Idrogeno verde, blu e grigio: una guida alle loro differenze e al loro ruolo nella transizione energetica

Per garantire il successo della transizione energetica è necessaria una trasformazione in diversi settori. Il passaggio dai combustibili fossili alle fonti energetiche rinnovabili comporterà cambiamenti nei processi industriali esistenti.

Di conseguenza, non è sufficiente parlare di idrogeno in generale. Ne esistono di diversi tipi, e non tutti sono rispettosi dell’ambiente. Ecco perché è importante comprenderne le diverse tipologie. Sebbene sia un gas incolore, l’industria energetica utilizza soprannomi o codici colore per specificarne il tipo. Conoscere questi codici consente di comprenderne meglio il grado di sostenibilità di ciascuna tipologia. Di seguito una spiegazione di ciascun colore e del relativo e del relativo metodo produttivo.

Capire i colori dell’idrogeno: cosa significano?

Esistono diversi tipi di idrogeno, identificati con colori diversi. Tra questi figurano l’idrogeno nero, blu, rosa, viola, marrone, giallo, bianco, grigio, turchese e l’idrogeno verde.

Il motivo principale per cui si utilizzano questi codici è quello di associare ciascuna tipologia al relativo processo produttivo. Esistono diversi modi per produrre l’idrogeno, che comportano una serie di processi e materiali. Alcuni tipi, come l’idrogeno nero o marrone, vengono prodotti tramite processi che utilizzano carbone. Altri, utilizzano fonti rinnovabili.

Comprendere la corretta tipologia di idrogeno e il relativo processo produttivo diventa fondamentale quando si vuole valutarne l’impatto ambientale.

Idrogeno grigio: l’opzione convenzionale ma ad alta intensità di carbonio

La forma più comune di idrogeno attualmente in produzione. Viene prodotto principalmente attraverso un metodo noto come riformazione a vapore del metano (SMR, dall’inglese steam methane reformation) che coinvolge gas naturale o metano.

L’idrogeno grigio non è un’opzione interessante per la transizione energetica a causa del suo impatto ambientale. Non solo dipende dai combustibili fossili, ma la sua produzione comporta un’ingente produzione di anidride carbonica.

Idrogeno nero e marrone

Spesso considerati i tipi più dannosi per l’ambiente, l’idrogeno nero e marrone sono prodotti utilizzando carbone nero o marrone (lignite) attraverso un processo chiamato gassificazione.

La loro produzione dipende dai combustibili fossili, motivo per cui sono considerati come sottocategoria dell’idrogeno grigio.

Idrogeno blu: un’alternativa a ridotte emissioni?

Un’altra tipologia che si serve di gas naturale e reforming a vapore è l’idrogeno blu. Come per l’idrogeno grigio, viene prodotto tramite Methane Steam Reforming. Tuttavia, la differenza principale è che, in questo caso, l’anidride carbonica prodotta viene catturata e stoccata per essere riutilizzata (CCS).
Il motivo per cui l’idrogeno blu è considerato un’alternativa a ridotte emissioni, è che i gas serra vengono comunque prodotti, ma non rilasciati durante la produzione. Si tratta di un miglioramento ambientale rispetto all’idrogeno, che presenta emissioni elevate.

Questo tipo di idrogeno può essere visto come un primo passo verso la riduzione delle emissioni, anche se i sistemi di cattura e stoccaggio dell’anidride carbonica comportano dei costi.

Idrogeno verde: la chiave per un futuro sostenibile

Quando si parla dell’uso dell’idrogeno per produrre elettricità pulita, ci si riferisce all’idrogeno verde. Viene prodotto partendo da fonti di energia rinnovabile, come l’energia eolica o solare, utilizzata per alimentare il processo di elettrolisi dell’acqua. La reazione elettrochimica lo scompone nei suoi elementi costitutivi, ossigeno e idrogeno.

Si sottolinea che il processo di elettrolisi per la creazione di idrogeno verde non prevede emissioni di anidride carbonica, ponendosi come la miglior alternativa in termini di impatti ambientali e sostenibilità dei processi produttivi.

ll prezzo di produzione è legato all’uso delle energie rinnovabili. Anche se percepito come costoso, tenderà a diminuire con la diffusione delle energie rinnovabili e il progresso tecnologico. Le economie di scala giocano un ruolo fondamentale nel rendere l’idrogeno verde la soluzione economicamente valida a lungo termine.

Idrogeno giallo: sfruttare l’energia del sole

L’idrogeno giallo prende il nome dal modo in cui viene prodotto, ovvero tramite l’energia solare. Si tratta di un termine relativamente nuovo, utilizzato per identificare una sottocategoria dell’ idrogeno verde

Idrogeno viola, rosso e rosa: una soluzione alimentata dal nucleare

L’idrogeno viola è prodotto utilizzando l’energia nucleare. Esistono infatti tre tipi di idrogeno prodotti in questo modo: viola, rosso e rosa. Il viola è prodotto utilizzando l’energia nucleare insieme al calore e all’acqua (elettrolisi e termolisi).

L’idrogeno rosa utilizza energia nucleare e acqua attraverso l’elettrolisi. Il tipo rosso si ottiene solo attraverso il calore nucleare e l’acqua tramite termolisi, senza produrre gas serra. E’ un’opzione valida per l’elettricità a zero emissioni.

Tuttavia, ci sono ancora impatti ambientali da considerare, fra cui l’estrazione dell’uranio, lo smaltimento delle scorie radioattive e le grandi quantità di acqua necessarie per il raffreddamento.

Idrogeno turchese: il processo di pirolisi del metano

È ottenuto attraverso un processo chiamato pirolisi del metano. Il calore viene aggiunto alle molecole di metano, provocandone la decomposizione. Si producono così idrogeno e carbonio solido, limitando così le emissioni di CO2 nell’ambiente.

Il carbonio prodotto è solido, non gassoso, quindi non provoca emissioni di CO2 nell’ambiente. Ciò significa che non è necessario ricorrere alla CCS e che il carbonio solido può essere utilizzato per altre applicazioni. Si tratta ancora di una tecnologia agli albori, ma può essere utilizzata in settori che attualmente impiegano idrogeno grigio, nero o marrone, come le raffinerie di petrolio.

Idrogeno bianco: presente in natura

Questo idrogeno, talvolta chiamato dorato, è naturalmente disponibile e si trova in giacimenti sotterranei. Si origina attraverso processi geologici naturali, in cui l’acqua interagisce con rocce ricche di minerali in condizioni di alta pressione. Si forma anche attraverso il processo di fracking.

Essendo di origine naturale, non richiede combustione per essere prodotto. Ciò significa che la sua produzione non comporta emissioni di CO2 né l’uso di combustibili fossili. Tuttavia, l’identificazione e l’estrazione rappresentano delle difficoltà. Poiché l’estrazione non è ancora una pratica comune, è necessario sviluppare dei metodi e misurarne l’impatto sull’ambiente. I processi di estrazione dovranno essere sostenibili.

Qual è il tipo di idrogeno più adatto alla transizione energetica?

L’obiettivo della transizione energetica è quello di abbandonare la dipendenza dai combustibili fossili, dai gas serra e dai processi che comportano elevate produzioni di anidride carbonica. Per questo motivo, il passaggio dall’idrogeno grigio all’idrogeno verde è fondamentale, in quanto, attualmente rappresenta l’opzione più sostenibile e tecnologicamente matura per raggiungere gli obiettivi di net zero emissioni.

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