Transizione energetica al 2050: tutti i numeri dell’idrogeno secondo DNV

di Francesco Bottino

I settori hard to abate, quindi aviazione, shipping, trasporto stradale di merci e industria pesante, riusciranno a decarbonizzarsi realmente soltanto con un largo impiego di idrogeno o, in molti casi, di suoi carrier come l’ammoniaca i fuel sintetici.

Su questo, ormai, tutti gli osservatori sono d’accordo: ma quanto tempo ci vorrà? E con quali dinamiche l’H2 riuscirà realmente a diffondersi in questi comparti?

Per rispondere a queste – e a molte altre – domande, in tema di transizione energetica, la società di certificazione e consulente DNV ha messo a punto e pubblicato un approfondito dossier, intitolato ‘Energy Transition Outlook 2021’ (liberamente scaricabile a questo link), di cui riassumiamo alcune delle risultanze più significative in tema di idrogeno.

Produzione

Oggi la quasi totalità dei 75 milioni di tonnellate di idrogeno grigio prodotti annualmente nel mondo è impiegata dall’industria chimica e della raffinazione con finalità non energetiche (ma come feedstock), mentre la quota di impiego del gas come vettore energetico è assolutamente marginale.

Ma ovviamente la situazione cambierà: nel 2050 la maggior parte dell’idrogeno verrà prodotta per scopi energetici, e di essa la maggioranza originerà da processi di elettrolisi alimentati con energia rinnovabile. Solo una quota minoritaria di questo idrogeno (il 18%) sarà ‘blu’, ovvero prodotto con SRM e CCS.

Per quanto riguarda la variante verde, il 18% sarà prodotta da elettrolizzatori che preleveranno energia dalla rete (nel frattempo sempre più alimentata da fonti rinnovabili), mentre il 43% arriverà da impianti direttamente connessi a capacità rinnovabile dedicata (di cui il 16% solare, il 16% eolico onshore e il 9% eolico offshore fisso).

L’idrogeno grigio però non scomparirà del tutto. La sua quota passerà infatti dall’81% del 2019 al 63% nel 2030, al 32% nel 2040 per arrivare al 15% del totale entro la metà del secolo.

Trasporto dell’H2

Nel suo report, DNV analizza anche l’evoluzione delle dinamiche relative al trasporto e alla distribuzione di idrogeno, specie in relazione a quei settori – come energia e trasporti – che richiederanno più di altri l’impiego di H2 in purezza, e non in mix con metano o biometano.

È infatti in questo contesto che si renderà necessaria la realizzazione di un network di pipeline dedicato, le cui prime ramificazioni inizieranno ad entrare in funzione negli anni ’30. Giunti al 2050, un quinto della capacità europea complessiva, in termini di rete del gas, sarà utilizzata esclusivamente per trasportare idrogeno. Nel frattempo i costi del servizio di trasporto di H2 saranno progressivamente calati, attestandosi a metà secolo nel range compreso tra 0,4 e o,7 dollari per Kg di H2.

Domanda

Per quanto riguarda la domanda di idrogeno e di fuel sintetici derivati, nel 2050 il 30% arriverà dall’industria, il 16% dal trasporto marittimo, il 6% dal trasporto stradale pesante, il 12% dall’aviazione e il 9% dal settore delle costruzioni. Il restante 27% – secondo DNV – originerà invece da impieghi non energetici dell’H2.

Industria

L’idrogeno sarà il principale vettore a zero emissioni per decarbonizzare molte filiere industriali (quelle, per usare una sintesi in voga, i cui processi produttivi necessitano di temperature molto elevate, raggiungibili solo con una molecola, e non con l’elettrone; ndr), ma per essere realmente competitivo in termini di costo, il prezzo della CO2 entro il 2050 dovrà raggiungere livelli più alti di quelli ipotizzati finora (100 dollari a tonnellata in Europa e 60 dollari a tonnellate in Greater China).

Il tesso di penetrazione dell’H2 nell’industria, comunque, non raggiungerà numeri eccezionali: secondo DNV nel 2050 questo vettore rappresenterà solo il 7% dei carrier energetici impiegati nel settore manifatturiero a livello globale, soprattutto in Europa (dove il tasso di penetrazione sarà ovviamente più alto) e in Greater China.

Trasporti stradali

A guidare la diffusione dell’idrogeno in questo ambito – resa possibile solo grazie a incentivi pubblici che comunque, rileva DNV, sono già previsti in quasi tutte le zone del mondo – saranno ancora l’Europa, e poi la regione pacifica dell’OCSE. Ma in ogni caso nel 2050 l’H2 peserà soltanto per il 3% del mix energetico globale del trasporto stradale (inteso nella sua accezione più ampia), una quota più o meno analoga a quella dei biofuel.

Naturalmente, anche in questo caso, si parla di una media globale: le percentuali regionali variano molto, dal picco del 17% nell’area OCSE Pacifico fino allo 0,5% di Medio Oriente, Nord Africa e Eurasia Nord Orientale.

Shipping

Diverso il discorso per il trasporto marittimo, dove l’elettrificazione diretta tramite batterie è di fatto inapplicabile: in questo caso saranno infatti l’idrogeno e i suoi derivati (a partire dall’ammoniaca), insieme ai biofuel, gli unici strumenti per decarbonizzare il settore. E pur costosi, saranno questi combustibili – che possono essere utilizzati, ricorda DNV, anche in configurazione ibrida con propulsori diesel o col gas naturale – a diffondersi maggiormente sul mercato marittimo arrivando a coprire il 42% dell’energy-mix dello shipping al 2050.

Aviazione

Un’evoluzione analoga è pervista anche per il trasporto aereo, in cui i fuel sintetici derivati dall’idrogeno acquisiranno una quota di mercato sempre più rilevante, arrivando ad un quinto del totale entro il 2050. Un trend, ancora una volta, particolarmente marcato in Europe e in Nord America, dove gli e-fuel hydrogen-based raggiungeranno una quota del 23%, mentre in coda si posizionerà, secondo l’Energy Transition Outlook 2021 di DNV, l’Africa Sub-Sahariana, dove la quota non supererà il 10%.