Contesto
L’idrogeno occupa una posizione centrale per contribuire agli obiettivi nazionali ambientali e a una produzione più sicura e affidabile di energia, rivestendo un ruolo importante nel processo di transizione energetica e nella decarbonizzazione del sistema produttivo ed economico. Diversi sono gli obiettivi che le agende e le politiche energetiche europee e nazionali si pongono per raggiungere la neutralità climatica al 2050. L’Unione europea nelle sue recenti strategie indica l’idrogeno come uno dei fattori abilitanti per conseguire la decarbonizzazione del sistema energetico europeo, individuando tra le priorità, la necessità di sostenere la domanda in quei settori dove l’uso diretto dell’energia elettrica è di difficile implementazione. Il Ministero dello sviluppo economico (MiSE) ha emanato a fine 2021 la “Strategia Nazionale Idrogeno – Linee Guida Preliminari” che definisce i settori applicativi nei quali l’idrogeno potrà diventare progressivamente competitivo sia sul breve che sul lungo termine.
In questo contesto ricerca e innovazione rappresentano elementi chiave per realizzare una “economia dell’idrogeno” a supporto degli obiettivi di transizione energetica delineati dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR). Sono da segnalare le iniziative IPCEI idrogeno e l’AdP Mission Innovation – quest’ultimo sottoscritto tra il Ministero della Transizione Ecologica (MiTE) e l’ENEA – che prevedono, con obiettivi e finalità differenti, azioni e progetti di ricerca, innovazione, sperimentazione e dimostrazione delle tecnologie della catena del valore dell’idrogeno. Prioritario è l’impatto del PNRR con 3,6 miliardi di euro di investimenti previsti nella misura M2C2 “Transizione Energetica e Mobilità Sostenibile” che individua i settori per la promozione della produzione, trasporto, distribuzione e usi finali dell’idrogeno.
Diversi progetti internazionali sull’idrogeno, più di 250 finanziati dalla FCH-JU nell’ambito del 7° Programma Quadro e del Programma Horizon 2020, in corso o già conclusi, hanno consentito di ricercare, sperimentare e validare, anche in ambienti reali, singole tecnologie e soluzioni di sistema, nonché di creare un mercato esteso dell’idrogeno che va dalla diffusione degli usi nel settore termico alla mobilità e all’industria, affrontando anche temi e aspetti trasversali come la standardizzazione, la normativa e la certificazione.
Parallelamente a queste iniziative, sono in fase di realizzazione, in diversi Paesi europei, le cosiddette Hydrogen Valleys: ossia veri e propri “ecosistemi” integrati, localizzati e su larga scala basati sull’idrogeno come vettore energetico comune. Si tratta di iniziative cofinanziate dalla Commissione europea e trainate soprattutto dal settore industriale, sulla spinta della produzione dell’idrogeno verde, ossia da elettrolisi alimentata da fonti rinnovabili. Tra questi possiamo citare: l’iniziativa Northern Netherlands Hydrogen Valley, con lo sviluppo di un elettrolizzatore da 20 MW e la produzione di metanolo; il progetto Reno-Neckar in Germania, dedicato principalmente alla mobilità; il progetto H21/Leeds nel Regno Unito, dove si mira a decarbonizzare la rete del gas naturale sostituendo percentuali crescenti di idrogeno al metano per alimentare sia le utenze domestiche sia quelle industriali; il progetto H4Heat nel Regno Unito che si focalizza sulla fattibilità economica e la sicurezza legata all’utilizzo di miscele gas naturale/idrogeno in sostituzione del gas naturale.
Allo stato attuale in Italia non è ancora disponibile un dimostratore multifunzionale di un ecosistema a idrogeno, di dimensioni significative ed integrato con utenti reali. Nei pressi di Bolzano è in esercizio l’unica stazione di rifornimento di idrogeno aperta al pubblico sul territorio nazionale (per veicoli a 350 e 700 bar) che consente di “alimentare” una flotta di circa 20 autobus e 15 auto. Nei pressi di Capo d’Orlando (Sicilia) è presente un’infrastruttura di piccola scala, gestita dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), per la mobilità green con idrogeno prodotto da fotovoltaico, asservita all’alimentazione di un minibus e una serie di biciclette a pedalata assistita alimentate a idrogeno.
A livello industriale, SNAM ha effettuato una campagna sperimentale di test nei pressi di Contursi Terme (Salerno) sull’utilizzo di idrogeno miscelato con gas naturale (con concentrazioni di idrogeno fino al 10%vol), trasportato attraverso una sezione di gasdotto commerciale al servizio di due utenze di generazione termica industriale. A Troia (FG), nell’ambito dei progetti INGRID e STORE&GO, è stato testato e verificato il funzionamento di un impianto pilota per la produzione di idrogeno da elettrolisi (1MWe), con lo stoccaggio di idrogeno in forma gassosa e in idruri metallici, utilizzato in stazioni di rifornimento per veicoli e celle a combustibile. Sempre nello stesso sito, anche con l’ausilio di un sistema di cattura diretta di anidride carbonica dall’aria, è stato realizzato e sperimentato un sistema di produzione di metano sintetico e di liquefazione del gas prodotto.
A livello nazionale, sui temi della ricerca, ENEA, CNR e RSE collaborano allo sviluppo di nuove tecnologie legate alla filiera dell’idrogeno, con particolare riferimento alle applicazioni Power to Gas, nell’ambito del Piano Triennale della Ricerca 2019-2021 (PTR) finanziato con i fondi della “Ricerca sul Sistema Elettrico” (RdS) nel quadro dell’Accordo di Programma finanziato dal MiTE (ex MiSE). Il nuovo Piano Triennale della Ricerca 2022-2024, in corso di predisposizione, prevede un progetto integrato idrogeno con la partecipazione di ENEA, CNR e RSE per attività di ricerca e sviluppo nell’intera catena del valore.
Nell’ambito dell’AdP Mission Innovation, sottoscritto tra ENEA e MiTE, ENEA ha proposto la realizzazione di una Demo Valley dell’idrogeno, presso il proprio C.R. Casaccia, che è stata finanziata dal MiTE con una dotazione di circa 14 milioni di euro.
