche, città, ecc.). In questo scenario, legato all’ubicazione dei centri di consumo l’assenza di connessione alla rete implica che l’eccesso di generazione, o l’insufficiente produzione di idrogeno, non possano essere gestiti e supportati attraverso la rete elettrica. I limiti strutturali di questo scenario sono legati alla capacità di immagazzinamento delle batterie, non presentando costi addizionali per la realizzazione e gestione della rete elettrica.

Un secondo scenario “decentralizzato e connesso alla rete elettrica”, gli elettrolizzatori e gli impianti di fonti rinnovabili, questi ultimi connessi alla rete elettrica, sono entrambi installati in prossimità dei centri di consumo di idrogeno… In questo scenario, l’effetto sulla rete di trasmissione dell’elettricità e la conseguente necessità di investimenti aggiuntivi sono minimi.

CESI ha poi delineato un terzo scenario, denominato “trasporto di elettricità”, il quale presuppone che gli impianti di fonti rinnovabili si trovino nelle aree più favorevoli in termini di producibilità di energia e l’elettricità sia trasmessa attraverso la rete agli elettrolizzatori installati vicino ai siti di consumo di idrogeno, anche a grandi distanze. In questo scenario, le rinnovabili possono essere installate nei siti più produttivi e non c’è nessun costo per il trasporto di idrogeno. Potrebbe essere necessario, però, investire per  rinforzare il sistema di trasmissione, in modo tale da evitare congestioni sulla rete elettrica.

Nel quarto scenario trasporto di idrogeno”, gli impianti di energia rinnovabile sono collocati nelle zone migliori in termini di producibilità di energia. Anche gli elettrolizzatori sono localizzati nella stessa area. Successivamente, l’idrogeno prodotto viene trasportato verso i luoghi di consumo attraverso nuovi “idrogenodotti” o in gasdotti riadattati, con  necessità di investimenti aggiuntivi sulla rete di trasporto gas.

Quattro scenari che, come visto, presuppongono un’intensità produttivo-tecnologica e una complessità crescente, da non vedere necessariamente come alternativi l’uno all’altro. Ma i dividendi di una connessione alla rete, secondo CESI, sono notevolmente maggiori: “Dalle nostre analisi emerge che la soluzione migliore per produrre idrogeno verde in modo economicamente più conveniente è quella in cui l’energia viene trasportata in forma di elettricità, lungo le dorsali di trasmissione, anziché in forma di idrogeno, lungo i gasdotti – afferma Matteo Codazzi, Amministratore Delegato di CESI – Questo perché la rete elettrica permette di esportare il surplus di energia rinnovabile, nel caso in cui la quantità prodotta dovesse superare il consumo degli elettrolizzatori, o di sopperire, in caso di deficit, con elettricità rinnovabile prodotta in altri siti.” 

Come sottolineato più volte, la connessione a reti intelligenti consente di sfruttare la sinergia tra innovazione tecnologica, nuove visioni in campo ambientale e efficienza, permettendo la creazione di reti e sistemi resilienti, l’incrocio tra domanda e offerta nel quadro di una crescente generazione coperta da fonti rinnovabili e la riduzione degli sprechi. Un sistema per la cui strutturazione l’idrogeno può giocare un ruolo importante, specie se la sua generazione negli anni a venire sarà sempre più decarbonizzata.