Se vogliamo che l'idrogeno mantenga la sua promessa, facciamolo fin dall'inizio

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Quest'anno ha visto una serie di annunci globali sull'idrogeno che gli sono valsi il titolo di "la nuova tecnologia più calda nel blocco di decarbonizzazione". Esiste un ampio consenso sul fatto che l'idrogeno "verde" prodotto da energie rinnovabili e acqua sarà necessario per evitare cambiamenti climatici ancora più pericolosi, aiutandoci a raggiungere un'economia globale a zero emissioni entro la metà del secolo.

Ma ha dei limiti, nonostante l'industria dei combustibili fossili lo pubblicizzi come la soluzione unica per tutte le applicazioni anche per applicazioni che hanno alternative molto più economiche.

Non c'è dubbio che il 2020 è stato un anno eccezionale per l'idrogeno. Grandi pezzi di pacchetti di recupero COVID-19 in tutta Europa sono stati destinati alla tecnologia, più di 10 grandi paesi hanno pubblicato roadmap nazionali sull'idrogeno – principalmente incentrate sull'idrogeno verde – e sono stati annunciati progetti su larga scala in Europa, Australia, Asia e Medio Oriente . Mentre gli Stati Uniti restano indietro, lo slancio sta crescendo qui con una serie di progetti annunciati sull'idrogeno verde, nuove iniziative regionali sull'idrogeno e documenti politici che indicano un crescente interesse a livello federale.

L'idrogeno – utilizzato principalmente nelle raffinerie e nella produzione di fertilizzanti oggi – viene prodotto tramite un processo sporco che si basa sul gas fossile come materia prima ed emette una quantità significativa di inquinamento da carbonio. La produzione statunitense di idrogeno emette quasi la stessa quantità di inquinamento climatico di tutte le centrali elettriche dell'Illinois.

La produzione statunitense di idrogeno emette quasi la stessa quantità di inquinamento climatico di tutte le centrali elettriche dell'Illinois.

Tuttavia, il processo può essere ripulito per produrre una versione "verde" utilizzando energia rinnovabile e acqua. Ha anche il potenziale per sostituire i combustibili fossili in settori più difficili da elettrificare come l'aviazione, il trasporto marittimo e l'industria pesante e potrebbe aiutarci a risolvere alcune delle più grandi sfide per una rete elettrica completamente rinnovabile (vedi questo blog per maggiori dettagli).

Con l'alba di un nuovo anno e di una nuova amministrazione, gli anni '20 offrono una grande opportunità per gli Stati Uniti sia di unirsi ai ranghi dei leader mondiali sull'idrogeno verde sia di erigere gli elementi costitutivi giusti sin dall'inizio per sfruttare questa preziosa risorsa senza vacillare in una direzione sbagliata .

Il capitolo tedesco del World Energy Council prevede che entro il 2025 le strategie nazionali sull'idrogeno copriranno probabilmente i paesi che rappresentano oltre l'80% del PIL globale. Fonte: Carbon Brief, Ludwig-Bölkow-Systemtechik GmbH (LBST) e il capitolo tedesco del WEC

Una componente fondamentale di un'economia a zero emissioni di gas serra, se viene ripulita

Esiste un ampio consenso sul fatto che l'idrogeno verde possa aiutarci a raggiungere i nostri obiettivi climatici. Ma la capacità dell'idrogeno di svolgere un ruolo nel ripulire l'economia dipende dal fatto che la sua stessa produzione è pulita e c'è molto lavoro da fare per arrivarci. L '"idrogeno verde" privo di carbonio può essere prodotto utilizzando energia rinnovabile per scindere l'acqua in idrogeno e l'acqua negli elettrolizzatori.

L'idrogeno verde è da 4 a 6 volte più costoso dell'idrogeno fossile e costituisce meno dell'1% della produzione di idrogeno negli Stati Uniti.

Ma c'è speranza: si prevede che gli impegni globali di quest'anno ridurranno significativamente i costi e potrebbero portare l'idrogeno verde alla parità dei costi già nel 2030 grazie alle economie di scala e alle energie rinnovabili a basso costo. In effetti, gli enormi obiettivi di implementazione nel piano per l'idrogeno della Commissione europea da soli potrebbero portare i costi degli elettrolizzatori entro il 2030 a livelli inferiori a quelli precedentemente previsti per il 2050 e oltre.

Progetti globali annunciati. Dati forniti da Wood MacKenzie

Tuttavia, la riduzione dei costi non garantisce l'implementazione. Saranno necessarie politiche mirate e solidi schemi di certificazione per garantire che la versione verde venga prodotta e utilizzata in tutti i settori. Quelle ancora non esistono, data la nascita dello spazio. Tuttavia, poiché l'interesse per le nuove applicazioni dell'idrogeno cresce, dovrebbero essere una priorità per l'industria, i sostenitori e i legislatori statali per garantire che non stiamo solo spostando le emissioni da un punto all'altro.

I costi per l'idrogeno a base di gas sono stime. Fonte per i costi di produzione dell'idrogeno verde: Bloomberg New Energy Finance "Hydrogen Economy Outlook".

Sono necessarie politiche forti per superare gli ostacoli

Nonostante la raffica di attività del 2020, l'era dell'idrogeno deve ancora affrontare ostacoli significativi e l'espansione della tecnologia in nuovi settori non sarà possibile senza un significativo sostegno del governo. La domanda di idrogeno verde è ancora bassa, i costi sono alti e l'industria è alle prese con il problema perenne della "gallina e dell'uovo" legato alla costruzione delle infrastrutture necessarie.

Ecco le nostre raccomandazioni per mostrare il supporto politico a lungo termine necessario per stimolare l'appetito degli investitori e ridurre il rischio della tecnologia:

  • Raggiungere l'obiettivo di emissioni nazionali nette a zero per l'intera economia entro la metà del secolo;
  • Stabilire standard di emissioni per il settore degli autotrasporti;
  • Creare hub di idrogeno verde – cluster di utenti di idrogeno concentrati geograficamente che possono attingere alle infrastrutture esistenti dell'idrogeno – supportando raffinerie e aziende chimiche nel loro passaggio dall'idrogeno fossile all'idrogeno verde
  • Investire in progetti dimostrativi di idrogeno verde nella produzione di acciaio e nelle industrie ad alta temperatura; e
  • Richiede una bassa soglia di miscelazione dell'idrogeno verde nell'infrastruttura del gas esistente per avviare il mercato.

L'amministrazione Biden entrante, che ha incluso nel suo piano climatico un impegno a ridurre i costi dell'idrogeno verde abbastanza da competere con la versione fossile, ha un ruolo fondamentale da svolgere nell'attuazione di un pacchetto politico efficace per sbloccare il potenziale tecnologico.

Concentrati sui settori più difficili da decarbonizzare

Gli anni '20 saranno anche un decennio cruciale per incanalare gli investimenti in cui le ragioni economiche e climatiche per l'idrogeno sono più forti. Questi includono settori con poche altre alternative di decarbonizzazione come aviazione, trasporto marittimo, produzione di acciaio e autotrasporti a lunga distanza, nonché applicazioni esistenti di frutta a bassa pendenza come raffinerie e impianti chimici.

Tuttavia, alcune aziende di combustibili fossili stanno utilizzando l'idrogeno come un caldo miraggio futuristico per prolungare lo status quo, promettendo di convertire la loro infrastruttura fossile in espansione in idrogeno in futuro. Ciò si verifica principalmente nel settore dell'edilizia, in un momento in cui un numero crescente di studi mostra che le applicazioni dell'idrogeno per il riscaldamento diffuso degli edifici sono casi d'uso costosi per la tecnologia e l'elettrificazione diretta è molto più conveniente.

Questo può essere un decennio per l'innovazione e un'azione forte sull'idrogeno in cui lo otteniamo fin dall'inizio.

Pertanto, una roadmap regionale e / o nazionale concertata potrebbe essere fondamentale per garantire che l'idrogeno venga incanalato nei suoi casi d'uso più preziosi e non utilizzato come falsa pista per perpetuare la dipendenza dai combustibili fossili facendo deragliare gli investimenti necessari nell'elettrificazione dei nostri veicoli, edifici e industria.

Questo può essere un decennio per l'innovazione e l'azione forte sull'idrogeno in cui lo otteniamo fin dall'inizio ed evitiamo un blocco più lungo dei combustibili fossili che sarebbe troppo costoso da rompere. In altre parole, dovremo differenziare attivamente tra "cosa può fare l'idrogeno e cosa dovremmo spingere perché l'idrogeno faccia" indirizzandolo verso le lacune dell'economia, dove l'uso diretto dell'elettricità non è fattibile.

Il trucco sarà investire nell'idrogeno verde accelerando parallelamente gli investimenti in energie rinnovabili, efficienza ed elettrificazione. Questa potrebbe non essere l'economia dell'idrogeno immaginata dai sostenitori e dall'industria, ma "l'ultimo pezzo del puzzle dell'economia pulita" non è un titolo troppo misero.

Parte della serie di fine anno di NRDC che esamina gli sviluppi del clima e dell'energia pulita del 2020.