domenica, Novembre 28, 2021
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Idrogeno negli edifici: il manifesto della crastinazione tecnologica

La crastinazione tecnologica si riferisce ai casi in cui la promessa di una tecnologia futura diminuisce l’interesse per l’implementazione di tecnologie esistenti, affidabili e convenienti. La crastinazione tecnologica è una caratterizzazione appropriata delle affermazioni dell’industria del gas sull’idoneità dell’idrogeno come soluzione per decarbonizzare gli edifici, anche se il riscaldamento delle case con l’idrogeno è una delle opzioni meno efficienti e più costose disponibili.

L’idrogeno verde è emerso come il beniamino dell’industria del gas e di coloro che stanno valutando percorsi per raggiungere obiettivi climatici aggressivi. È una soluzione promettente per ripulire i settori più impegnativi dell’economia – aviazione, navigazione marittima e produzione siderurgica – dove l’elettrificazione deve affrontare ostacoli tecnici. Tuttavia, è una soluzione inefficiente e costosa al di fuori di quelle applicazioni ristrette in cui è particolarmente adatta per l’attività.

Ad esempio, l’idrogeno verde è una soluzione tristemente inefficiente e rischiosa per decarbonizzare gli edifici rispetto alle pompe di calore elettriche ad alta efficienza comprovate e facilmente disponibili. Nonostante questa realtà, e per proteggere e perpetuare il proprio modello di business, alcuni nell’industria del gas stanno diffondendo sempre più i meriti dell’uso diffuso dell’idrogeno negli edifici e gettando le basi per il suo dispiegamento. Ciò potrebbe far fallire gli investimenti nell’efficienza degli edifici e nell’elettrificazione, minare il progresso climatico e bloccare i clienti in percorsi costosi e illusori ricchi di idrogeno. Bruciare idrogeno nelle case potrebbe anche peggiorare l’inquinamento dell’aria interna.

I responsabili politici dovrebbero eliminare il rumore del settore e perseguire con decisione un’elettrificazione diffusa come soluzione a basso costo e a basso rischio per decarbonizzare gli edifici.

L’uso dell’idrogeno negli edifici crea un inquinamento atmosferico dannoso

La combustione di idrogeno genera inquinanti atmosferici nocivi e la misura in cui potrebbero essere mitigati rimane incerta. Questa realtà è riconosciuta dalle utility del gas della California; riconoscono che, a causa delle caratteristiche chimiche dell’idrogeno, le miscele di idrogeno e metano possono persino produrre emissioni più elevate di ossidi di azoto dannosi per la salute rispetto al solo metano. Al contrario, le pompe di calore producono zero inquinamento dell’aria interna eliminando la combustione e forniscono un solido percorso verso edifici a emissioni zero mentre la fornitura di elettricità si allontana dalla produzione di combustibili fossili.

Una soluzione inefficiente e rischiosa relativa all’elettrificazione diretta ed efficiente

L’idrogeno può ipoteticamente sostituire il gas metano nel riscaldamento degli edifici. Tuttavia, una serie di studi (qui e qui) stima che il riscaldamento di una casa con idrogeno verde richiederebbe da cinque a sei volte più elettricità rinnovabile rispetto al riscaldamento della stessa casa con una pompa di calore altamente efficiente. Più del 20% dell’elettricità viene persa nella produzione dell’idrogeno e le pompe di calore ad alta efficienza prontamente disponibili possono essere 4,5 volte più efficienti rispetto alle caldaie a idrogeno ancora pre-commerciali. Optare per l’idrogeno invece di una pompa di calore ad alta efficienza è come scegliere di portare l’auto al lavoro, trascorrere 30 minuti nel traffico intasato e pagare $ 35 per il parcheggio invece di andare in bicicletta a 10 minuti da casa.

Questo ampio differenziale di efficienza ha importanti implicazioni sia sui costi che sul profilo di rischio dei percorsi ad alto contenuto di idrogeno. Raggiungere gli obiettivi climatici degli Stati Uniti richiederà un aumento sostanziale della distribuzione di energia eolica e solare. Un moltiplicatore di cinque volte non necessario su questo sviluppo rinnovabile aumenterebbe enormemente la difficoltà di ripulire la nostra economia. Inoltre, solleva potenziali rischi di approvvigionamento di idrogeno, che devono essere opportunamente considerati nel valutare l’idoneità di un’ampia agenda per l’idrogeno. Un gruppo eterogeneo di parti interessate europee ha esortato i propri governi a evitare di perseguire l’idrogeno come soluzione diffusa negli edifici a causa di tali limitazioni critiche. I politici di tutto il mondo dovrebbero prestare attenzione a questa raccomandazione.

L’idrogeno richiede tubazioni e apparecchiature modificate o completamente nuove

Alcuni nell’industria del gas sostengono che l’uso dell’idrogeno per riscaldare gli edifici sia una soluzione “senza interruzioni” rispetto all’elettrificazione, a causa della possibilità di utilizzare la rete del gas esistente per trasportare l’idrogeno. Questa affermazione ignora alcune sfide critiche.

L’idrogeno è un fondamentalmente diverso gas rispetto al gas metano:

  • Quando miscelato ad alte quote con il metano, le sue proprietà chimiche causano l’infragilimento dei gasdotti in acciaio e ne diminuiscono l’integrità;
  • È una molecola molto più piccola del metano ed è quindi più soggetta a perdite, con importanti implicazioni sui materiali necessari per i tubi.

L’idrogeno potrebbe essere miscelato con il metano in basse proporzioni con investimenti minimi nel sistema del gas esistente, forse fino al 7% di energia, sebbene questo sia soggetto a indagini in corso. Tuttavia, è probabile che qualsiasi quantità di idrogeno che superi la soglia del 7% richieda importanti misure di riutilizzo della rete o la costruzione di una rete di condotte dell’idrogeno completamente nuova.

Inoltre, i nostri apparecchi non sono fatti per funzionare con un alto mix di idrogeno; caldaie a gas, forni e fornelli dovrebbero essere sostituiti con alternative compatibili con l’idrogeno, non disponibili per i consumatori.

Gli alti costi e gli sforzi associati a una conversione su larga scala all’idrogeno mettono quindi decisamente in dubbio la patinata affermazione del marketing “nessuna interruzione”.

Rischi di un costoso “sovradimensionamento” del sistema energetico

Alcuni sostengono che l’uso diffuso dell’idrogeno negli edifici consentirebbe enormi risparmi sull’infrastruttura di trasmissione e distribuzione elettrica rispetto all’elettrificazione degli edifici. Tuttavia, questa premessa è discutibile in quanto trascura selettivamente il quadro più ampio. Sebbene possa fornire alcuni risparmi sull’infrastruttura di distribuzione dell’elettricità, un percorso ad alto contenuto di idrogeno richiederebbe grandi infrastrutture incrementali in altre parti del sistema a causa della sua efficienza molto inferiore rispetto all’elettrificazione diretta e alla necessità di una rete compatibile con l’idrogeno.

Uno studio della Fondazione europea per il clima ha rilevato che i risparmi sull’infrastruttura di rete elettrica in un caso ad alto contenuto di idrogeno sarebbero molto inferiori all’aumento dei costi nei progetti rinnovabili, negli elettrolizzatori e negli impianti di stoccaggio per produrre e immagazzinare idrogeno verde e nella manutenzione e ristrutturazione di la rete del gas per il trasporto dell’idrogeno. Questa infrastruttura energetica “sovradimensionata” aumenta notevolmente i costi del sistema energetico e le bollette energetiche delle famiglie rispetto ai casi di alta elettrificazione.

Le affermazioni fuorvianti hanno lo scopo di ritardare l’elettrificazione e potrebbero produrre costosi effetti lock-in

Le affermazioni di marketing sui meriti del futuro, l’uso diffuso dell’idrogeno negli edifici potrebbe indebolire il supporto per l’elettrificazione tra i responsabili delle decisioni e ridurre gli investimenti correlati. Sembra probabile che queste dubbie affermazioni siano spesso fatte con l’intenzione di ritardare investimenti cruciali nella transizione dalle infrastrutture fossili. Questa crastinazione tecnologica rischia di minare il progresso climatico, poiché numerosi studi (qui e qui) hanno concluso che l’elettrificazione rapida degli edifici e il retrofit dell’efficienza in questo decennio sono fondamentali per raggiungere sia il nuovo obiettivo di Parigi 2030 degli Stati Uniti che l’obiettivo di zero emissioni nette per il 2050. Inoltre, investire continuamente nel sistema del gas esistente con in mente il futuro riutilizzo dell’idrogeno (una proposta interessante per le utility del gas) rischia di bloccare i clienti in un costoso percorso verso una profonda decarbonizzazione. Potrebbe anche comportare l’incaglio delle reti del gas o dell’idrogeno, a seguito di un passaggio definitivo all’elettrificazione, i cui costi sarebbero a carico dei clienti.

Raccomandazioni per i responsabili politici: ignorare il rumore e dare la priorità all’elettrificazione e all’efficienza degli edifici

I responsabili delle politiche dovrebbero dare la priorità all’elettrificazione e all’efficienza degli edifici come soluzione diffusa e dimostrabile più conveniente per gli edifici. Più specificamente:

  • I responsabili politici dovrebbero tagliare il rumore e procedere con decisione con il lancio diffuso di pompe di calore ad alta efficienza negli edifici, gli aggiornamenti di efficienza energetica e lo sviluppo di politiche di gestione intelligente della domanda. L’idrogeno può avere un ruolo di supporto in contesti di nicchia e tale proposta potrebbe essere studiata sulla base di valutazioni indipendenti.
  • I responsabili delle politiche dovrebbero esercitare cautela negli sforzi per continuare a investire denaro nel mantenimento e nell’espansione della rete del gas, sulla base del futuro riutilizzo dell’idrogeno, e invece implementare un processo di pianificazione per il suo graduale smantellamento in modo da proteggere clienti e lavoratori. Riutilizzare porzioni della rete del gas è una proposta convincente per servire settori impegnativi che potrebbero richiedere un accesso prioritario all’idrogeno, come la produzione di acciaio e la navigazione marittima, e questa opportunità mirata dovrebbe essere esaminata ulteriormente.

Il “codice rosso” mostrato dal più recente rapporto sul clima delle Nazioni Unite conferma che non possiamo permetterci di dare credito a tattiche dilatorie e far deragliare azioni comprovate sul clima che sono necessarie oggi. L’idrogeno verde ha il potenziale per svolgere un ruolo fondamentale nella riduzione delle emissioni in settori difficili da elettrificare. Ma gli edifici non sono il posto giusto per questo.

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