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L'idrogeno verde probabilmente fornirebbe meno dell'1% dell'energia totale a livello globale entro il 2035, mentre l'Unione Europea potrebbe raggiungere l'1% un po' prima entro il 2030 circa. In particolare, il piano dell'UE per il 2030 di fornire 10 milioni di tonnellate di idrogeno verde con la capacità sarà fuori portata, a meno che i responsabili politici non possano promuovere una crescita senza precedenti per le tecnologie energetiche. Entro il 2040 è più probabile una svolta verso quote di idrogeno verde più elevate, ma prevalgono grandi incertezze, che aumentano i rischi di investimento odierni. Tuttavia, la storia mostra che misure politiche di tipo emergenziale potrebbero produrre tassi di crescita sostanzialmente più elevati, accelerando la svolta e aumentando la probabilità di una futura disponibilità di idrogeno.
Ha suscitato un'ondata di entusiasmo negli ultimi anni e svolge un ruolo fondamentale nel facilitare molti scenari a zero emissioni nette:l'idrogeno verde e i combustibili elettronici derivati si basano su elettricità rinnovabile e sono prodotti attraverso un processo chiamato elettrolisi, che scinde le molecole d'acqua H2 O in idrogeno e ossigeno.
"Gran parte del dibattito e della ricerca sull'idrogeno ha ruotato attorno a domande relative alla domanda di applicazioni, mercati e settori adeguati. Ma finora nessuno studio ha analizzato il collo di bottiglia dei possibili percorsi di espansione per l'elettrolisi, una tecnologia di fornitura nella sua infanzia che deve essere sperimentata rapida innovazione e implementazione per liberare il suo potenziale di mitigazione del cambiamento climatico", spiega l'autore principale Adrian Odenweller del Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK). Lo studio appare in Nature Energy .
Una svolta per l'idrogeno verde non è scontata. È necessaria un'azione politica decisa
Gli elettrolizzatori odierni sono per lo più piccoli e fabbricati individualmente; tuttavia, la capacità globale deve crescere di 6000-8000 volte entro il 2050 per contribuire a scenari di neutralità climatica compatibili con l'accordo di Parigi. Ciò sminuisce l'aumento simultaneo di 10 volte richiesto dall'energia rinnovabile, che è prontamente disponibile e con costi competitivi.
Utilizzando una simulazione al computer di diffusione della tecnologia energetica ed esplorando migliaia di mondi possibili, il team di ricerca ha approfondito le probabilità e la fattibilità dell'aumento delle capacità di elettrolisi.
"L'ampio successo dell'idrogeno verde non è affatto scontato. Anche con capacità di elettrolisi che crescono alla stessa velocità dell'energia eolica e solare, ci sono forti prove di scarsità a breve termine e incertezza a lungo termine in termini di disponibilità di idrogeno verde", PIK dice il coautore Falko Ueckerdt. "Entrambi impediscono gli investimenti negli usi finali e nelle infrastrutture dell'idrogeno, riducendo il potenziale dell'idrogeno verde e mettendo a repentaglio gli obiettivi climatici. Tuttavia, sebbene ciò potrebbe rendere l'idrogeno verde una scommessa rischiosa dal punto di vista politico, analoghi storici suggeriscono anche che misure politiche di tipo emergenziale potrebbero favorire sostanzialmente tassi di crescita più elevati, accelerando la svolta e aumentando la probabilità di futura disponibilità di idrogeno".
Tali analoghi includono situazioni di mobilitazione in tempo di guerra (ad esempio, aerei statunitensi o navi della libertà nella seconda guerra mondiale), di massicci investimenti pubblici e coordinamento centrale (ad esempio, nucleare in Francia o ferrovia ad alta velocità in Cina) o di dispiegamento guidato dal mercato di innovazioni IT altamente modulari con bassi requisiti di coordinamento (ad es. host Internet o smartphone).
Investire capitale politico con una conoscenza crescente, bilanciando i rischi rimanenti
La conoscenza dell'idrogeno, dalla disponibilità ai costi, crescerà molto rapidamente nei prossimi anni, sostengono gli autori. Promuovere investimenti rapidi in catene di approvvigionamento di idrogeno verde che consentano tassi di crescita dell'elettrolisi non convenzionali amplierebbe lo spazio di fattibilità oltre quanto sperimentato per analoghi energetici come l'eolico e il solare.
"Ciò potrebbe interrompere il circolo vizioso di offerta incerta, domanda insufficiente e infrastrutture incomplete e trasformarlo in un meccanismo di feedback positivo, in cui ciascuna componente rafforza le altre. La scarsità a breve termine e l'incertezza a lungo termine sono due facce della stessa moneta e potrebbero essere risolti insieme attraverso un sostegno politico più forte che genera aspettative condivise di rapida crescita", afferma il coautore Gregory Nemet dell'Università del Wisconsin-Madison.
Secondo lo studio, le politiche che avviano una rapida implementazione di elettrolizzatori che forniscono capacità su scala Gigawatt nei prossimi anni potrebbero aiutare a sbloccare sostanziali innovazioni ed effetti di scalabilità e consentire all'idrogeno verde di soddisfare la domanda in settori inaccessibili all'elettrificazione diretta. Insieme all'espansione dell'elettricità rinnovabile, potrebbe mantenere la finestra aperta per raggiungere un ruolo più ampio e più importante dell'idrogeno in un sistema energetico climaticamente neutro.
Tuttavia, i responsabili politici dovrebbero essere consapevoli del fatto che permane il rischio di sopravvalutare il potenziale dell'idrogeno verde, osserva Gunnar Luderer, coautore del PIK, "Anche in presenza di sviluppi favorevoli per il prossimo futuro, la fornitura di idrogeno sarà troppo scarsa per sostituire l'uso di combustibili fossili su un su larga scala. I responsabili politici dovrebbero dare la priorità agli incentivi all'idrogeno nei settori in cui non esistono altre alternative, come l'industria pesante (ad es. siderurgica) o la fornitura di energia nelle ore di scarsa generazione di elettricità eolica e solare. Tuttavia, l'idrogeno non può essere usato come scusa per ritardare il lancio -al di fuori di altre opzioni pulite prontamente disponibili come la mobilità elettrica o le pompe di calore. Per ridurre efficacemente le emissioni di gas serra e limitare i rischi per il clima, dobbiamo ridimensionare tutte le tecnologie cruciali a zero emissioni di carbonio con il massimo sforzo." + Esplora ulteriormente
