Idrogeno gassoso: leva di performance industriale e di decarbonizzazione
Il gas idrogeno (H₂) è già ampiamente utilizzato nella raffinazione, nella chimica e nella produzione di fertilizzanti. Oggi è diventato uno dei perni della transizione energetica dell'industria e dei trasporti.
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L’idrogeno gassoso non è una novità per l’industria; è una molecola critica che Air Liquide padroneggia da oltre 60 anni. Negli ultimi anni, il suo ruolo di principale vettore energetico della decarbonizzazione ha rivoluzionato i paradigmi di produzione, approvvigionamento e utilizzo. Per un direttore di sito industriale o un responsabile R&D, le domande sono molteplici: come procurarsi idrogeno decarbonizzato; come assicurarsi una fornitura affidabile con una purezza costante (talvolta a livello di ppb); come gestire pressioni di stoccaggio fino a 700 bar e, soprattutto, come garantire la sicurezza delle operazioni. Air Liquide, che gestisce diversi miliardi di m³ all’anno di idrogeno nel mondo, accompagna questa trasformazione implementando tecnologie di produzione e distribuzione adatte alle esigenze dell’industria, dei trasporti e della ricerca.
Questo articolo fa il punto sui principali metodi di produzione (dal reforming a vapore all’elettrolisi PEM / alcalina / SOEC), sui requisiti di purezza per diverse applicazioni tra cui le celle a combustibile, l’elettronica, la mobilità e la combustione, nonché sulle strategie di condizionamento ad alta pressione e distribuzione. Scoprite come Air Liquide vi accompagna grazie a una padronanza completa della catena di produzione dell’idrogeno gassoso.
Cos'è l'idrogeno gassoso?
L’idrogeno gassoso (GH₂) è la molecola biatomica più piccola e abbondante dell’universo, ma è piuttosto rara sulla Terra. L’idrogeno disponibile sulla Terra è generalmente combinato con altri atomi e il GH₂ deve essere estratto da molecole come l’acqua (H₂O) o gli idrocarburi (CH₄). La scoperta di giacimenti sotterranei di idrogeno gassoso è ancora in una fase embrionale e lontana da uno sfruttamento a livello industriale.
In passato, l'idrogeno è stato utilizzato in diversi settori industriali: per la raffinazione del petrolio, per arricchire le atmosfere riducenti nei trattamenti termici in metallurgia, come propellente per i razzi spaziali (Ariane) o come vettore per le analisi. Oggi è anche una molecola energetica fondamentale, in grado di stoccare l'elettricità rinnovabile e di decarbonizzare i trasporti e i settori industriali del vetro, del cemento e i settori "hard-to-abate" in generale.
Caratteristiche dell'idrogeno gassoso
L'idrogeno molecolare, chiamato anche diidrogeno (H₂), è un gas incolore, inodore e non tossico in condizioni normali di temperatura e pressione. La sua caratteristica dominante è la bassa densità: è il gas più leggero (circa 14 volte più leggero dell'aria), il che comporta una diffusività molto elevata (0,61 cm²/s). Dal punto di vista energetico, presenta una densità di massa di 120 MJ/kg, la più elevata tra tutti i combustibili (ciò significa che, a parità di peso, genera la quantità più alta di energia, quasi tre volte quella del gasolio), ma ha una bassa densità volumetrica (il che significa che 1 kg di GH2 a temperatura e pressione standard occupa moltissimo spazio, ~ 11 m³, quasi il volume di carico di un piccolo furgone). Per aumentare le quantità stoccate nello stesso volume, deve essere compresso, stoccato e trasportato in serbatoi in grado di resistere a pressioni da 200 a 700 bar.
Come viene prodotto l'idrogeno gassoso?
La produzione di idrogeno è una sfida dell'ingegneria chimica volta a rompere i legami di diverse molecole (acqua, idrocarburi, biometano) per liberare l'H2. La scelta del processo, la fonte di energia utilizzata e le opzioni di cattura della CO₂ determinano l'impronta di carbonio della molecola GH2.
L'elettrolisi dell'acqua / elettrolisi a ossidi solidi (SOEC)
L'elettrolisi consiste nel dissociare la molecola d'acqua tramite una corrente elettrica. Se l'elettricità è di origine rinnovabile (eolica, solare, idroelettrica), l'idrogeno è definito "rinnovabile" e talvolta chiamato "verde".
- Alcalina: tecnologia matura che opera a temperatura ambiente con un elettrolita corrosivo a base di idrossido di potassio (KOH). È un elettrolizzatore duraturo e solido, ideale per un funzionamento continuo poiché si adatta difficilmente alle variazioni e ai cicli di avvio e arresto. Poco versatile per l'intermittenza delle energie rinnovabili, ma molto robusto per produzioni 24/7.
- PEM (Proton Exchange Membrane): tecnologia consolidata che opera a temperatura ambiente con una membrana polimerica e elettrodi contenenti metalli rari. È estremamente adattabile agli avvii e agli arresti; è ideale per gestire la variabilità delle energie rinnovabili (solare, eolico) o per capitalizzare i picchi di produzione elettrica. Air Liquide gestisce diversi elettrolizzatori nel mondo, tra cui l'impianto PEM Trailblazer in Germania (20 MW), certificato RFNBO (Renewable Fuels of Non-Biological Origin), e l'elettrolizzatore PEM del progetto Normand'Hy in Francia (200 MW).
- AEM (Anion Exchange Membrane): tecnologia più recente e ancora in fase di sviluppo, che mira a combinare i vantaggi degli elettrolizzatori alcalini e di quelli PEM. Utilizza una membrana che "funziona all'opposto delle PEM" poiché lascia passare gli ioni idrossile (OH-). I catalizzatori non richiedono metalli nobili in quanto l'elettrolita è costituito da acqua leggermente alcalina. La loro robustezza e l'utilizzo a lungo termine (10-15 anni) sono ancora oggetto di studio.
- SOEC (Solid Oxide Electrolysis Cell): tecnologia ancora in fase pilota e non completamente industrializzata, opera ad alta temperatura (>700 °C) con vapore acqueo e un elettrolita solido in ceramica conduttrice. La tecnologia SOEC offre rendimenti elettrici superiori alle altre soluzioni, soprattutto se accoppiata a sistemi per valorizzare il calore residuo industriale (vapore).
Il reforming a vapore (steam reforming) del gas naturale o del biometano (biogas)
Tra tutti i processi esistenti, il reforming del metano a vapore (SMR - Steam Methane Reforming) è una delle tecnologie più consolidate ed efficaci per la produzione massiccia di idrogeno. A seconda della natura del gas/biometano, dell'elettricità utilizzata e della gestione della CO₂, l'SMR può produrre idrogeno tradizionale, a basse emissioni di carbonio o rinnovabile, in conformità alla classificazione legale RED II / RED III. Il metano o il biometano viene esposto a vapore acqueo ad alta temperatura (700–1100 °C) per produrre un gas di sintesi (Syngas), successivamente purificato tramite PSA (Pressure Swing Adsorption). Se la materia prima è biometano e l'SMR funziona con energie rinnovabili, l'idrogeno prodotto è rinnovabile.
Oltre alla produzione di idrogeno rinnovabile tramite SMR, Air Liquide ha implementato la propria tecnologia Cryocap™ per decarbonizzare la produzione di H2 tradizionale da SMR. La produzione di H2 è accoppiata alla cattura e al sequestro della CO₂ per via criogenica (CCS - Carbon Capture and Storage), producendo così un idrogeno a basse emissioni di carbonio. La soluzione Cryocap™ può essere applicata anche a un impianto SMR a biometano alimentato con energia rinnovabile: in questo caso si ottiene l'HyBECCS (Hydrogen Bioenergy with Carbon Capture and Storage) con emissioni di CO₂ negative (ovvero rimuovendo la CO₂ dall'atmosfera).
Altri processi chimici
- Reforming del metanolo: il processo è piuttosto simile al reforming del gas naturale, ma utilizza il metanolo come materia prima. È un processo che opera a temperature più basse ma emette maggiori quantità di CO₂.
- Gassificazione e pirolisi: trasformazione di biomasse o rifiuti (CSS - Combustibile Solido Secondario) in gas di sintesi. La pirolisi del metano è studiata anche per produrre idrogeno e carbonio solido (nerofumo) senza emissioni dirette di CO₂.
- Cracking dell'ammoniaca: l'ammoniaca (NH3) è un vettore efficace per trasportare l'idrogeno su lunghe distanze. Una volta a destinazione, viene sottoposta a "cracking" per restituire l'idrogeno gassoso.
- Idrogeno naturale o geologico: l'estrazione di idrogeno nativo presente nel sottosuolo è una via in piena fase di esplorazione, ma non ancora matura per uno sfruttamento industriale. Questo idrogeno viene talvolta impropriamente chiamato "idrogeno bianco".
Lo stoccaggio e il trasporto dell'idrogeno gassoso
La logistica dell'idrogeno gassoso è adattata alle quantità necessarie e al tipo di utilizzo (alta pressione, portate elevate). Per i grandi bacini industriali con consumi massicci superiori a una tonnellata al giorno, il trasporto tramite pipeline rappresenta l'ottimo in termini economici e di sicurezza (Air Liquide gestisce oltre 2.000 km di tubazioni nel mondo).
Per i consumi elevati su siti industriali lontani dalle condotte, la produzione in loco tramite elettrolisi è la soluzione più appropriata. Tuttavia, ciò richiede una collocazione idonea: l'ingombro al suolo in un sito industriale a rischio soggetto ad autorizzazione ATEX, e la disponibilità in loco di grandi quantità di elettricità e acqua purificata.
Per i fabbisogni diffusi, saltuari o per quantità più modeste, l'idrogeno gassoso viene compresso, condizionato e trasportato via terra o ferrovia. In sintesi:
- Semirimorchi: contenitori adatti in metallo o materiale composito a 200, 300 bar o superiore, che permettono di trasportare le quantità richieste e ottimizzare il carico utile per camion, riducendo così l'impronta di carbonio del trasporto.
- Pacchi bombole: per i bassi consumi (laboratori, test).
Vuoi saperne di più sull'idrogeno gassoso e sulle sue diverse applicazioni?
I vantaggi dell'idrogeno gassoso
Utilizzo e proprietà fisico-chimiche
Oltre alla sua leggerezza, l'idrogeno ha una conducibilità termica 7 volte superiore a quella dell'aria, il che lo rende un eccellente gas di raffreddamento (ad esempio per gli alternatori delle centrali elettriche). La sua cinetica di combustione è estremamente rapida e la sua fiamma, invisibile a occhio nudo, raggiunge temperature molto elevate, ideali per i processi di riscaldamento e combustione (ad esempio nella produzione di cemento e vetro). In quanto agente riducente, viene utilizzato per creare atmosfere per i trattamenti termici al fine di evitare l'ossidazione dei metalli (ad esempio nei processi di ricottura brillante, brasatura o sinterizzazione).
L'idrogeno svolge un ruolo fondamentale come materia prima nel settore chimico e petrolchimico, dove viene impiegato da tempo per la produzione di ammoniaca, fertilizzanti e per la desolforazione del petrolio; è inoltre utilizzato nel settore alimentare per l'idrogenazione dei grassi o nella cosmesi, ad esempio per la produzione di glicerolo.
L'idrogeno è ampiamente utilizzato come vettore energetico per l'elettrificazione dei trasporti. L'idrogeno con qualità e purezza "fuel cell" viene iniettato in una cella a combustibile, dove si ricombina con l'ossigeno in una reazione esotermica per generare energia elettrica e vapore acqueo.
La sua versatilità è unica: funge contemporaneamente da materia prima (feedstock) per la chimica, da fluido termico per il raffreddamento, da fonte di energia per la combustione e anche da mezzo di stoccaggio dell'energia (Power-to-Gas), consentendo di accumulare l'energia prodotta dal solare o dall'eolico e compensare così l'intermittenza di queste fonti rinnovabili.
Rischi e svantaggi dell'idrogeno gassoso
Esplosività e infiammabilità
L'idrogeno presenta un elevato rischio di infiammabilità, poiché il suo campo di infiammabilità è molto ampio. È infiammabile in un intervallo di concentrazione compreso tra il 4% e il 75% nell'aria e possiede una bassissima energia di innesco: una semplice scarica elettrostatica è sufficiente ad accenderlo. La fiamma dell'idrogeno è invisibile a occhio nudo ed emette poche radiazioni infrarosse (pertanto non si avverte sensazione di calore in prossimità della fiamma). La rapidità di propagazione della fiamma può causare un'esplosione violenta se la combustione avviene in un ambiente confinato.
L'utilizzo del gas idrogeno è soggetto al rispetto di norme di sicurezza estremamente rigorose: le zone di stoccaggio e gli impianti sono soggetti alla normativa ATEX (zonizzazione) e gli operatori devono essere dotati di DPI (Dispositivi di Protezione Individuale) specifici, inclusi rilevatori di fiamma adatti all'idrogeno.
Altri rischi: perdite e infragilimento degli acciai
Uno dei problemi ben noti è l'infragilimento da idrogeno (hydrogen embrittlement): in specifiche condizioni di pressione e temperatura, l'idrogeno può infiltrarsi nel reticolo cristallino degli acciai, provocando una riduzione locale della duttilità del metallo. Ciò può causare la rottura improvvisa delle apparecchiature (tubazioni, serbatoi, valvole) senza alcun segno premonitore. La scelta dei materiali (come gli acciai inossidabili austenitici o materiali compositi specifici) è fondamentale per garantire l'integrità delle apparecchiature.
Un'altra fonte di rischio è rappresentata dalle perdite; a causa della sua ridotta dimensione molecolare, queste possono essere più frequenti rispetto ad altri gas. Anche una fuga piccolissima può comportare diversi pericoli, tra cui incendio, esplosione o anossia. I test di tenuta, generalmente eseguiti con l'elio, sono obbligatori, così come l'installazione di sistemi di ventilazione forzata e rilevatori di anossia, oltre all'uso di DPI specifici.
La sicurezza nella messa in opera dell'idrogeno
La sicurezza degli operatori e degli impianti è una priorità assoluta per Air Liquide. In qualità di esperto di idrogeno da oltre 60 anni, Air Liquide ha sviluppato una serie di protocolli e regole di sicurezza che devono essere applicati scrupolosamente. Gli esperti di Air Liquide possono accompagnarvi con programmi di formazione dedicati alla sicurezza e all'utilizzo dell'idrogeno, e istruire i vostri operatori sulle buone pratiche e sulle corrette pratiche da adottare per l'impiego di questo gas.
Come viene utilizzato il gas idrogeno oggi?
Produzione di elettricità tramite celle a combustibile
L'idrogeno gassoso di qualità "fuel cell" alimenta le celle a combustibile (celle a membrana a scambio protonico - PEM) che generano elettricità per:
- La mobilità: le celle alimentano i motori elettrici di veicoli quali carrelli elevatori, autobus, treni, imbarcazioni e taxi.
- Le applicazioni stazionarie per sostituire i generatori diesel di emergenza (backup) negli ospedali o per le stazioni radio base isolate. Rappresentano una soluzione energetica senza emissioni locali, offrendo un'autonomia superiore rispetto alle batterie classiche.
- Il settore militare e spaziale per la produzione di energia ausiliaria o per la propulsione di droni, grazie a un funzionamento silenzioso e a un'ottima autonomia nei voli a lungo raggio (superiori a un'ora).
Generatori elettrici a idrogeno, alimentazione di emergenza, Backup Power e Data Center
I Data Center si stanno moltiplicando a causa della diffusione delle intelligenze artificiali; sono consumatori intensivi di energia e richiedono una riserva energetica per garantire un funzionamento continuo. Spesso, per aumentare la velocità di trasferimento dati (es. piattaforme di streaming, trading ad alta frequenza, ecc.), i Data Center possono trovarsi molto vicino alle città, dove lo spazio disponibile è limitato o costoso e dove le normative sull'inquinamento acustico e da polveri sottili sono molto restrittive. Per decarbonizzare il settore della Deep Tech, le celle a combustibile alimentate con idrogeno a basse emissioni di carbonio possono sostituire i generatori di emergenza, assicurando un’alimentazione continua (UPS) affidabile, pulita e silenziosa. Ciò garantisce un backup sufficientemente lungo con un ingombro al suolo ridotto e zero emissioni locali: né particolato, né rumore.
L'idrogeno gassoso nell'agricoltura e nella chimica
L’idrogeno gassoso è essenziale nel processo di sintesi dell’ammoniaca (NH₃) poiché, ad alta temperatura e pressione, l'H₂ gassoso si combina con l'azoto N2 gassoso per produrre NH₃. I fertilizzanti industriali, ampiamente impiegati nell’agricoltura moderna, sono prodotti a partire dall’ammoniaca.
L’H₂ gassoso è necessario anche per produrre metanolo di sintesi (CH₃OH), grazie alla metanolizzazione della CO₂. In presenza di un catalizzatore e a temperatura e pressione controllate, l'H₂ gassoso si combina con la CO₂ generando e-metanolo e H₂O.
Nella raffinazione, viene utilizzato per l'idrodesolforazione dei carburanti (rimozione dello zolfo per rispettare le normative Euro) e per l'idrocracking delle frazioni petrolifere pesanti come benzine pesanti, cherosene, gasolio, olio combustibile, ecc.
L'idrogeno gassoso nella metallurgia
La produzione di oggetti in metallo è un processo che richiede diverse fasi, tra cui i trattamenti termici rappresentano passaggi cruciali.
La ricottura degli acciai (bobine, lamiere o tubi ottenuti tramite laminazione o trafilatura a freddo) viene eseguita in atmosfera riducente. La ricottura è una fase necessaria per rendere duttile il metallo "a cuore" e poterlo rilavorare per conferirgli la forma finale (ad esempio, la portiera di un'auto, una pentola, un bisturi, ecc.). Questo processo viene effettuato in un'atmosfera di idrogeno (idrogeno aggiunto all'azoto gassoso), poiché l'idrogeno cattura le molecole di ossigeno e garantisce l'assenza di ossidi sulla superficie degli acciai (assenza di calamina). Per i pezzi finiti, piccole quantità di H₂ vengono aggiunte nelle atmosfere anche per l'indurimento superficiale o per la galvanizzazione. Ad esempio, nella coltelleria, per ottenere superfici brillanti, di colore uniforme, pulite e senza ossidi, i componenti passano attraverso atmosfere riducenti contenenti idrogeno.
L'idrogeno viene utilizzato anche per decarbonizzare la produzione dell'acciaio, ovvero per la produzione di acciai verdi o decarbonizzati. Nel processo DRI (Direct Reduced Iron), l'idrogeno viene impiegato come agente riducente e sostituisce il carbonio per trasformare il minerale di ferro (le rocce contenenti ossidi di ferro) in metallo. Se l'idrogeno utilizzato è decarbonizzato, l'acciaio così prodotto può essere definito decarbonizzato o "verde".
L'idrogeno gassoso nella combustione
L'idrogeno ha una temperatura di combustione di circa 2200 °C nell'aria e di quasi 3000 °C in ossigeno puro. Quest'ultima non produce CO₂, rendendolo il gas ideale per i processi che richiedono alte temperature senza emissioni di CO₂. L'idrogeno è il vettore della decarbonizzazione di settori industriali quali il vetro e il cemento. Il suo utilizzo in grandi quantità (>15-20%) richiede bruciatori adeguati, poiché la dinamica della combustione e gli aspetti di sicurezza sono molto diversi rispetto al gas naturale.
Per l'industria del cemento, la combustione con piccole quantità di idrogeno in sostituzione del gas naturale permette di aumentare considerevolmente la quota di combustibili alternativi economici (composti da diverse tipologie di rifiuti) nel clinker e di ridurre l'impiego di petcoke, materiale molto costoso necessario al processo. Il suo impiego consente di ridurre la quantità di CO₂ emessa (derivante dal petcoke e dal gas naturale utilizzati), favorendo al contempo lo smaltimento di rifiuti inquinanti e garantendo un risparmio economico per le industrie.
L'idrogeno gassoso nei laboratori
Nella gascromatografia (GC), l'idrogeno è un gas di trasporto performante, che consente di eseguire le analisi più rapidamente rispetto all'elio. Viene inoltre utilizzato come gas combustibile per i rilevatori a ionizzazione di fiamma (FID).
L'idrogeno gassoso nell'elettronica
L'industria dei semiconduttori richiede una purezza estrema (spesso >99,9999% o grado 6.0). L'idrogeno viene utilizzato come gas di trasporto per l'epitassia, per la ricottura dei wafer o per creare atmosfere riducenti che impediscono l'ossidazione dei circuiti microscopici. Air Liquide garantisce queste specifiche attraverso analisi certificate.
Importanza della purezza dell'idrogeno gassoso per le diverse applicazioni
La gestione delle impurità è cruciale e varia sensibilmente in base alla destinazione d'uso. Sia che l'H₂ venga prodotto tramite reforming a vapore o elettrolisi, può rendersi necessaria una fase supplementare di purificazione e rimozione del vapore acqueo residuo, a seconda del grado di purezza richiesto:
- Industria - Combustione: settore piuttosto tollerante, che può accettare impurità nell'ordine di migliaia di ppm e idrogeno di tipo "Grado B".
- Industria - Chimica e Trattamenti Termici: processi meno tolleranti, in cui le impurità devono spesso essere limitate a poche decine di ppm (le impurità critiche sono H₂O e O₂).
- Mobilità (ISO 14687:2025): tolleranza zero per i composti solforati, che devono essere inferiori a poche parti per miliardo (ppb), e per il monossido di carbonio (CO), che deve essere molto al di sotto di una parte per milione (ppm), poiché queste sostanze avvelenano i catalizzatori delle celle a combustibile. Sono da escludere anche i composti alogenati a base di cloro, fluoro e bromo, in quanto corrosivi.
- Elettronica e analisi: richiedono un controllo rigoroso del particolato e delle tracce metalliche; in questo settore si impiega idrogeno classificato come ultra puro.
Reti di distribuzione e infrastrutture per l'idrogeno gassoso
Air Liquide struttura le proprie offerte in base all'affidabilità della fornitura:
- Produzione in loco (Floxal™): installazione di generatori SMR compatti o di elettrolizzatori direttamente presso il cliente, eliminando la logistica su gomma.
- Pipeline: collegamento diretto alle grandi reti nei bacini industriali (Benelux, Fos-sur-Mer).
- Semirimorchi e pacchi bombole: l'idrogeno viene trasportato in fase gassosa in contenitori dedicati in base al livello di purezza richiesto, direttamente dal sito di produzione industriale.
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Perché l'idrogeno è il gas del futuro?
Idrogeno: transizione e sovranità energetica
L'idrogeno permette di stoccare l'energia secondo il principio dell'integrazione dei settori (sector coupling). Noto anche con il nome di Power-to-X, questo concetto consiste nel convertire l'elettricità (Power), spesso rinnovabile, in altre forme di energia (X), in questo caso l'H₂ che diventa un vettore energetico. Si parla quindi di "Power-to-Gas". In altre parole, si trasformano gli "elettroni verdi" in eccesso, prodotti dal solare o dall'eolico, in energia accumulata sotto forma di H₂ gassoso, trasportabile e utilizzabile nel tempo.
Sfide tecnologiche ed economiche
La sfida risiede nel passaggio su scala industriale (scaling up) per ridurre il CAPEX degli elettrolizzatori, garantire un processo robusto basato su una produzione di energia 100% rinnovabile 24/7 e gestire il costo finale della molecola una volta terminati i sussidi esterni (Stato, business angel, progetti UE). Anche l'infrastruttura per la distribuzione e il trasporto dell'H₂ deve essere implementata e diventare efficiente per rispondere ai fabbisogni industriali e dei trasporti. I progetti di Air Liquide, come Normand'Hy (200 MW), e gli investimenti nelle reti di pipeline mirano a creare queste economie di scala laddove la produzione in loco non sia possibile o non risulti redditizia.
Diversi tipi di idrogeno
Spesso si parla di transizione energetica utilizzando i "colori" dell'idrogeno: il passaggio dall'idrogeno "Grigio" (SMR fossile) verso quello "Blu" (SMR + CCS) e quello "Verde" (genericamente descritto come rinnovabile). Tuttavia, questa classificazione manca di rigore e non è utilizzabile nei quadri normativi. Air Liquide preferisce utilizzare le nomenclature esatte, quali idrogeno a basse emissioni di carbonio, RFNBO o rinnovabile.
Per essere definito "a basse emissioni di carbonio", l'idrogeno deve rispettare una soglia di CO₂ emessa per kg di H₂ prodotto. Questo valore è definito dalla Direttiva (UE) 2024/1788 (Articolo 2) come una riduzione del -70% delle emissioni di CO₂, che corrisponde a 3,38 kg CO₂/kg H₂. L'Atto Delegato sulla metodologia per le basse emissioni di carbonio specifica i calcoli e le fonti energetiche utilizzabili, includendo ora anche il nucleare e i gas con CCS (Carbon Capture and Storage). In caso di utilizzo di energie rinnovabili (eolica, solare o idroelettrica) tramite collegamento diretto o GO (Garanzie d'Origine), l'idrogeno è considerato sia a basse emissioni di carbonio che rinnovabile.
La Tassonomia Europea (Atto Delegato relativo agli obiettivi climatici del Regolamento 2020/852) stabilisce una soglia di emissioni ancora più bassa, pari a 3 kg CO₂/kg H₂. Questo limite viene utilizzato principalmente nei contesti di finanziamento di progetti europei definiti "sostenibili" (virtuosi per l'attenuazione del cambiamento climatico) e regola l'assegnazione di fondi pubblici ai progetti IPCEI (Progetti Importanti di Comune Interesse Europeo).
La sfida è cruciale: Air Liquide propone offerte certificate (es. ECO ORIGIN™) basate su Garanzie d'Origine o su una produzione tramite elettrolisi e un trasporto decarbonizzato, garantendo che la molecola consegnata corrisponda a una riduzione effettiva di CO₂.
Tabella comparativa delle tipologie di idrogeno
| Tipo di idrogeno | Emissioni di CO₂ | Feedstock e fonte di energia | Vantaggi strategici e industriali |
|---|---|---|---|
| Idrogeno rinnovabile e a basse emissioni di carbonio RFNBO | Zero emissioni dirette dell'ELY Bilancio netto totale molto basso / neutro | Elettrolisi dell'acqua + Elettricità 100% rinnovabile (GO con PPA o collegamento fisico diretto e produzione simultanea) + bidding zone + addizionalità | + Massima conformità UE (RED III) o Tassonomia (in base alle emissioni) + Prodotto "Zero Emissioni" - Costo molto elevato |
| Idrogeno rinnovabile Certificazione NGC e a basse emissioni di carbonio > ECO ORIGIN H₂ di Air Liquide | Bilancio netto totale molto basso / neutro Emissioni molto basse (riduzione -70%) | SMR da biometano certificato + elettricità rinnovabile certificata (GO con PPA) o ELY + elettricità rinnovabile certificata (GO con PPA) | + Conformità UE tramite certificazione volontaria riconosciuta (Certify NGC) + Prodotto rinnovabile e a basse emissioni di carbonio - Costo elevato |
| Idrogeno a basse emissioni di carbonio (non rinnovabile) | Basse emissioni / Basso impatto ambientale in caso di riduzione del 70% | SMR fossile + CCS (Cattura e sequestro della CO2) + Mix elettrico a basse emissioni (incluso nucleare) o ELY + Mix elettrico a basse emissioni (incluso nucleare) | + Grandi quantità sempre disponibili + Costo contenuto - Flessibilità energetica: nucleare e fossile + CCS accettati |
| Idrogeno convenzionale | Elevate emissioni di CO, Emissioni di CO₂ non controllate | SMR da metano + Elettricità non decarbonizzata | + Grandi quantità disponibili - Basso costo - Per utilizzi non soggetti a quote di emissione (ETS) |
| Idrogeno naturale o Idrogeno geologico | In teoria, zero emissioni | Idrogeno estratto da giacimenti geologici naturali, con utilizzo di elettricità rinnovabile | - Molto teorico - Costo ignoto - Fabbisogno energetico non ancora quantificato (estrazione, purificazione) |
Strategia di decarbonizzazione: l'offerta ECO ORIGIN™
Per le industrie e i settori della mobilità che desiderano essere protagonisti della transizione energetica, la sfida è garantirsi una fornitura affidabile, a costi controllati, di grandi volumi di idrogeno a basse emissioni di carbonio.
L'offerta ECO ORIGIN™ risponde a queste esigenze.
Le soluzioni di idrogeno a basse emissioni di carbonio proposte da Air Liquide
In Air Liquide, garantiamo la consegna direttamente presso la vostra sede della quantità e della qualità di idrogeno gassoso che rispetta le definizioni in materia di riduzione delle emissioni di CO₂ dell'intero ciclo di vita, come stabilito dalla Commissione Europea.
Questa performance si basa su due pilastri tecnologici che padroneggiamo internamente:
- L'elettrolisi alimentata da FER (Fonti di Energia Rinnovabile): i nostri elettrolizzatori sono alimentati da elettricità rinnovabile (PPA) eolica, solare o idroelettrica, certificata tramite contratti d'acquisto.
- La cattura del carbonio (CCS) tramite Cryocap™: per i bacini industriali esistenti, installiamo la nostra tecnologia proprietaria Cryocap™ sulle unità di produzione di idrogeno. Questo sistema criogenico cattura fino al 98% della CO₂ emessa durante il processo, che viene poi liquefatta per essere sequestrata (progetti tipo Porthos o Kairos@C) o valorizzata, impedendone il rilascio in atmosfera. Ciò permette di produrre idrogeno a basse emissioni di carbonio in quantità significative e a prezzi competitivi, per i settori della chimica, della combustione o della siderurgia.
ECO ORIGIN™: trasformate le vostre emissioni Scope 3
L'offerta ECO ORIGIN™ è la nostra risposta contrattuale per permettervi di ridurre le vostre emissioni indirette (Scope 3). Scegliendo l'idrogeno ECO ORIGIN™, acquistate molto più di una semplice molecola:
- Tracciabilità e Audit: il valore delle basse emissioni è provato tramite un sistema rigoroso di Garanzie d'Origine (GO) e certificati basati sullo schema volontario CertifHy NGC, auditati annualmente da terze parti indipendenti.
- Semplicità operativa: decarbonizzate la vostra attività in modalità "drop-in", senza CAPEX aggiuntivi sui vostri impianti industriali e senza necessità di investire in nuove infrastrutture, mantenendo al contempo una fornitura affidabile e sicura.
- Valorizzazione: l'idrogeno ECO ORIGIN™ vi aiuta ad accedere a etichettature di sostenibilità per i vostri prodotti (come "Acciaio Verde" o "Trasporto Zero Emissioni") e a soddisfare i requisiti dei progetti UE ad alto valore ambientale.
L'offerta ECO ORIGIN™ è disponibile in due livelli:
- Opzione ECO ORIGIN™ H₂: prodotto tramite SMR (reforming del metano a vapore) alimentato con biometano tramite Garanzie d'Origine; anche l'elettricità per la compressione e il riempimento è di origine rinnovabile.
- Opzione ECO ORIGIN™ H₂ "Premium": produzione di idrogeno tramite elettrolisi dell'acqua alimentata esclusivamente con energia rinnovabile (tramite contratti PPA e Garanzie d'Origine - GO).
Air Liquide: un partner per accompagnarvi nelle vostre applicazioni a idrogeno
Sia che abbiate bisogno di poche bombole per un banco di prova R&D o di un collegamento tramite pipeline per un impianto di produzione, Air Liquide adatta la propria logistica alle vostre necessità. Oltre a fornire il gas idrogeno, Air Liquide vi offre competenza nella sicurezza (analisi dei rischi, installazione ATEX), affidabilità operativa (servizio OPTIMAL) e una garanzia certificata di decarbonizzazione.
State pianificando di effettuare test industriali con l'idrogeno, mettere in sicurezza la vostra fornitura o passare alla produzione su larga scala? Contattate i nostri esperti per uno studio di fattibilità tecnica e un'analisi del vostro TCO (Total Cost of Ownership).
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