Il più grande serbatoio di idrogeno della Terra potrebbe trovarsi dove finora è stato più difficile cercarlo: nel suo nucleo. Uno studio pubblicato su Nature Communications suggerisce che il cuore metallico del pianeta contenga una quantità di idrogeno compresa tra 9 e 45 volte quella presente in tutti gli oceani. Se confermata, la scoperta ridefinirebbe il ruolo dell’interno terrestre nel ciclo globale degli elementi volatili.

Da anni la comunità scientifica discute sull’origine dell’idrogeno e dell’acqua terrestre. Una delle ipotesi più diffuse attribuisce l’arrivo di questi elementi agli impatti di comete e asteroidi avvenuti dopo la formazione del nucleo; un’altra teoria sostiene invece che la Terra primordiale fosse già ricca di idrogeno e che una gran parte di esso sia stata inglobata nelle sue profondità durante le prime fasi di accrescimento planetario.

Un nuovo metodo per misurare l’idrogeno nel ferro

Il tema centrale del dibattito è sempre stato uno: quanto idrogeno è effettivamente intrappolato nel nucleo? Misurarlo direttamente è pressoché impossibile. Le condizioni estreme – pressioni superiori a un milione di volte quella atmosferica e temperature di migliaia di gradi – rendono inaccessibile qualsiasi osservazione diretta. Anche le stime indirette – basate su modelli sismici o su esperimenti di laboratorio tradizionali – hanno dei margini di incertezza limitanti. In passato, molte valutazioni si sono basate sulla diffrazione a raggi X, una tecnica che analizza come i materiali disperdono i raggi per dedurne la struttura cristallina.

Poiché il nucleo terrestre è composto prevalentemente da ferro, gli scienziati hanno studiato come l’aggiunta di idrogeno ne modifichi la struttura atomica. Tuttavia, questo approccio presuppone che altri elementi presenti nel nucleo – come silicio e ossigeno – non alterino in modo sostanziale il reticolo cristallino del ferro, un’ipotesi che potrebbe non essere valida in condizioni estreme. Il nuovo studio ha adottato un metodo differente: la tomografia a sonda atomica. Questa tecnica consente di mappare in tre dimensioni la distribuzione degli elementi su scala nanometrica, offrendo una risoluzione molto più elevata rispetto alle metodologie precedenti.

I ricercatori hanno simulato in laboratorio le condizioni della Terra primordiale utilizzando una cella a incudine di diamante, uno strumento capace di generare pressioni enormi comprimendo un campione tra due punte di diamante. Per riprodurre l’ambiente del nucleo in formazione, il team ha inserito un piccolo campione di ferro in una capsula contenente materiali ricchi di silicio, ossigeno e idrogeno, quindi lo ha riscaldato con laser fino a temperature di circa 4.800 °C. In queste condizioni, gli elementi hanno iniziato a dissolversi nel ferro fuso, simulando il processo che potrebbe essere avvenuto circa 4,5 miliardi di anni fa.

Quanto idrogeno contiene davvero il nucleo

Le analisi hanno mostrato che idrogeno, silicio e ossigeno entrano simultaneamente nella struttura del ferro in condizioni estreme, formando configurazioni atomiche finora non osservate. Sulla base del rapporto tra i due elementi misurato negli esperimenti e delle stime precedenti sul contenuto di silicio del nucleo, i ricercatori hanno calcolato che l’idrogeno rappresenterebbe tra lo 0,07% e lo 0,36% della massa del nucleo terrestre.

Può sembrare una percentuale minima, ma considerata l’enorme massa del nucleo equivale a una quantità colossale. Se quell’idrogeno si combinasse con l’ossigeno per formare acqua, corrisponderebbe, per l’appunto, a un volume tra 9 e 45 volte quello di tutti gli oceani attuali.

Il dato più sorprendente riguarda però il momento dell’incorporazione: se la maggior parte dell’idrogeno fosse arrivata dopo la formazione completa del nucleo – ad esempio tramite impatti cometari – si troverebbe prevalentemente negli strati più esterni del pianeta. La presenza di un vasto inventario nel nucleo suggerisce invece fosse già disponibile durante le prime fasi dell’accrescimento terrestre e sia stato inglobato mentre il ferro fuso sprofondava verso il centro.

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Le implicazioni per l’origine dell’acqua e la dinamica terrestre

Le implicazioni non si limitano alla storia primordiale della Terra: la presenza di idrogeno nel nucleo potrebbe influenzare proprietà fondamentali come la densità, la dinamica interna e persino il comportamento del campo magnetico generato dal movimento del ferro liquido. Nel lungo periodo, una parte potrebbe anche migrare verso il mantello, contribuendo ai cicli geochimici profondi.

Ad ogni modo, lo studio non elimina del tutto le incertezze: le condizioni simulate in laboratorio – per quanto estreme – restano una semplificazione rispetto alla complessità del pianeta reale. Gli autori sottolineano che saranno necessari ulteriori esperimenti e modelli per affinare le stime e comprendere meglio il ruolo dell’idrogeno nelle profondità terrestri.

Resta però un punto fermo: l’acqua che vediamo in superficie potrebbe rappresentare solo una frazione di un inventario molto più vasto nascosto nelle regioni più interne del pianeta. Se il nucleo è davvero il principale serbatoio di idrogeno della Terra, la nostra comprensione dell’origine dell’acqua e dell’evoluzione geologica del pianeta dovrà quindi essere rivista alla luce di questa nuova prospettiva.

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Nella strategia relativa alla transizione economica, l’idrogeno verde occupa uno dei posti di rilievo. Lo si rileva ad esempio nel piano, presentato nel luglio del 2020, dell’Unione europea. Il “green”, l’idrogeno cioè ottenuto da fonti rinnovabili e non fossili, potrebbe rappresentare tra il 2030 e il 2050 quell’elemento in grado di sostituire metano e petrolio per alimentare macchine, uffici, fabbriche e abitazioni. Questo almeno a livello teorico. Sotto un profilo prettamente pratico, la situazione è un po’ diversa. Occorrono infatti investimenti, governi e aziende in grado di credere realmente nei piani sull’idrogeno green e sui progetti per gli stabilimenti da realizzare in punti strategici a livello logistico e climatico. Per questo il recente accordo tra il fondo olandese Invest International, la società di ingegneria Proton Ventures e il governo marocchino è stato salutato positivamente da più parti. Tanto nel mondo politico, quanto in quello economico.

L’impianto di Jorf Lasfar

L’uso dell’idrogeno come fonte energetica da anni è già una realtà e da tempo viene vista come una concreta fonte alternativa a quelle fossili. Questo perché la sua combustione genera un minore impatto ambientale rispetto a quella indotta da metano e petrolio. Ci sono però anche dei limiti molto evidenti. La molecola di idrogeno H2 non è presente, se non in quantità molto ridotte, sul nostro pianeta. Essa è quasi sempre legata ad altri elementi e deve quindi essere ottenuta tramite determinati processi. In poche parole, l’idrogeno non è considerabile quale fonte primaria e i procedimenti per ottenerlo hanno a loro volta importanti costi monetari ed energetici.

Tuttavia negli ultimi anni molti studi si sono concentrati sulla produzione di “idrogeno verde”. Quell’idrogeno cioè ottenuto tramite procedimenti realizzati con fonti rinnovabili e non con combustibili fossili. Una produzione quindi all’interno di centrali alimentate per mezzo di energia eolica o solare. Elementi che non si trovano in tutte le parti del mondo. Realizzare l’idrogeno verde e immetterlo poi nelle infrastrutture di trasporto richiede territori ventosi e soleggiati. Il nord Africa in tal senso si presta molto bene.

Per questo molte aziende stanno puntando sul Marocco, il quale tra le altre cose ha dalla sua una maggiore sensibilità politica sul tema rispetto ai Paesi vicini. Basti pensare che nel governo di Aziz Akhannouch, insediatosi nell’ottobre del 2021, è stato previsto un apposito dicastero per la transizione ecologica. Così come descritto sul sito Global Trade Review, è stato sottoscritto nei giorni scorsi un accordo tra il fondo Invest International, la Proton Ventures e il governo di Rabat  per la costruzione di un impianto di idrogeno verde a Jorf Lasfar. Quest’ultima è una località portuale in rapida espansione, situata lungo la costa atlantica la cui zona industriale sta rivestendo negli ultimi anni una grande importanza grazie alla relativa vicinanza con Casablanca.

L’impianto sarà composto da parchi eolici e solari, in gradi di alimentare poi la struttura da cui a regime potrebbero uscire fino a quattro tonnellate di ammoniaca verde al giorno, oltre che a grandi quantità di idrogeno green. I lavori dovrebbero partire a breve: nel giro di pochi anni, hanno assicurato da Rabat e dai Paesi Bassi, l’impianto di Jorf Lasfar sarà un hub tra i più importanti per la transizione energetica.

Marocco possibile crocevia della transizione energetica

Non è un caso che a chiudere l’accordo siano state società dei Paesi Bassi con il governo marocchino. Gli olandesi in Europa sono coloro che più stanno investendo nell’idrogeno verde, dal canto suo Rabat rappresenta il Paese che più sta puntando sulle energie rinnovabili in nord Africa. “Poiché l’Europa avrebbe bisogno di importare energia dall’estero in futuro – ha spiegato su Global Trade Review l’amministratore delegato del fondo olandese Invest International, Joost Oorthuizen – il Marocco è un luogo ideale per la produzione di idrogeno su larga scala dove c’è molto vento, sole e terra, che non abbiamo nel nord Europa”.

L’altra azienda coinvolta nell’operazione è anch’essa olandese. La Proton Ventures ha sede a Rotterdam e da anni è impegnata, così come si legge sul sito, in progetti volti alla produzione di ammoniaca da energia verde. Dal canto suo, il governo marocchino ha incassato un nuovo importante investimento e, soprattutto, una nuova fiducia sul fronte degli investimenti sulle rinnovabili. La strategia di Rabat appare chiara: sfruttare le proprie condizioni climatiche e la propria posizione geografica per diventare, nel medio e lungo periodo, un riferimento essenziale per la produzione e trasporto di energia rinnovabile verso il mercato europeo. Una strategia avviata già da anni e che starebbe dando i suoi frutti. Secondo Irena, l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili, il Marocco è incluso nella lista dei “Paesi pionieri” nel campo delle rinnovabili.

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Nella nuova geopolitica dell’energia tra l’Europa e i mercati circostanti la Germania è un attore sempre più protagonista. E non lo testimonia solo il fatto che Angela Merkel abbia, a poche settimane dalla fine del suo mandato alla cancelleria, portato a compimento l’obiettivo dell’accettazione da parte degli Usa del gasdotto Nord Stream 2. Ma lo conferma la profonda attenzione che la politica e il mondo imprenditoriale tedesco rivolgono a una nuova frontiera del mondo energetico e a una delle più importanti novità che possono abilitare la transizione, l’idrogeno.

L’idrogeno non è ancora diventata una forza “rivoluzionaria” nei mercati energetici globali, ma può fungere da strumento di alimentazione dei sistemi industriali e produttivi tale da garantire, in prospettiva, un contributo alla decarbonizzazione, all’efficientamento dei consumi da parte dell’industria e del settore privato e un volano a settori come la mobilità sostenibile tutt’altro che indifferente.

La Germania, prima economia e prima potenza manifatturiera d’Europa, nazione più popolosa dell’Unione Europea, Paese che ha scelto l’uscita dal nucleare dopo l’incidente di Fukushima, potenza tecnologica e dell’innovazione può e deve combattere sia sul fronte della tutela ambientale che su quello dello sviluppo economico la partita della transizione. E, come in ogni questione di carattere, energetico, nel quadro d’insieme della partita dell’idrogeno business e geopolitica si sommano. Non potrebbe essere altrimenti in un mondo come quello dell’idrogeno dove nuovi mercati e nuove filiere si vanno via via sommando. E in cui i nuovi paradigmi devono ancora essere edificati.

Berlino, in quest’ottica, avanza su una strategia a cerchi concentrici. Il primo asse è quello interno. Mirando in primo luogo a costruire una filiera integrale dell’idrogeno, partendo dai macchinari per l’elettrolisi e arrivando alla costruzione di impianti in grado di alimentare la transizione energetica nella siderurgia, nella manifattura, nei trasporti. A tal proposito il governo ha messo in campo un piano da 9 miliardi di euro e garantito nel suo Recovery Fund circa 3,3 miliardi di euro con l’obiettivo di perseguire la sostanziale decarbonizzazione dell’industria pesante funzionale alla manifattura del Paese.

In un secondo livello, si passa all’espansione nei mercati internazionali. Kfw, la Cassa Depositi e Prestiti tedesca, e il governo hanno l’intenzione di promuovere un’integrazione sistemica con partner internazionali e spingere le aziende tedesche a gettare le basi per una crescente collaborazione con nuovi partner cruciali per l’energia di domani. A tal proposito 2 dei 9 miliardi stanziati nella strategia nazionale per l’idrogeno saranno destinati per le partnership internazionali per l‘approvvigionamento in modo tale da accelerare la corsa verso l’obiettivo della decarbonizzazione. Alla produzione nazionale, che Berlino mira a portare a 5.000 MW entro il 2030 e 10.000 entro il 2040, la Germania vuole associare un sistema delocalizzato nei paesi del Golfo e in Nord Africa sfruttando l‘energia solare per alimentare le centrali produttive.

Non a caso sono fortemente messi sotto attenzione i Paesi dell’Africa che possono offrire spazi d’inserimento per le tecnologie tedesche e per ampliare la prospettiva di inserimento dell’industria nazionale in un’area ove i terreni a disposizione per generare nuove produzioni e nuovi impianti non mancano. In Africa Occidentale, nota Italia Oggi, “15 paesi riuniti nell’associazione economica Ecowas sono indicati da uno studio del ministero federale della Scienza (“H2- Atlas Africa”) come l’area ideale per produrre idrogeno verde, per poi importarlo in Germania”.

Infine, c’è un versante di carattere geopolitico che ha a che fare con il posizionamento della Germania nelle reti che animeranno il mercato di domani, dell’era della transizione. Il posizionamento africano segnala la volontà tedesca di inserirsi in un’area di mondo promettente, sovrapponendo la sua presenza alla tradizionale, ma declinante, influenza francese, e fa parte di un ramificato progetto geoeconomico che ha il suo punto di scaricamento più interessante nell’Europa orientale, per la precisione in Ucraina. Berlino recentemente ” ha stipulato con la Germania un accordo di cooperazione nel campo delle energie rinnovabili, che prevede dieci progetti pilota, alcuni dei quali partiranno il prossimo anno” e che rappresentano il contraltare offerto a Kiev (e Washington) come lasciapassare per il completamento del gasdotto russo-tedesco.

La Germania prosegue nella sua strategia di rafforzamento geo-strategico e geo-economico plasmando una transizione a tutto campo: i nuovi paradigmi tecnologici ed energetici guidano la costruzione di nuove catene del valore transnazionali e nuove alleanze potenziali. Che si sovrappongono a quelle già esistenti, come se il mix energetico di un Paese fosse anche un vero e proprio mix geopolitico. La Germania ha compreso che la transizione sarà una prospettiva di medio-lungo periodo e che occorrerà adeguarsi per farsi trovare pronti, come sistema-Paese, a un lungo periodo di coesistenza tra fonti tradizionali e rinnovabili. Gas e idrogeno sono, in quest’ottica, perfetti complementi anche per le ricadute in termini di investimenti infrastrutturali, sviluppi tecnologici e prospettive di mercato. E rafforzano il posizionamento del Paese in Europa e non solo.

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La partita della decarbonizzazione dei sistemi energetici è una delle più importanti e strategiche dell’era presente. Rappresenta, infatti, una sfida destinata a condizionare l’evoluzione delle economie e delle società più avanzate negli anni a venire, a creare nuovi mercati, a coniugare i temi dello sviluppo e della tutela ambientale.

La decarbonizzazione non sarà però un pasto gratis. Né potrà avvenire dall’oggi al domani: richiederà un salto tecnologico capace di rendere disponibili nuove fonti di generazione energetica, nuove innovazioni abilitanti, nuovi paradigmi produttivi. Da portare a piena maturità prima del loro inserimento sul mercato.

Ma quali sono le tecnologie più importanti per definire le vie della transizione energetica e del superamento del carbonio? Nonostante la pandemia di Covid-19, vengono sempre più sviluppate nuove tecnologie volte a aumentare l’impatto delle fonti pulite sul contesto energetico contemporaneo,  descritte anche dall’Agenzia Internazionale dell’Energia in un report dell’ottobre 2020.

Una prima innovazione arriva dalla disponibilità di reti di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica resistenti e resilienti. Capaci di assicurare, grazie alle tecnologie innovative a disposizione e ai sensori IoT, il matching ideale tra domanda e offerta, tra generazione e consumo. CESI, società milanese leader mondiale nel testing e nella consulenza energetica, con un’esperienza pluridecennale nel campo dell’innovazione tecnologica, è tra le società che maggiormente puntano sullo sviluppo delle smart grids nei decenni a venire, testandole nel proprio Flex Power Grid Laboratory di Arnhem, in Olanda.

KEMA Labs (la Divisione di Testing, Ispezione e Certificazione del Gruppo CESI), entro cui questi laboratori sono incorporati, lavora anche a trovare tecnologie alternative al gas di esafluoruro di zolfo (SF6) per la gestione dei quadri delle reti ad alto voltaggio. Nelle apparecchiature di comando con isolamento in gas, CESI, coerentemente con la sua missione di aiutare le società clienti e partner a ottenere una completa decarbonizzazione, sta sviluppando tecnologie “verdi” per trovare alternative a un gas ritenuto importante per il settore energetico ma al tempo stesso dotato di un elevato impatto inquinante.

La necessità di aziende, governi e utilities di passare, nei mix energetici, dalle fonti fossili alle rinnovabili, nel contesto di una ciclicità non prevedibile della disponibilità di fonti per la generazione, impone poi la necessità di sviluppare tecnologie di stoccaggio all’altezza delle necessità dei sistemi. Questo per evitare dispersioni eccessive o asimmetrie dannose tra i momenti di picco di domanda e quelli di offerta di energia. Oggigiorno le tecnologie più diffuse, nota Energy Journal, magazine pubblicato da CESI sono basate su batterie elettrochimiche, che negli ultimi anni sono state oggetto di numerose innovazioni in termini di miglioramento di performance, permettendo al contempo di realizzare impianti con capacità sempre maggiori: un esempio è sicuramente dato dall’australiana CEP Energy nel Nuovo Galles del Sud, che intende costruire il più grande impianto di accumulo al mondo, con una capacità totale di 1,2 GW.

L’innovazione è il driver che sta creando anche altre forme di sviluppo in materia

Un’altra compagnia australiana, la Lavo, sta sviluppando sistemi di stoccaggio basati sull’idrogeno verde, ovvero ottenuto da fonti di energia rinnovabile. Separato dall’acqua per elettrolisi, esso può essere utilizzato nei cosiddetti settori “hard-to-abate”, come l’industria siderurgica e chimica. L’idrogeno come fattore di decarbonizzazione è oggi fortemente valorizzato nelle strategie nazionali energetiche di diversi Paesi, e pure l’Unione Europea ha proposto una strategia per una catena del valore dell’idrogeno nel Vecchio Continente.

Nuovi campi di applicazione per la decarbonizzazione riguardano infine il settore dei trasporti grazie alla mobilità sostenibile. Secondo un report Ispra, nel 2019 in Italia i trasporti sono stati responsabili del 23,4% delle emissioni totali di gas serra, con un aumento del 3,9% rispetto al 1990.  In particolare, i consumi di gasolio e benzina hanno rappresentato circa l’88% del consumo totale dei trasporti su strada. La decarbonizzazione dei sistemi di trasporto può giocare un ruolo fondamentale nell’alleviare il peso dell’inquinamento da mezzi di trasporto. L’Italia, in quest’ottica, è indietro nella corsa a una diffusione strutturata di veicoli elettrici e a basso tasso di inquinamento.

“La vera sfida per facilitare la diffusione globale dei veicoli elettrici è, secondo l’Ad di CESI Matteo Codazzi, “lo sviluppo di una rete di infrastrutture di ricarica capillare e adatta tanto alle esigenze del cliente quanto della rete elettrica”. La tecnologia può contribuire ad aumentare l’interazione tra la rete in questione e i singoli veicoli attraverso lo sviluppo delle tecnologie per lo Smart Charging, “ovvero la possibilità di ottimizzare l’energia prelevata e immessa a seconda delle necessità del cliente e della rete elettrica”. Tecnologie, queste, che vengono testate e sviluppate nei laboratori KEMA Labs, al fine di contribuire a valutare la maturità e la sostenibilità dell’innovazione, vero volano per conseguire una strutturata decarbonizzazione. Obiettivo da coltivare pazientemente ma tutt’altro che utopico, grazie alle nuove frontiere aperte dall’innovazione continua e dalle sue applicazioni di mercato.

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Negli ultimi anni l’idrogeno è diventato uno dei vettori energetici su cui maggiormente le analisi, le aspettative e le strategie riguardanti la transizione ecologica si stanno focalizzando.

L’idrogeno appare in prospettiva come un volano importante per promuovere a livello sistemico le politiche di transizione ecologica. Esso può rappresentare un vettore di energia di grande importanza e aiutare a conseguire una decarbonizzazione dei sistemi produttivi in tempi accelerati, sfruttando la natura dual use di alcune infrastrutture come quelle oggi utilizzate per il trasporto e lo stoccaggio del gas. Infatti, l’utilizzo di idrogeno è particolarmente importante nei settori “hard to abate”, ossia quelli la cui riduzione delle emissioni ad effetto serra è difficilmente conseguibile, quali, ad esempio, la produzione di ammoniaca, fertilizzanti e altri prodotti chimici, cemento, acciaio e trasporti pesanti.

L’idrogeno, sottolinea Industria Italiana, “non genera nei suoi vari utilizzi emissioni climalteranti e inquinanti e può essere trasportato e stoccato utilizzando le infrastrutture già esistenti”. L’associazione Hydrogen Council, tra le principali ad essere attive nella ricerca sulle tecnologie e i metodi di produzione della filiera di questo importante vettore energetico, ha stimato che nei prossimi anni il valore complessivo dell’economia dell’idrogeno è destinato ad aumentare esponenzialmente, passando dai circa 100 miliardi di dollari l’anno di oggi a 2.500 miliardi di dollari nel 2050. Stime di Snam del 2019 segnalano che esso potrebbe arrivare quasi un quarto (23%) della domanda nazionale di energia entro il 2050 in uno scenario di decarbonizzazione al 95%.

La diffusione dell’idrogeno può produrre dirompenti effetti sulla decarbonizzazione

Dalla mobilità sostenibile all’alimentazione di filiere complesse di matrice industriale come quella dell’acciaio, la generazione di idrogeno “verde”, ossia prodotto da fonti rinnovabili, può essere il fondamentale acceleratore per consentire un’espansione della transizione ecologica e, soprattutto, una sua diretta applicabilità sul mercato. Come sempre, però, anche in questo ambito è necessario adottare le opportune azioni volte all’evoluzione tecnologica. L’efficienza appare, una volta di più, il driver su cui misurare il connubio tra tecnologia ed energie rinnovabili: se infatti l’idrogeno può aiutare la decarbonizzazione, aumentare l’efficienza sul fronte della sua generazione e del suo stoccaggio può contribuire a generare un circolo virtuoso.

CESI, azienda milanese attiva nella consulenza alle imprese e alle utilities del settore energetico che assiste i clienti nella ricerca di processi ottimali di innovazione e trasformazione tecnologica, da tempo ha colto la necessità di considerare la questione a livello di filiera. CESI, già da anni, realizza studi che sulla base di scenari paneuropei al 2030 e 2040 simulano  il comportamento orario del sistema elettrico interconnesso rappresentando i vari modelli di mercato e considerando le più avanzate tecnologie di monitoraggio (smart grids). Ciò al fine di mettere in evidenza gli investimenti ottimi dei sistemi energetici.

Matteo Codazzi – CEO di CESI – sul numero di febbraio di Nuova Energia ha analizzato il ruolo capitale attribuito dalla sua azienda alla filiera dell’idrogeno. Codazzi sottolinea che una sfida decisiva per la transizione sarà quella di evitare di trovarsi “nella condizione di avere una quota rilevante di energia prodotta da rinnovabili che rischia di non essere sfruttata appieno” per mismatch tra domanda e offerta o picchi di generazione cui non corrisponda una domanda di energia. In questo contesto, un modo per utilizzare l’energia rinnovabile nei momenti in cui questa risulta in eccesso rispetto alla richiesta del sistema elettrico può essere quello che prevede la produzione flessibile di idrogeno da stoccare per usi futuri. Per Codazzi, premessa fondamentale a quest’azione volta alla flessibilizzazione del sistema energetico è però la disponibilità di elettrolizzatori, che presentino alti livelli di efficienza..

CESI ha anche fornito sostegni concreti a progetti quali quello definito dall’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), in Svizzera, che ha implementato un impianto di generazione e produzione dell’idrogeno in forma efficiente utilizzando l’energia solare.

Come ogni rivoluzione e cambio di paradigma, anche l’ingresso massiccio dell’idrogeno verde nel tessuto produttivo e nel mondo che sta plasmando la transizione energetica dovrà essere supportato da un ampio e massiccio programma di ingegnerizzazione e efficientamento tecnologico. La chiave di lettura del realismo e del pragmatismo deve guidare ogni azienda nell’implementare l’applicazione della rivoluzione tecnologica al settore energetico. E la guida a livello di filiera che aziende come CESI possono garantire rappresenta la necessaria cinghia di trasmissione per far sì che i cambiamenti diventino presto realtà.

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Lo scoppio della pandemia – e le sue conseguenze geopolitiche – sembra aver impresso una spinta decisiva alla lotta ai combustibili fossili, almeno sulla carta. Nelle promesse multilaterali di emissioni zero, le tecnologie all’idrogeno si sono conquistate un posto d’onore nel futuro prossimo; tuttavia, la corsa spasmodica a giungere primi a questa conquista sta tralasciando un aspetto fondamentale: dell’idrogeno che produciamo oggi, infatti, meno dello 0,1% può considerarsi green, proveniente cioè da fonti rinnovabili, come l’idroelettrico, l’eolico e il solare. Si tratta di idrogeno sporco o, tecnicamente, grey, proveniente dalla combustione di idrocarburi come carbone e gas naturale, acerrimi nemici del Pianeta.

Le classificazioni dell’idrogeno

In natura, l’idrogeno è presente principalmente in forma gassosa: si tratta dell’”idrogeno bianco”, che potrebbe essere (raramente) trovato nei depositi sotterranei. Al momento non abbiamo alcuna strategia praticabile per utilizzare questi depositi, quindi lo si produce artificialmente. Una scala di colori aiuta a classificare la fonte di energia e il processo che è stato utilizzato per produrlo. Seguendo un gradiente che va dal più al meno inquinante, incontriamo per prima la variante brown/black: è il modo più antico per produrre idrogeno, e passa per la trasformazione del carbone in gas. Sono necessarie temperature molto elevate (oltre 700 ° C): questo idrogeno è noto come marrone o nero a seconda che venga utilizzata la lignite o il carbone nero. Si tratta di un processo altamente inquinante poiché rilascia nell’atmosfera sia ​​CO2 che il monossido di carbonio. Parliamo, invece, di idrogeno blu quando le emissioni vengono catturate e imprigionate sottoterra tramite stoccaggio. L’idrogeno blu viene spesso citato come idrogeno a emissioni zero: falso. Circa il 20% della CO2 generata non può comunque essere catturata.

A metà strada tra verde e blu, la variante turquoise: utilizza il metano come materia prima, ma il processo è guidato dal calore prodotto con l’elettricità piuttosto che dalla combustione di combustibili fossili. Come l’idrogeno blu e grigio, la pirolisi del metano produce idrogeno e carbonio, tuttavia, il carbonio è in forma solida anziché CO2. Di conseguenza, il carbonio può essere utilizzato anche in altre applicazioni, come la produzione di pneumatici. Laddove l’elettricità che guida la pirolisi è rinnovabile, il processo è a zero emissioni di carbonio, o addirittura a emissioni di carbonio negative se la materia prima è biometano anziché metano fossile. Pink, invece, è la tipologia di idrogeno in cui l’elettrolisi è ottenuta attraverso l’energia nucleare: un processo tecnicamente quasi pulito se non fosse per tutte le implicazioni che il nucleare comporta nel post-produzione e da un punto di vista della sicurezza. Ultima, la varietà yellow: in questo caso l’elettrolisi si ottiene esclusivamente attraverso l’energia solare (a differenza del verde che potrebbe utilizzare una combinazione di fonti di energia rinnovabile).

Il rischio del paradosso

L’idrogeno è diventata una fonte energetica piglia-tutti: ovunque se ne parla, spesso impropriamente. La maggior parte degli operatori energetici si concentra solo su due, le varietà blu e verde. I piani per investire nell’idrogeno sono in corso in tutto il mondo, con l’Unione europea, il Giappone, la Corea del Sud e il Regno Unito che puntano tutti sul blu e sul verde. Qualche mese prima dell’inizio del green contest tra gli Stati Uniti e la Cina, era stato il Canada a promettere il traguardo delle emissioni zero, presentando una strategia per l’idrogeno da quasi 40 miliardi di dollari. Le principali major energetiche sembrano aver imboccato questa strada, ma non nell’immediato futuro.

Le stime raccontano tecnologie, investimenti e quantità di energia rinnovabile disponibile ancora troppo indietro per le ambizioni internazionali. Si stima che gli investimenti nelle infrastrutture per l’idrogeno supereranno i 10 trilioni di dollari entro il 2025. Lo scorso anno Goldman Sachs ha stimato che i progetti globali sull’idrogeno verde erano sulla buona strada per diventare un mercato di oltre 13 trilioni di dollari entro il 2050 per il solo settore dei servizi di pubblica utilità ed entro il 2030 sono stati annunciati oltre 35 GW di progetti di generazione di energia con capacità di idrogeno. Le stime reali, tuttavia, presumono che l’attuale produzione di idrogeno verde rimarrà piuttosto statica: se dovesse toccare i 400 milioni di tonnellate all’anno per ripulire l’industria ad alta emissione, la capacità globale di energia rinnovabile dovrebbe aumentare di otto volte e richiedere una veloce proliferazione di pannelli solari, parchi eolici e dighe con grande stress per la natura e il clima, ingenerando un paradosso energetico.

Le stime per il futuro

L’idrogeno è un mercato già consolidato, ma attualmente continua a contare su fonti fossili: la sua catena di produzione va riprogettata affinché offra un vero potenziale di decarbonizzazione. L’idrogeno è già presente su scala industriale in tutto il mondo, ma la sua produzione è responsabile di emissioni annuali di CO2 equivalenti a quelle di Indonesia e Regno Unito messe insieme secondo le stime della International Energy Agency (IEA). Da poche applicazioni di nicchia, la sua versatilità e le sue caratteristiche lo stanno ora aiutando a guadagnare slancio dove la decarbonizzazione attraverso l’elettrificazione si rivela difficile, ad esempio nel trasporto pesante.

La produzione di idrogeno da combustibili fossili è attualmente più competitiva in termini di costi rispetto alle energie rinnovabili, ma a lunghissimo termine l’idrogeno rinnovabile (verde) dovrebbe prevalere. Sempre secondo le stime della IEA, con il carbone a buon mercato e il gas naturale prontamente disponibili, il costo di produzione dell’idrogeno grigio potrà scendere fino a circa 1 USD / kg H2 per le regioni con prezzi bassi del gas / carbone come il Medio Oriente, la Russia e il Nord America, e rimanere comunque ben al di sotto di 2 USD / kg H2 per altre regioni, come l’Europa. Fino almeno al 2030 è probabile che il vantaggio in termini di costi dei combustibili fossili continui nella maggior parte delle aree geografiche, ergo, la regolamentazione sui prezzi della CO2 è necessaria per promuovere lo sviluppo dell’idrogeno verde. In una prospettiva a lungo termine (al 2050), le innovazioni potrebbero aiutare a garantire almeno la parità di costi con l’idrogeno prodotto da combustibili fossili e spingere la transizione energetica: quella vera.

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Il Recovery Plan tedesco sarà in larga parte verde. Berlino è stata la promotrice di ultima istanza dell’iniziativa di compromesso che ha portato alla creazione di debito mutualizzato tra i Paesi dell’Unione Europea e ha compiuto un operazione di taglio geoeconomico acconsentendo che le risorse del Recovery sostenessero le economie più in affanno del Vecchio Continente. Volontà legata in primo luogo alla necessità di preservare la solidità della sua sfera di influenza continentale.

Un piano snello e strategico

Logico dunque che per la Germania il Recovery sia un’operazione antieconomica, tanto che contro i 191 miliardi di euro destinati all’Italia i piani di Next Generation Eu garantiscono 28 miliardi  alla Germania. Che Berlino vuole in larga misura destinare alle due principali voci di spesa, sostenibilità ambientale e digitale, avendo in prospettiva l’obiettivo di accelerare la transizione ecologica. Una misura, in tal senso, simile a quella promossa in Francia da Emmanuel Macron con il piano France Relance.

Il piano tedesco è snello: 45 pagine nella bozza definitiva contro le quasi 350 dell’equivalente italiano. Il 90% delle risorse europee saranno concentrate su progetti legati a temi connessi al contrasto del cambiamento climatico e digitalizzazione, spingendosi ben oltre alle soglie minime di spesa fissate da Bruxelles per le due categorie (circa 37% e 20%).

Idrogeno e transizione al centro

Nel presentare il piano di spesa di Berlino nelle scorse settimane il ministro delle Finanze di Angela Merkel, il socialdemocratico Olof Scholz, ha sottolineato che 11,5 miliardi di euro riguarderanno investimenti per incentivare la produzione di automobili, bus e treni elettrici per la mobilità sostenibile, misure di efficientamento energetico degli edifici simili al Superbonus italiano e progetti di rafforzamento dell’utilizzo dell’idrogeno come fonte di energia. Gli obiettivi sono ambiziosi: Berlino vuole diffondere almeno mezzo milione di auto elettriche nel suo sistema di trasporto e circa 2.800 bus a basso impatto ambientale nelle città del Paese. All’idrogeno saranno destinati circa 3,3 miliardi di euro con l’obiettivo di perseguire la sostanziale decarbonizzazione dell’industria pesante funzionale alla manifattura del Paese. Quasi 2 miliardi di euro del pacchetto di digitalizzazione, invece, saranno garantiti al cruciale settore dell’automobile, che potrà così trovarsi contemporaneamente valorizzato sul fronte dell’innovazione degli impianti e su quello del rafforzamento della competitività in campo ambientale.

Il governo tedesco, data la solidità dei Bund, non chiederà la parte di prestiti di Next Generation Eu ma si impegnerà a mettere in campo risorse aggiuntive per 50 miliardi di euro complessive finalizzate a garantire investimenti aventi un lungo orizzonte temporale, in grado di guardare oltre la pandemia, per rafforzare le infrastrutture del Paese e implementare le tecnologie di frontiera nei settori dell’industria e dei servizi. Grazie a queste risorse Berlino si attende un aumento del Pil di circa il +2% e una leggera crescita dell’occupazione dello +0,5%.

Le rotte future del Paese

L’eurodeputato dei Verdi Sven Giegold ha criticato l’impostazione del piano da parte del governo Merkel sottolineando che in questi progetti Berlino impone, in larga misura, il finanziamento a progetti pre-esistenti che riceveranno copertura economica con i fondi europei. Gli ecologisti di Alleanza 90 studiano da forza di governo e puntano a pungere l’esecutivo sulle possibili fragilità del piano. La Cancelliera, in larga misura, porterà nel progetto di finanziamento europeo piani che il governo ha impostato a partire dal pacchetto anti-crisi del giugno 2020 contenente misure di investimento e interventi anti-crisi da 130 miliardi euro, un decimo delle risorse complessivamente messe in campo da Berlino tra spesa diretta e garanzie alla liquidità nell’economia. A cui, bisogna ammetterlo, sono seguiti progetti non meno ambiziosi.

Sul fronte dell’idrogeno, ad esempio, la Germania ha progettato un’ambiziosa strategia nazionale che punta a farne un player di livello globale in termini di produzione, stoccaggio e filiera industriale. Il governo è intervenuto mettendo sul piatto investimenti per 9 miliardi di euro e, secondo quanto nota Repubblica, “2 dei 9 miliardi stanziati saranno destinati per le partnership internazionali per l‘approvvigionamento. L‘idea è quella creare uno schema delocalizzato nei paesi del Golfo e in Nord Africa sfruttando l‘energia solare per alimentare le centrali produttive”. Sul versante tecnologico e digitale la Cancelliera sta spingendo forte sull’autonomia strategica europea, affiancando ai piani per il cloud sovrano Gaia-X progetti per rafforzare la competitività dell’Unione e della Germania nei semiconduttori e nelle batterie elettriche.

La Merkel vuole lasciare al suo successore, chiunque egli sia, dopo le elezioni di settembre una Germania rafforzata nella sua centralità geoeconomica e strategica in Europa e il Recovery, in tal senso, è una prima scelta che le consente di evitare i danni politici e d’immagine legati alla risposta austeritaria del 2010-2012 dopo la crisi dei debiti sovrani. Berlino garantisce per la tenuta del mercato europeo e si posiziona con maggior decisione quale suo perno. Il successo nel Recovery dei Paesi maggiormente in difficoltà – Italia in primis – sarà dunque giocoforza un successo dell’impostazione tedesca funzionale a preservare relazioni commerciali, catene del valore e, di converso, legami politici aventi al centro il Paese chiave d’Europa. Che nei suoi progetti ribadisce l’impronta nazionale utilizzando Next Generation Eu per rafforzare la competitvità nei settori più strategici e di frontiera e dare continuità a strategie pre-esistenti.

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Roberto Cingolani è uno degli uomini chiave nel governo guidato da Mario Draghi e membro della ristretta cerchia di ministri che, assieme a Vittorio Colao, Enrico Giovannini e Daniele Franco, sta affiancando il premier nella riscrittura del Recovery Fund. Il fisico a lungo a capo dell’Istituto Italiano di Tecnologia chiamato da Draghi a guidare il ministero della Transizione Ecologica dopo un passaggio fondamentale ai vertici della ricerca in Leonardo ha portato nell’esecutivo l’ambizione di poter affrontare la sfida del cambiamento climatico e della partita ecologica con un approccio di sistema, capace di coniugare investimenti, ricerca, nuove tecnologie e progetti di lungo periodo.

Cingolani, nota Formiche, ha impostato il suo nuovo ministero “su tre asset: tutela della natura, del territorio e del mare; transizione ecologica; sfida climatica e sfida energetica”. Il 59enne ex docente dell’Università del Salento, “scienziato ma uomo d’impresa e di tecnologie applicate, sa meglio di tutti che la prima sfida è quella di un nuovo metodo di lavoro con l’impronta “ìdella complementarità e dell’interconnessione, anche con le strategiche competenze in materia di energia in arrivo dallo Sviluppo Economico” di Giancarlo Giorgetti, al cui fianco Cingolani siede nel nuovo Comitato interministeriale per la transizione ecologica, da lui presieduto e che comprende anche i ministri Colao (digitale), Giovannini (Infrastrutture) e Patuanelli (Agricoltura).

Parlando alla plenaria delle Commissioni Ambiente e Attività produttive della Camera e del Senato il 16 marzo scorso Cingolani ha presentato la sua visione in relazione all’avvio dei progetti “verdi” che rappresenteranno lo stock più pesante nel Piano nazionale di ripresa e resilienza (Pnrr) che l’Italia dovrà presentare per ottenere lo sblocco dei denari del Recovery Fund. L’ambizione di Cingolani di rafforzare le capacità operative dell’Italia in campo ambientale si unisce a un deciso pragmatismo: la politica ambientale, in quest’ottica, appare destinata a valutare progetti concreti, scenari di sviluppo di nuovi mercati e politiche di lungo periodo piuttosto che focalizzarsi su misure bandiera come lo stop alle trivellazioni offshore o la plastic tax, tanto deficitarie per l’economia nazionale quanto dubbie nel loro ruolo di tamponatori dell’emergenza climatica e ambientale.

Apertura alla fusione

Il pragmatismo invita dunque a evitare di escludere per ragioni ideologiche o preconcetti qualsiasi soluzione: non a caso, particolarmente significativa è stata l’apertura del ministro alla ricerca sulla fusione nucleare, tema di sensibile interesse di istituzioni della ricerca nazionale come l’Enea. “L’universo funziona con la fusione nucleare. Quella è la rinnovabile delle rinnovabili – ha spiegato Cingolani  -. Noi oggi abbiamo il dovere nel Pnrr di potenziare il ruolo dell’Italia nei progetti internazionali Iter e Mit sulla fusione. Quello è un treno che non possiamo perdere”.

Una visione che richiama quanto aveva detto a novembre a Rivista Energia il fisico e Premio Nobel Carlo Rubbia, che aveva segnalato l’apprezzabile vantaggio del nucleare (campo in cui la ricerca sulla fusione rappresenta l’ultima frontiera) su altre rinnovabili “che sono da un lato disponibili in maniera aleatoria e dall’altro richiedono generalmente elettricità non facilmente trasportabile su grande scala”. Una sfida che altri Paesi in Europa hanno già deciso di affrontare. Nel grande progetto “France Relance” del governo di Emmanuel Macron e nei nuovi piani di transizione ecologica del governo britannico di Boris Johnson, non a caso, il nucleare pulito gioca un ruolo centrale nel quadro delle politiche per la generazione energetica del futuro. L’apertura di Cingolani, nel nostro contesto, apre scenari altrettanto interessanti.

Idrogeno, la nuova frontiera

Cingolani dà un obiettivo di medio-lungo periodo, il 2030, per quanto riguarda invece la più discussa e promettente fonte di energia in via di esplorazione, l’idrogeno, sulla cui generazione e sul cui sfruttamento a fini industriali l’Italia punta fortemente per de-carbonizzare la filiera industriale e i consumi della mobilità pubblica, secondo una strategia complementare con gli alti standard dei Paesi partner nell’Unione Europea.

Cingolani prevede il rafforzamento della filiera nazionale nella generazione dell’idrogeno. “Al momento non abbiamo gli impianti, non sappiamo come stoccare e come utilizzare l’idrogeno”, ha dichiarato segnalando la necessità di andare oltre i progetti-bandiera di singoli gruppi industriali, che non consentono di dire se un Paese stia o meno facendo sistema. “Ma questa è solo la realtà odierna. Dobbiamo cominciare a lanciare i nostri programmi, dobbiamo creare quel sistema che intorno a quel vettore energetico ci consenta di operare al meglio”: dagli impianti di cattura e stoccaggio del Co2 alla transizione ad idrogeno del ciclo integrale di processi industriali come quello siderurgico, su cui diversi progetti sono già allo studio, il ministero della Transizione Energetica avrà molto da lavorare per capire a quali piani dare priorità nel Pnrr.

Notevole, in tal senso, la chiusura relativa alla costruzione di politiche a sostegno della creazione di impianti per la produzione di batterie per le auto elettriche: tra 10 anni, secondo Cingolani, “le automobili andranno a fuel cell e anche i camion andranno a fuel cell perché sarà una tecnologia consolidata. Le batterie semmai le avremo superate già, perché hanno un problema di dismissione”. Uno scenario che ha portato diverse associazioni, come Legambiente e Greenpeace, a definire troppo futuristico il piano del ministro, ma che apre anche questioni rilevanti come quella relativa al recente investimento annunciato dal gruppo Italvolt per la costruzione di una gigafactory nel nostro Paese, che fa seguito a quello del gruppo cinese Faw per un polo dell’elettrico in Emilia-Romagna. Progetti che, con ogni probabilità, riceveranno meno sostegno dal decisore pubblico in termini di investimenti e sostegno diretto.

La burocrazia, nemico numero uno

Per portare avanti i suoi progetti, Cingolani non nasconde di individuare nella selva di regolamenti burocratici una pietra d’inciampo nel cui cammino le politiche per la transizione ecologica possono incappare. “La transizione – conferma Cingolani – sta avvenendo troppo lentamente, anche nelle aree di maggior focus, ed in primo luogo a causa delle enormi difficoltà burocratiche ed autorizzative che riguardano in generale i settori infrastrutturali in Italia, ma che in questo contesto hanno frenato il pieno sviluppo di impianti rinnovabili o di trattamento dei rifiuti”. Dalla creazione di processi di governance dell’economia circolare alla ricerca di una maggiore sinergia tra governo, enti locali ed imprese Cingolani promette di rendere la burocrazia e la pubblica amministrazione un fattore abilitante della svolta nel Pnrr.

La “transizione burocratica” è dunque parallela alla transizione energetica ma, per Cingolani, chiave di volta del successo del Pnrr. Abitando a Genova e avendo impressa nella memoria la tragedia del Ponte Morandi, Cingolani fa spesso riferimento alla decisione emergenziale di accelerare sulla ricostruzione creando la task force per l’edificazione del Ponte San Giorgio con uno stretto coordinamento tra il commissario straordinario, il sindaco di Genova Marco Bucci, l’autorità regionale guidata da Giovanni Toti, il governo centrale e il consorzio Cdp-Fincantieri-Italferr-Salini Impregilo. L’emergenza economica e la sfida del Recovery potrebbero più volte richiamare in campo uno schema di governance del genere. E anche sul fronte ambientale Cingolani lascia intendere che il modello commissariale per accelerare permessi e cantieri possa essere una strategia vincente.

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Nella periferia orientale del Vecchio Continente stanno per essere inaugurati i cantieri di un mastodontico progetto energetico legato all’idrogenizzazione delle industrie e delle economie dell’Unione europea: il corridoio transdanubiano “Idrogeno Verde – Danubio Blu“.

Il piano

Bucarest ospiterà un importante vertice nella giornata del 29 marzo. L’evento, che già si preannuncia storico, avrà luogo presso la sede centrale di Hidroelectrica, l’azienda-guida nella produzione di energia elettrica in Romania, e vedrà la partecipazione di rappresentanti del Ministero dell’Energia e di Fondul Proprietatea, la società per azioni e d’investimento ufficiale del governo romeno.

Le parti si riuniranno per discutere – e approvare – un memorandum d’intesa recentemente concordato tra Hidroelectrica e Verbund AG, il principale rifornitore di elettricità dell’Austria, riguardante la realizzazione di un ambizioso progetto energetico denominato “Idrogeno Verde – Danubio Blu” (GHBD, Green Hydrogen – Blue Danube).

Il progetto rientra nell’ambito più esteso della grande strategia dell’Ue per la transizione verde e vedrà “la produzione di idrogeno verde mediante elettrolisi dell’acqua su larga scala in Romania” che, successivamente, verrà trasportato “sul Danubio agli utenti dei Paesi del Programma Transnazionale Danubio (DTP, Danube Transnational Programme), come Austria, Bulgaria, Repubblica Ceca, Germania, Ungheria, Slovacchia, Montenegro, Serbia, Moldova e Ucraina“.

Sullo sfondo della, e in simultanea alla, produzione di idrogeno verde, Hidroelectrica vorrebbe trasformare il petrolio in gas-idrogeno per scopi commerciali, ovverosia venderlo alla suscritta ed ampia platea di consumatori.

Bucarest, capitale della rivoluzione dell’idrogeno

La centralità della Romania all’interno del GHBD è data dal fatto che, per ragioni infrastrutturali – possiede una delle reti di trasporto e stoccaggio energetico più fitte ed avanzate d’Europa – e naturali – è il secondo produttore di gas del continente e presenta abbondanti risorse idriche, dal Danubio al Mar Nero –, ha il potenziale innato (e, al momento, unico) di guidare la rivoluzione dell’idrogeno europea.

Bucarest, in sostanza, ha la geografia e le infrastrutture, che, però, vanno incanutendosi, e, come se ciò non bastasse, è priva dei mezzi umani ed economici necessari a capitalizzare il proprio potenziale. Ed è qui, nel paragrafo tecnico e monetario, che è entrata in gioco l’influente Verbund AG, la quale ha saputo cogliere con prontezza il momento della transizione energetica, fiutando l’enorme affare rappresentato dal GHBD.

Cinquanta sfumature di idrogeno

Ma che cosa significa idrogeno verde? Gli esperti classificano l’idrogeno in base alla maniera in cui viene estratto dalle molecole che lo combinano. Ad ogni tipo di idrogeno sono associate determinate proprietà inquinanti e climalteranti, perciò si distingue fra grigio, blu e verde, anche se le tonalità sono molteplici e variano dal nero al viola.

Nel caso in questione, ossia il verde, viene definito dall’Enel come “l’unico idrogeno sostenibile al 100%” in quanto “ottenuto mediante l’elettrolisi dell’acqua in speciali celle elettrochimiche alimentate da elettricità da fonti rinnovabili”. Scritto altrimenti, in un linguaggio accessibile ai profani, l’idrogeno verde non è inquinante e rappresenta un’alternativa valida, efficiente ed economica – a condizione di investire in ricerca e sviluppo – ai combustibili fossili.

Oramai largamente considerato il Gradalis Sanctus della transizione da un sistema energetico climalterante ad uno su misura dell’ambiente, l’idrogeno verde sta venendo messo al centro delle strategie trasformative di un numero crescente di nazioni, dall’Australia al Portogallo, e ricopre un ruolo-chiave anche all’interno del cosiddetto “Green Deal europeo“, il piano dell’Ue per il raggiungimento della neutralità del carbonio (carbon neutrality) entro il 2050.

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Investimenti pubblici e privati per accelerare la conquista della frontiera tecnologica e delle sue concrete applicazioni industriali e produttive: la Germania nel quadro dei piani di contrasto alla crisi pandemica sta ponendo le basi per una ristrutturazione del suo apparato produttivo. E se da un lato ciò passa per la sottoscrizione dei grandi piani strategici di respiro europeo sulla sovranità digitale, il cloud e l’innovazione, dall’altro il governo di Angela Merkel, che si prepara a passare la mano dopo le elezioni autunnali a un esecutivo in cui alla Cdu potrebbero allearsi i Verdi, ha bene in mente le sfide della transizione energetica e della ricerca di nuove fonti pulite per alimentare trasporti, industria, generazione elettrica. In questo contesto, Berlino sta puntando fortemente sulle tecnologie centrate sull’idrogeno.

Nella strategia nazionale presentata l’estate scorsa il governo ha ritenuto doveroso fissare precisi obiettivi, puntando a fare sì che la Germania costruisca una capacità di elettrolisi di 5.000 megawatt (MW) entro il 2030 e 10.000 MW entro il 2040 per produrre il nuovo combustibile. L’obiettivo è fare della Germania il primo fornitore al mondo di tale fonte di energia pulita mettendo sul piatto investimenti per 9 miliardi di euro e, secondo quanto nota Repubblica, “2 dei 9 miliardi stanziati saranno destinati per le partnership internazionali per l‘approvvigionamento. L‘idea è quella creare uno schema delocalizzato nei paesi del Golfo e in Nord Africa sfruttando l‘energia solare per alimentare le centrali produttive”.

Quali sono gli obiettivi della Germania? In primo luogo costruire una filiera integrale dell’idrogeno, partendo dai macchinari per l’elettrolisi e arrivando alla costruzione di impianti funzionanti capaci di alimentare tecnologie di largo consumo sia sul fronte delle applicazioni industriali che nel campo dei trasporti. Sul fronte dell’impiantistica, si pensa alla riconversione delle centrali a carbone in impianti per la generazione di questa fonte meno inquinante e a maggior rendimento: la municipalizzata di Amburgo, la Warme Hambur, sta ad esempio pensando in sinergia con la società svedese che ne è proprietaria, la Vattenfall, e a due partner industriali (Shell e Mitsubishi Heavy Industries) di proporre alle autorità cittadine e al governo la riconversione della mega centrale a carbone di Moorburg, ad Amburgo, attiva da soli sei anni, in vista dell’uscita totale della Germania dal carbone prevista per il 2038.

Sul campo delle applicazioni industriali, spicca senz’altro la possibilità di realizzare una quota crescente di treni, autobus e, in prospettiva, veicoli privati alimentati a idrogeno, ma soprattutto l’utilizzo del materiale più leggero della tavola periodica come alimentatore dei processi per una delle industrie chiave del Paese, quella dell’acciaio, che su scala globale sta svoltando verso una crescente sostenibilità. ThyssenKrupp ha a tal proposito allo studio dei progetti di ampio respiro in sinergia con Steag, società energetica tedesca, per fornire idrogeno alla sua strategica acciaieria di Duisburg.

Ma ricadute a cascata ci possono essere anche sul fronte degli equilibri energetici europei: è tuttora difficile ipotizzare, per esempio, quale potrebbe essere la futura relazione politico-economica tra Germania e Russia se al gas naturale (fornito a profusione da Mosca a Berlino) si aggiungesse, nel mix energetico tedesco, una fonte generata attraverso filiere interne. Chiaramente i gasdotti come North Stream 2 non scomparirebbero dalla scena e, anzi, potrebbero ritornare utili con un’applicazione dual use per convogliare e trasportare anche l’idrogeno.

La Germania ha compreso che nel contesto dei cambi di paradigma tecnologici la battaglia è sulle catene del valore e il loro controllo, e dunque costruire gli standard tecnologici e le applicazioni operative di riferimento a livello europeo e globale crea un vantaggio competitivo di ampio respiro. In tal senso, non va sottovalutato il ruolo strategico dell’Istituto Fraunhofer, organizzazione per la proiezione dell’intervento pubblico a favore della ricerca e dello sviluppo tecnologico di medie e piccole imprese, che giuridicamente rappresenta una organizzazione pubblica non-profit finanziata dallo stato federale tedesco, Länder e, in parte, da contratti di ricerca.

“Oltre al lavoro su contratto”, nota Domani, Fraunhofer “ha anche lo scopo di acquisire un pacchetto di brevetti in campi di futura applicazione industriale da mettere a disposizione delle piccole e medie imprese tedesche”, rappresentando in questo senso un acceleratore tecnologico che in settori come quello dell’idrogeno, in cui l’innovazione avviene a ritmi sostenuti, risulta fondamentale. A maggior ragione se si considera il fatto che Frauhofer tiene spesso la proprietà delle licenze acquisite: recentemente, sul fronte idrogeno, è stata brevettata una speciale pasta che consente una più facile conservazione e un più pragmatico stoccaggio del combustibile intrappolato.

Un esempio di svolta tecnologica nata con una sinergia pubblico-privata, una visione che anche Paesi come il Giappone stanno adattando e che in Italia stenta a decollare. In Italia, restando al campo idrogeno, la corsa è guidata da pochi, grandi player consolidati (da Snam a Saipem, da Eni a Edison) e va costruita attentamente una filiera di piccole e medie imprese per permettere al Paese di non restare indietro in una corsa a cui Berlino partecipa attivamente. La fondazione Enea Tech costituita nel novembre scorso grazie al Fondo per il Trasferimento Tecnologico istituito presso il Ministero dello Sviluppo Economico con una dotazione di 500 milioni di euro può essere la chiave di volta di una programmazione strategica in campi di frontiera: e la logica di sistema, nel campo dell’idrogeno, è da guardare con attenzione, dato che il suo sviluppo unisce dinamiche energetiche, questioni ambientali, consumi privati e industria. Un “laboratorio” delle future rivoluzioni tecnologiche e dei cambi di paradigma che animeranno un mondo sempre più complesso.

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