Ammoniaca e idrogeno: i carburanti del futuro?

I combustibili green ancora economicamente insostenibili

di Sabia Braccia

Combustibili a zero emissioni di CO2, ricavabili anche attraverso procedimenti “green”, probabili sostituti degli idrocarburi ma ancora troppo costosi da produrre e impiegare su larga scala: parliamo di idrogeno e ammoniaca, vettori energetici strettamente connessi. La possibilità di essere stoccati, trasportati e convertiti con facilità, l’impiego nelle produzioni ad alta temperatura come acciaio, cemento e vetro e il possibile uso come carburanti nelle industrie navale e aereonautica li ha resi estremamente interessanti. I carburanti per eccellenza della transizione energetica però presentano una sfida: quella di produrli, o meglio ricavarli, nel modo più green – ed economico – possibile.

Idrogeno: produzione, green e impieghi

Da tempo l’idrogeno (H2) ha catalizzato l’attenzione degli scienziati per il suo possibile impiego nel settore industriale come vettore, immagazzinatore energetico, carburante a zero emissioni di carbonio ed elemento a maggior densità energetica. A seconda di come viene ricavato viene classificato in marrone, grigio, blu, rosa e verde; la maggior parte di quello tuttora utilizzato deriva dagli idrocarburi (reforming del metano) e dalla gassificazione del carbone ma si sta cercando di ottenerlo in quantità sempre maggiori dall’elettrolisi dell’acqua alimentata sia da energia nucleare che da energia rinnovabile. La criticità dell’utilizzo del nucleare è ambientale (smaltimento dei materiali), mentre l’utilizzo del rinnovabile renderebbe ottimale la produzione del cosiddetto “idrogeno verde”: l’unico davvero sostenibile. In tutto il mondo si stanno perciò sviluppando progetti ed iniziative volti alla produzione e all’impiego di questo tipo di idrogeno; fra i più recenti, per esempio, quello riportato da Giorgia Colucci per «La svolta» venerdì 20 gennaio, sull’investimento dell’India di 2,2, miliardi nell’idrogeno verde per raggiungere entro il 2070 la neutralità climatica. Nel nostro Paese invece è recentissima l’approvazione della giunta della Basilicata dello «schema di avviso pubblico per la selezione di proposte progettuali volte alla realizzazione di impianti di produzione di idrogeno rinnovabile in aree industriali dismesse, finanziato nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza» illustrata da Daniela Casciola per «Il Sole 24 ore». In Italia già dal 2022 il settore dei trasporti pubblici stava guardando all’idrogeno come carburante, infatti sono stati sviluppati progetti ed accordi volti alla realizzazione di bus a idrogeno, mentre la città di Bologna aveva già ottenuto dal 2021 i finanziamenti per l’acquisto di 127 bus a idrogeno entro il 2026.

Ammoniaca: pronta per l’uso ma poco economica

L’ammoniaca (NH3) già largamente impiegata nel settore agricolo come fertilizzante, gode per questo di una rete di distribuzione e di stoccaggio ben sviluppata. A differenza dell’idrogeno può essere immagazzinata come liquido a pressioni modeste e refrigerata a soli -33° C (l’idrogeno a -253° C). Ricavabile dall’idrogeno e suo magazzino, sarebbe ideale per la transizione energetica se solo l’attuale produzione non partisse dal metano producendo CO2 ed impiegando una grande quantità di energia. Uno studio della Royal Society, esposto da Marzia Campioni per «Scienza in rete», illustra però i processi attraverso i quali ricavarla in modo sostenibile, combinando l’idrogeno ottenuto dall’elettrolisi dell’acqua e l’azoto separato dall’aria (processo Haber-Bosch) oppure sfruttando l’azione di batteri che naturalmente la producono, in modo da ottenere l’ammoniaca verde. Interessante per l’industria navale perché meno voluminosa dell’idrogeno e già stoccata in molti porti, l’ammoniaca potrebbe essere usata come carburante navale.  «Rivista Marittima»  mostra che infatti alcuni grandi gruppi del settore stanno già cercando di adattare i loro sistemi alla combustione di questo gas, i cui costi risultano però ancora poco competitivi nel caso di ammoniaca verde. Altro possibile impiego sarebbe nelle turbine in sostituzione del gas naturale; proprio in questi giorni due grandi aziende, la General Electric e l’IHI Corp, hanno siglato un accordo per collaborare insieme ad una sfida-progetto: è possibile alimentare le turbine al 100% con ammoniaca? 

Nave cisterna di ammoniaca

Una rete tutta da implementare

La produzione ecologicamente sostenibile di questi carburanti “del futuro”, è sostenibile anche a livello economico? Per ora sfruttiamo principalmente le loro varianti “blu”, quelle che in fase di produzione permettono di catturare e stoccare la CO2 prodotta, ma la vera sfida della transizione energetica è la totale decarbonizzazione. Potenziare le reti di distribuzione, decentralizzare le produzioni, incentivare i nuovi progetti e tassare le industrie maggiormente inquinanti sono alcuni dei sentieri attualmente battuti, ma fortunatamente ci sono ancora molti possibili miglioramenti da apportare.