di Federico Fumagalli
Idrogeno rosa | Come il nucleare può produrre idrogeno a basse emissioni
Quando si parla di idrogeno, l’immaginario collettivo associa spesso la produzione a pannelli solari, turbine eoliche ed elettrolizzatori. Esiste però un’altra possibilità per produrre H2 senza utilizzare direttamente combustibili fossili: l’energia nucleare.
Da questa combinazione nasce quello che viene comunemente chiamato idrogeno rosa, cioè idrogeno prodotto attraverso l’elettrolisi dell’acqua utilizzando elettricità proveniente dall’energia nucleare.
Il concetto è importante perché permette di utilizzare una fonte energetica programmabile per alimentare un processo che, al contrario, può essere molto sensibile alla disponibilità di elettricità.
Come funziona l’idrogeno rosa
L’elettrolisi utilizza energia elettrica per separare la molecola d’acqua in idrogeno e ossigeno:
2H₂O → 2H₂ + O₂
L’elettrolizzatore riceve acqua ed elettricità e produce i due gas separatamente. La stessa tecnologia può essere alimentata da energia solare, eolica, idroelettrica o nucleare.
Nel caso dell’idrogeno rosa, l’elettricità viene prodotta da un reattore nucleare.
Questo non significa che l’idrogeno sia un “sottoprodotto” del reattore. Il reattore fornisce invece energia elettrica e, in alcuni casi, calore necessari alla produzione.
Ed è proprio il calore ad aprire una possibilità particolarmente interessante.
Elettricità e calore insieme
Gli elettrolizzatori tradizionali operano a temperature relativamente basse, mentre gli elettrolizzatori a ossidi solidi possono funzionare a temperature molto più elevate.
Il Department of Energy statunitense indica per gli elettrolizzatori a ossidi solidi temperature nell’ordine di 700-800°C, contro circa 70-90°C per quelli PEM. Il vantaggio dell’elettrolisi ad alta temperatura è che una parte dell’energia necessaria può essere fornita sotto forma di calore, riducendo il fabbisogno elettrico.
I reattori nucleari sono particolarmente interessanti in questo contesto perché possono fornire energia in modo continuo e, in alcune configurazioni, anche calore utile per processi industriali.
Il DOE sta infatti studiando la produzione industriale di idrogeno attraverso energia nucleare, includendo sia elettrolisi ad alta temperatura sia cicli termochimici.
Il vantaggio della programmabilità
Uno dei problemi dell’idrogeno prodotto esclusivamente da fonti rinnovabili è la variabilità di sole e vento.
Un elettrolizzatore alimentato direttamente da un impianto fotovoltaico, per esempio, può produrre molto durante le ore soleggiate e poco o nulla durante la notte, a meno di disporre di una fonte aggiuntiva di elettricità o di sistemi di accumulo.
Un reattore nucleare può invece fornire energia in modo molto più costante.
Questo potrebbe consentire agli elettrolizzatori di lavorare per un numero elevato di ore all’anno, migliorando potenzialmente l’utilizzo dell’impianto.
L’idrogeno rosa presenta però anche limiti importanti. Gli impianti nucleari hanno costi elevati, tempi di realizzazione lunghi e richiedono infrastrutture specifiche. Inoltre, la classificazione “rosa” non implica automaticamente emissioni zero sull’intero ciclo di vita.
La grande domanda sarà quindi economica: quanto costerà produrre un chilogrammo di idrogeno rosa rispetto a quello verde, blu o turchese?
La risposta dipenderà dai costi dell’elettricità, dal tipo di reattore, dall’utilizzo del calore e dal fattore di utilizzo dell’elettrolizzatore.
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.
L’energia nucleare potrebbe diventare un alleato fondamentale dell’idrogeno oppure il futuro dell’H2 dovrebbe essere esclusivamente rinnovabile?
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!
