Sull’idrogeno ed alcuni problemi che il suo uso comporta.
In Fvg si parla di valle dell’ idrogeno, seguendo anche l’Europa e di idrogeno come energia pulita senza sapere, secondo me, molto su questo elemento che qualcuno ora dice di aver trovato anche in natura. Pertanto, dopo averlo letto, vi propongo questo articolo dal sito della Pirelli che ho trovato molto interessante. Ricordo inoltre di aver già trattato questo problema nel mio: Sull’idrogeno e la sua produzione; sulla acciaieria ucraino-olandese e la metanizzazione della Regione Fvg., pubblicato il 2 maggio 2023 sempre su www.nonsolocarnia.info. Allora mi domandavo, mentre tutti parlavano di idrogeno, con la mentalità scientifica che mi caratterizza, come venisse prodotto. E cercai di informarmi nel merito. Ma passo ora a proporvi queste importanti considerazioni dal sito della Pirelli.
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“Idrogeno come combustibile: i pro e i contro”. Sottotitolo: “Potrebbe essere la soluzione ai problemi di inquinamento causati dai mezzi di trasporto, ma per varie ragioni questa tecnologia stenta ancora a decollare”. (https://www.pirelli.com/global/it-it/road/auto/idrogeno-come-combustibile-i-pro-e-i-contro-49365/).
«Da anni si sente parlare di idrogeno come combustibile non inquinante per le auto, ma quali sono i vantaggi e gli svantaggi nella sua produzione? E perché viene poco usato? “Potrebbe essere una svolta per il pianeta in quanto lo scarto prodotto dal suo utilizzo per produrre energia è vapore acqueo, ma oggi oltre il 96% della produzione di idrogeno deriva ancora da fonti non rinnovabili vanificandone le proprietà green”, spiega il professore Alessandro Abbotto, docente di Chimica Organica del dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, autore di “Idrogeno: tutti i colori dell’energia”, un libro pubblicato nel 2021 da Edizioni Dedalo che ne tratta tutte le applicazioni e ne analizza il relativo dibattito politico, economico e sociale.
I tre vantaggi di utilizzare l’idrogeno come carburante.
1. È un combustibile pulito.
L’idrogeno è un combustibile perfettamente pulito, perché l’unico scarto che produce è il vapore acqueo. Allo stato libero è formato da due atomi (H2) che combinandosi con l’ossigeno (O) durante il suo utilizzo (combustione o, più comunemente, in una cella a combustibile) formano l’acqua (H2O). “Sono condizioni – spiega il professor Abbotto – sufficienti per andare incontro all’emergenza ambientale che non è più rimandabile”. Gli idrocarburi, invece, sono formati da carbonio ed idrogeno e durante la combustione combinandosi con l’ossigeno producono anidride carbonica (CO2) e altri scarti dannosi per l’ambiente e la salute umana (ossidi di azoto e zolfo).
L’idrogeno si ottiene dall’elettrolisi dell’acqua, un metodo semplice in cui una corrente a basso voltaggio attraversa l’acqua formando ossigeno ed idrogeno gassoso. L’idrogeno definito verde è l’unico sostenibile perché viene ottenuto dall’elettrolisi dell’acqua alimentata da elettricità prodotta da fonti rinnovabili. L’idrogeno grigio, al contrario, utilizza fonti fossili, principalmente gas naturale, che producono emissioni di gas serra vanificando il suo impatto zero sull’ambiente». (Idrogeno come combustibile, cit.).
Ma come ho già scritto nel mio sopraccitato, serve acqua dolce, indispensabile per la vita, ed è impossibile utilizzarla per produrre idrogeno. A trarre idrogeno dall ‘acqua marina, salata, ci stanno provando i cinesi, di poche parole ma che affrontano in questo caso sicuramente i veri problemi per la produzione dell’ idrogeno, ma non ci sono, pare, ancora del tutto riusciti. Noi, in compenso, non affrontiamo neppure il problema, ma seguiamo le propagande con la grancassa, si fa per dire.
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«2. Utilizza una tecnologia più efficiente.
Il motore termico, nato a metà dell’800 e da allora mai abbandonato, permette alla macchina di muoversi grazie alla combustione tra carburante e aria che viene convertita in energia termica e a sua volta in energia meccanica. In più di 200 anni questo motore ha raggiunto la sua massima prestazione e ottimizzazione e oggi a causa del forte impatto ambientale degli scarti è poco sostenibile. Al contrario il motore termico a idrogeno è una tecnologia che si caratterizza per la mancanza di emissioni nocive. Il suo utilizzo principale non è però nel motore termico ma in una cella a combustibile, sviluppata per la conquista dello spazio fin dagli anni Sessanta, dove un processo elettrochimico combina idrogeno e ossigeno generando energia elettrica, che a sua volta alimenta un efficiente motore elettrico». (Ivi).
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«Il motore a benzina impiega solo il 20/25 % dell’energia introdotta e di conseguenza il 75/80% del carburante viene disperso producendo calore. È il motivo, per esempio, per cui non è possibile toccare un motore senza scottarsi. Sono numeri poco noti, ma che lasciano intendere quanto il motore termico alimentato a benzina o diesel risulti inefficiente.
“Avevamo tanta energia da permetterci il lusso di sprecarla e costava poco estrarre petrolio, ma ora che comincia a scarseggiare e che tutte le questioni ambientali non possono essere più accantonate questo dovrà cambiare”, spiega il professor Abbotto. Nel motore elettrico le percentuali sono completamente rovesciate. L’80% corrisponde all’energia utilizzata e solo il 20% a quella dispersa. L’idrogeno, però, all’interno del motore dell’automobile non viene sfruttato in modo immediato e diretto perché prima deve essere trasformato in energia elettrica per alimentare il motore. “Questo passaggio consuma il 50% dell’energia e dunque l’80% si dimezza portando al 40% l’energia utilizzata che è, comunque, il doppio rispetto al motore a benzina. Con gli studi e gli esperimenti già in atto si ipotizza di poter aumentare sensibilmente questa percentuale, mentre quella del motore a benzina/diesel è ormai non più ottimizzabile”, aggiunge Abbotto». (Ivi).
In sintesi, e se ho compreso, non esiste un motore a idrogeno similare a quello a benziana o disel presente ora, ma un motore elettrico alimentato ad idrogeno.
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«3. È conveniente per il trasporto pesante e i treni.
La propulsione a idrogeno oggi non è ancora molto diffusa e uno dei settori per il quale potrebbe risultare da subito conveniente è quello del trasporto pesante o dei treni. Si tratta di mezzi che se dovessero essere alimentati con batterie elettriche in alternativa al motore termico necessiterebbero di batterie enormi, pesanti e lunghe da ricaricare. Al contrario l’idrogeno offre i vantaggi di un sistema di propulsione più compatto, con tempi di rifornimento rapidi e lunghe autonomie di percorrenza, possibile da alimentare con stazioni di ricarica poste lungo le autostrade più battute dalle flotte di Tir, senza la creazione di una rete di distribuzione capillare, oppure lungo le tratte delle linee ferroviarie in coincidenza delle principali stazioni.
In Asia (Corea del Sud) alcune case produttrici di veicoli industriali offrono un “servizio chiavi in mano” mettendo a disposizione tir per il trasporto di merci e garantendo la rete di distribuzione di idrogeno verde. “Risulta più facile effettuare questa operazione per le case produttrici di mezzi pesanti rispetto a quelle di auto perché i tir compiono delle tratte standardizzate ed è molto simile a ciò che accade con le ferrovie”, spiega Abbotto.
Quasi il 50% delle linee ferroviarie è ad oggi non elettrificato. In Europa ci sono molte tratte in cui non è possibile avere la linea elettrica aerea e dunque i treni vengono alimentati con il diesel, un combustibile altamente inquinante. L’idrogeno risolverebbe sia il problema della mancanza di elettricità che l’emissione delle sostanze inquinanti. In Valcamonica, per esempio, la linea ferroviaria Brescia-Iseo-Edolo verrà percorsa da treni a idrogeno a partire dai primi mesi del 2024, mentre in Germania già dal 2018 esiste una linea a idrogeno a impatto zero». (Ivi).
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Ma c’è anche il rovescio della medaglia.
«Gli svantaggi di utilizzare l’idrogeno come combustibile
1. Se è “grigio”, è inquinante.
Se non viene prodotto da fonti rinnovabili, produrre idrogeno inquina. Ad oggi oltre il 96% dell’idrogeno utilizzato è grigio. Il suo costo è minore, ma l’impatto sull’ambiente è enorme tanto che per ogni chilo di idrogeno ricavato ne vengono prodotti 10 di anidride carbonica. La produzione mondiale di idrogeno è di circa 70/75 milioni di tonnellate con uno scarto di quasi 1 miliardo di tonnellate di anidride carbonica. “La sfida più grande è produrre idrogeno pulito a un costo accessibile”, sostiene Abbotto.
La diffusione dell’idrogeno verde può andare di pari passo con l’incremento della produzione di energia elettrica da fonti pulite. “E la buona notizia è che entro il 2030 la produzione di energia elettrica dovrà derivare per il 70% da fonti rinnovabili”, spiega Abbotto». (Ivi).
Ma le fonti rinnovabili per produrre energia elettrica spesso si risolvono nell’acqua dolce, ancora una volta, ma l’acqua dolce non è un bene infinito, non è producibile in laboratorio,ed è uno di quelli indispensabili per la vita. E se si utilizza acqua dolce per fonti rinnovabili, si impatta fortemente sugli equilibri ecositemici e sulla vita.
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«2. È un gas difficile da maneggiare.
Mettere la benzina nel serbatoio è semplice e veloce, come lo è agganciare il cavo per ricaricare la batteria di un’auto elettrica. L’idrogeno invece è un gas difficile da maneggiare perché, avendo una bassa densità energetica, deve essere molto compresso ad alte pressioni (da 350 a 700 bar) per essere stipato in un serbatoio in quantità sufficienti per alimentare una vettura. Per percorrere circa 600 km sono necessari 5/6 kg di idrogeno. Nel serbatoio di un’auto, se non fosse compresso, ci starebbe idrogeno sufficiente a percorrere solo 5 km.
Un’altra difficoltà consiste nel trasporto, ovvero di come portare l’idrogeno alle stazioni di rifornimento per approvvigionare le vetture in movimento. Qui un primo problema consiste nel fatto che per essere distribuito sono necessari gasdotti appositi perché quelli destinati al metano e al gas naturale non risultano compatibili, a meno di non usare miscele gas naturale-idrogeno a basso contenuto di idrogeno.
L’alternativa sarebbe trasportarlo allo stato liquido, come i derivati del petrolio, ma lo stato liquido dell’idrogeno si raggiunge a un temperatura di -253 gradi centigradi, ovvero con forte dispendio energetico per trasformarlo e poi mantenerlo in forma liquida.
“Attualmente e nella maggior parte dei casi di uso industriale, l’idrogeno viene prodotto nello stesso posto in cui viene utilizzato”, spiega Abbotto.
Esistono degli idrogenodotti ma sono estesi per pochi migliaia di chilometri in tutto il mondo. Costruire un’intera rete di distributori di idrogeno per autotrazione comporta grandi costi e ritardi. La Germania ha il primato per la distribuzione contando quasi 100 stazioni, in continua crescita e dislocate lungo le arterie autostradali rendendo possibili i viaggi all’interno della nazione. A Parigi l’idrogeno viene prodotto localmente permettendo di predisporre una rete per i taxi con l’obiettivo, entro il 2024, di averne la metà alimentati a idrogeno. In Italia è presente una sola stazione per le auto sull’autostrada del Brennero a Bolzano Sud. Qui l’idrogeno è a km zero derivando dall’energia idroelettrica prodotta dalle montagne». (Ivi).
Ma come ha già sopra scritto, non si può più, con in aggiunta la siccità incombente per il clima che cambia, utilizzare acqua dolce per produrre idrogeno.
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«3. È meno vantaggioso dell’elettrico per le auto.
Il motore elettrico a batteria è oggi il sistema più efficiente perché converte in energia l’80% dell’elettricità presente nella batteria. Inoltre per le autovetture ad oggi è più conveniente una ricarica elettrica di un rifornimento a idrogeno. “L’idrogeno grigio costa 1-2 dollari al kg, mentre l’idrogeno verde ben 5-7 dollari” spiega Abbotto. Se non si vuole vanificare il vantaggio “green” dell’uso dell’idrogeno, il rifornimento di un’autovettura deve comportare esclusivamente idrogeno verde. E i rifornitori vendono idrogeno verde a un prezzo di circa 15 euro al kg che può scendere a 9 euro al kg laddove l’infrastruttura è più sviluppata come in Germania.
Ma il motore a idrogeno rimane comunque molto più efficiente di un motore tradizionale a benzina/diesel. Il diesel offre un piccolo vantaggio economico rispetto all’idrogeno, ma gli enormi benefici che ci sarebbero sull’ambiente compenserebbero la maggiore spesa. Di certo rispetto ad una alimentazione elettrica da fonti rinnovabili, l’idrogeno è meno vantaggioso per il trasporto leggero su strada. I benefici ambientali sono gli stessi, ma il costo di rifornimento e la disponibilità di una rete per la ricarica sono migliori». (Ivi).
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Pertanto, in mezzo a tutta questa infatuazione per l’idrogeno, leggiamo almeno questo articolo, che pone questioni di grande interesse, in particolare per una regione ove si promuove costantemente una “hydrogen valley”, senza neppure chiarire di cosa si stia parlando e di che uso si possa fare dell’ idrogeno. Infine anche relativamente all’acciaieria ora in via di costruzione a Piombino, Giorgio Cavallo si chiede dove avrebbe potuto prendere tutta l’enegia elettrica che le sarebbe servita, se costruita a San Giorgio di Nogaro, comunque.
E così sostiene: «Nella storia dell’acciaieria Metinvest-Danieli in Aussa Corno c’è una questione relativa alla transizione energetica che è sempre rimasta sotto traccia. Comunque la si metta, nuovi processi di lavorazione, riduzione delle emissioni, sostenibilità ambientale certificata grazie al ciclo dell’idrogeno, uno stabilimento di produzione siderurgica da circa 3-4 milioni di tonnellate/anno consuma un bel po’ di energia, che sia gas o elettricità. Per dare un ordine di grandezza in termine di equivalente energia elettrica si trattava di incrementare la disponibilità della stessa di un 50% rispetto all’attuale consumo dell’intera Regione F-VG. Ma da dove poteva arrivare questa energia? Se nell’immediato la centrale Edison di Torviscosa ha ben ampie disponibilità di produzione, per il futuro della transizione energetica l’unica soluzione (in termini di energie rinnovabili riconosciute a livello UE) era rappresentata dalla centrale nucleare slovena di Krsko, il cui progetto di allungamento in vita e di raddoppio dell’esistente sembra una scelta decisa dal governo sloveno attuale, ma che dovrà articolarsi nel corso dei prossimi 15-20 anni». (Giorgio Cavallo, Cold case: sulle tracce dell’acciaieria scomparsa. L’inquietante presenza di Krsko, in: https://friulisera.it/cold-case-sulle-tracce-dellacciaieria-scomparsa-linquietante-presenza-di-krsko/).
E sempre in questo testo, Giorgio Cavallo sostiene che, a livello energetico, per l’acciaieria «L’integrazione temporale tra Edison e Krsko mi pareva perfetta. E nelle sue carte lo stesso Benedetti non sembrava farne mistero», ove per Edison si intende la centrale di Torviscosa, che andava a carbone, però dovrebbe andare a metano, da che so. Ed il metano non è fonte rinnovabile, anche se è meno inquinante del carbone. A questo punto però bisogna ricordare che la centrale di Krsko ha avuto qualche problema anche di recente (cfr. su www.nonsolocarnia.info: ‘Patto per l’Autonomia. Moretuzzo e Massolino. Interrogazione sulle recenti perdite alla centrale nucleare slovena di Krško, ed alcune considerazioni di Laura M. Puppini’.)
E lo stesso Giorgio Cavallo, nel suo sopraccitato scrive, relativamente alla centrale atomica slovena, che conta, mi pare più di un incidente: «La visitai l’anno dopo l’incidente di Chernobil, mi spiegarono che avrebbe avuto ancora circa 20 anni di vita, e nel quinquennio successivo con verdi e ambientalisti cercammo di anticiparne il “de-commissioning” (chiusura). Fu in quel momento che capii che una centrale nucleare vicino casa, a parte i rischi di sicurezza anche militare, è come doversi occupare di un drogato che non è in grado di uscire dalla sua condizione. Quindi c’è ancora, e rischiamo di tenercela a lungo, una centrale nucleare tra i piedi, pronta a moltiplicarsi in generazioni successive.
Oggi in un clima tecnico-politico che spinge tutto il mainstream di potere a considerare il nucleare come un presente-futuro energetico indispensabile a difenderci dal cambiamento climatico, la vicenda di Krsko ha sì un consenso quasi generale a integrare i fabbisogni del nord-est italico con quella produzione, ma ho l’impressione che ci sia qualche dubbio geo politico per una dipendenza del patrio suolo dallo stato sloveno (e dal suo socio croato) confinante». (Giorgio Cavallo, cit.).
E mi fermo per ora qui, ringraziando la Pirelli che informa più dei nostri politici, e vorrei che si aprisse un dibattito su questi temi, e vorrei sapere realmente cos’ è la valle dell’ idrogeno, come si produrrebbe lo stesso, se verde o meno, ed a quale uso e consumo, e se si è pensato anche ai vari problemi che comporta. Perché i problemi tecnici e scientifici non possono essere dimenticati per far posto solo alle parole. Così per questo problema, così per quello della strada per Monte Croce Carnico, così per la sanità e via dicendo. Siamo nel 2023, non nel medioevo dei banditori, si fa per dire. E se erro correggetemi .
Laura Matelda Puppini
L’immagine, autorizzata per l’uso, che accompagna l’articolo rappresenta l’idrogeno, ed è tratta da: https://t0.gstatic.com/licensed-image?q=tbn:ANd9GcTQna4jxjwIGXWfv2jihPFaCizUCbGRAFEnOrxScXv6khXzFU-nU0dSkMyt1h3ljPJM. L.M.P.
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