di Federico Fumagalli
Idrogeno grigio | Come viene prodotto e perché pesa sul clima
L’idrogeno grigio rappresenta una delle forme più diffuse di idrogeno prodotto industrialmente. A differenza dell’idrogeno nero o marrone, che utilizza principalmente il carbone, il grigio viene generalmente ottenuto dal gas naturale, attraverso un processo chiamato steam methane reforming, o SMR.
Il risultato è un idrogeno relativamente economico e prodotto attraverso una tecnologia industriale ormai consolidata. Il problema è che il processo genera importanti quantità di anidride carbonica che, nella configurazione tradizionale, viene semplicemente rilasciata nell’atmosfera.
Secondo l’IEA, ancora oggi la maggior parte dell’idrogeno mondiale viene prodotta utilizzando combustibili fossili senza sistemi di abbattimento delle emissioni. Nel 2023 circa due terzi della produzione dedicata di idrogeno provenivano dal gas naturale e circa il 20% dal carbone.
Come funziona lo steam methane reforming o SMR
Il gas naturale è composto principalmente da metano, la cui formula chimica è CH4. Nel processo SMR, il metano viene fatto reagire con vapore ad alta temperatura, generalmente nell’intervallo 700-1.000°C.
La prima reazione produce monossido di carbonio e idrogeno:
CH₄ + H₂O → CO + 3H₂
Successivamente il monossido di carbonio reagisce nuovamente con il vapore:
CO + H₂O → CO₂ + H₂
Il risultato è quindi una miscela dalla quale viene estratto l’idrogeno, mentre la CO2 costituisce uno dei principali sottoprodotti del processo.
La tecnologia è particolarmente interessante dal punto di vista industriale perché è matura, scalabile e può sfruttare infrastrutture già esistenti per il gas naturale.
Ma proprio qui emerge il principale problema dell’idrogeno grigio. Secondo l’IEA, la produzione da gas naturale senza abbattimento delle emissioni comporta circa 10-12 kg di CO2 equivalente per ogni kg di idrogeno prodotto.
A queste emissioni bisogna inoltre aggiungere quelle associate alla filiera del gas naturale, compreso il possibile rilascio di metano durante estrazione, trattamento e trasporto.
Il ruolo dell’idrogeno grigio nella transizione
Potrebbe sembrare paradossale che l’idrogeno venga considerato un elemento della transizione energetica quando gran parte di quello prodotto oggi deriva proprio dai combustibili fossili.
Il motivo è che l’idrogeno viene utilizzato da decenni in settori industriali difficili da elettrificare direttamente, come raffinazione, produzione di ammoniaca e industria chimica.
Il problema non è quindi necessariamente l’utilizzo dell’idrogeno, ma il modo in cui viene prodotto.
Il passaggio dall’idrogeno grigio a quello blu prevede, per esempio, l’introduzione di sistemi di cattura e stoccaggio della CO2. Un'altra possibilità è sostituire completamente il processo basato sul gas con l’elettrolisi dell’acqua alimentata da elettricità a basse emissioni.
È proprio questa differenza a rendere fondamentale guardare non soltanto al termine “idrogeno”, ma all’intero ciclo produttivo.
L’idrogeno grigio rimane quindi una tecnologia importante nel sistema industriale attuale, ma il suo elevato impatto climatico rappresenta uno dei principali motivi per cui si stanno sviluppando alternative come idrogeno blu, turchese, rosa e verde.
Tutti i colori dell'idrogeno
Se vuoi scoprire come si produce l'idrogeno puoi consultare il nostro articolo che elenca tutti i "colori" dell'idrogeno.
Secondo te l’idrogeno grigio dovrebbe essere considerato soltanto una tecnologia di transizione oppure potrebbe continuare ad avere un ruolo nell’industria del futuro?
di
Federico Fumagalli
Sono un appassionato di auto sin dal primo GranTurismo del 1996. Ed è proprio il mio amore per le auto che mi ha spinto ad appassionarmi alle auto elettriche. Il mondo cambia, la tecnologia si evolve, e se si rimane indietro spesso è un male. Tecnologia, mobilità e ambiente saranno i temi di cui vi parlerò. Non dovremo essere d’accordo ma almeno ragionarsi su!
