Idrogeno rinnovabile

In parole semplici, l'idrogeno verde è un idrogeno rinnovabile. Il colore si riferisce alle diverse fonti di energia primarie utilizzate per produrre l'idrogeno, che oggi sono quasi esclusivamente carbone e gas naturale a causa della loro abbondanza e del basso costo. La produzione di questo idrogeno "grigio" a base di combustibile fossile da reformer di metano a vapore o dalla gassificazione genera sempre un livello positivo di emissioni di CO2, anche quando a valle si utilizza la tecnologia di cattura del carbonio valle per produrre idrogeno "blu" più pulito.

L'idrogeno rinnovabile (verde) prende il nome dall'utilizzo di un metodo di produzione completamente diverso, l'elettrolisi, che può essere alimentato da energia elettrica da fonti di energia neutre rispetto al carbonio o rinnovabili, quali eoliche, solari e biomasse, con il solo ossigeno come sottoprodotto. Con lo sviluppo di tecnologie sempre più efficienti di elettrolisi e celle a combustibile, l'idrogeno verde può arrivare a integrare e nel tempo sostituire gas naturale, benzina, gasolio e altri combustibili fossili in tutta l'economia globale entro i prossimi 20 anni.

​L'elettrolisi è un processo elettrochimico mediante il quale viene applicata una corrente elettrica all'acqua, che separa gli atomi di idrogeno e ossigeno nelle molecole e li rilascia come gas puri. L'idrogeno viene raccolto e trasportato o stoccato per un utilizzo successivo come combustibile o materia prima. La corrente elettrica necessaria può essere assorbita dalla rete elettrica esistente o da fonti di energia rinnovabile, come nel caso dell'idrogeno verde.

Oggi la sfida per gli ingegneri è duplice: scalare la tecnologia di elettrolisi in modo che la capacità per unità sia sufficientemente elevata da soddisfare la crescente domanda regionale e, in definitiva, globale; e renderla più efficienti in modo che consumi meno energia e risorse operative per generare la stessa quantità di gas H2 della purezza necessaria. Prima che l'economia globale possa sfruttare completamente la commercializzazione dell'idrogeno verde come combustibile, sono necessari ulteriori investimenti nella ricerca e nello sviluppo per risolvere questi problemi.

Le tecnologie di automazione aumentano la capacità, l'affidabilità e l'efficienza degli elettrolizzatori, e con esse il potenziale di un'economia dell'idrogeno verde, in diversi modi, dalla gestione dei carichi di alimentazione fluttuanti, alla misurazione e al controllo della portata dell'acqua con maggiore precisione, all'utilizzo di analisi digitali per applicazioni di gestione energetica. L'automazione può inoltre migliorare la sicurezza, la durata delle apparecchiature e la conformità alle normative, riducendo al contempo i costi di materiali e forza lavoro.

Un altro passo fondamentale per sfruttare i vantaggi di un mercato dell'energia a idrogeno verde è lo sviluppo di celle a combustibile piccole e leggere, ma anche durature e abbastanza affidabili per applicazioni di trasporto che richiedono sistemi ad alta densità energetica. Poiché sono classificate per funzionare a temperature estreme e pressioni molto elevate, le soluzioni digitali avanzate, ovvero regolatori di pressione automatici, sensori di portata ed elettrovalvole, consentono di realizzare e utilizzare il tipo di celle a combustibile economiche che offrono affidabilità in dimensioni ridotte necessarie al settore per avanzare.