I Colori Dell’Idrogeno

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L’idrogeno è un gas incolore, ma viene spesso classificato con colori diversi in base alla sua origine.

Il colore assegnato all’idrogeno serve per indicare in maniera semplice e chiara il modo con cui viene estratto dalle molecole in cui si trova. Date alcune caratteristiche dell’idrogeno, questo è visto sempre più come un elemento utile verso la transizione ecologica. In base al metodo di utilizzo infatti, l’idrogeno da emissioni di solo vapore acqueo o di vapore acqueo e di ossidi di azoto. Queste caratteristiche fanno dell’idrogeno una fonte energetica sostenibile, ed in alcuni casi anche rinnovabile, a seconda di come è ottenuto. La classificazione per colori serve precisamente ad identificare quanto l’idrogeno sia impattante sull’ambiente in base alla sua estrazione.

L’idrogeno grigio

Si parla di idrogeno grigio quando questo è ottenuto da fonti energetiche non rinnovabili come materiale di partenza, o se l’energia impiegata nei suoi processi di produzione è derivante dai combustibili fossili.

Alcuni processi per ottenere idrogeno da materie prime non rinnovabili sono il processo di reforming, il cracking e la gassificazione del carbone.

Il reforming è un processo altamente energivoro, tramite il quale si liberano gli atomi di idrogeno presenti nelle molecole di una fonte fossile come può essere il petrolio o il metano. Questo processo richiede molta energia sin dalla fase di estrazione della materia prima, fino al trattamento, e la successiva fase di purificazione. Oltre a questi problemi, ha anche l’enorme svantaggio di rilasciare anidride carbonica.

Il cracking è un processo chimico utilizzato nell’industria petrolchimica per rompere molecole complesse di idrocarburi in molecole più semplici. 

L’ultimo processo è quello di gassificazione che prevede di far reagire il carbone con l’acqua per ottenere idrogeno e monossido di carbonio. Viene utilizzato per produrre diversi idrocarburi leggeri oltre all’idrogeno.

L’idrogeno grigio solitamente, è economicamente il meno costoso, anche perché spesso è un sottoprodotto: nel processi che vengono utilizzati per ottenere certi materiali, vi è una produzione di idrogeno come sostanza collaterale. Vista però la potenzialità dell’idrogeno come carburante, questo viene immagazzinato e poi utilizzato.

L’idrogeno blu

L’idrogeno blu non presenta differenze significative rispetto all’idrogeno grigio, dato che provengono entrambi da fonti energetiche fossili. La differenza sta nel fatto che nella produzione dell’idrogeno blu, la CO2 rilasciata durante i processi di formazione dell’idrogeno è catturata e stoccata.

Per questo motivo, l’idrogeno blu è considerato più pulito rispetto a quello grigio, ma i processi per ottenerlo sono anche più energivori. Questo ha portato, in alcuni casi, ad avere idrogeno blu più inquinante di quello grigio. Laddove l’energia necessaria alla cattura e stoccaggio della CO2 proviene da fonti fossili, spesso quella catturata risulta essere meno di quella emessa per la produzione energetica. Rendendo di fatto l’idrogeno blu prodotto con questo metodo una pura operazione di Greenwashing.

Per assicurare che l’idrogeno blu sia effettivamente più sostenibile di quello grigio esistono standard internazionali e certificazioni indipendenti. Uno dei principali è lo standard TÜV SÜD CMS 77, il cui ottenimento richiede una riduzione del 70% delle emissioni globali oltre alla costruzione e uso di strutture per cattura e stoccaggio geologico di CO2. A cui devono seguire prove della permanenza dell’anidride carbonica nel sottosuolo per decenni. Questi standard sono in linea con le normative internazionali ISO 14040, ISO 14067, ISO 27915 e ISO 17029.

Data la necessità di rispettare standard ecologici più restrittivi, l’idrogeno blu è economicamente ed energeticamente più costoso rispetto a quello grigio.

L’idrogeno verde

Per parlare di idrogeno verde è necessario parlare dell’elettrolisi dell’acqua.

Con l’uso di un elettrolizzatore si elettrizza dell’acqua per rompere i legami delle molecole d’acqua e ottenere molecole di idrogeno e ossigeno. La classificazione dell’idrogeno ottenuto tramite questo processo dipende dall’origine dell’energia elettrica utilizzata. Se si tratta di elettricità da fonti rinnovabili allora sarà idrogeno verde. Viceversa, se proviene da fonti fossili ma con raccolta e stoccaggio di CO2 sarà idrogeno blu. Se invece proviene da fonti fossili la cui produzione non prevede la cattura della CO2, allora l’idrogeno prodotto sarà grigio.

Per questo motivo l’idrogeno verde è considerato il più ecologico rispetto a quello di altri colori, oltre ad essere quello potenzialmente più abbondante. Tuttavia, oltre a richiedere molta energia, essendo così strettamente legato alle fonti rinnovabili, l’idrogeno verde è vittima dei loro stessi svantaggi: come l’intermittenza, ecc.

L’idrogeno viola o rosa

Questo tipo di idrogeno è molto simile all’idrogeno verde: anch’esso è prodotto tramite elettrolisi dell’acqua. Tuttavia, anziché affidarsi a fonti energetiche rinnovabili, utilizza l’energia nucleare.

Questo tipo di idrogeno vanta costi minori e una produzione più stabile rispetto a quello verde, data la natura diversa della fonte energetica. Inoltre, dato che le centrali nucleari non emettono CO2 per produrre energia, questo idrogeno è pulito tanto quanto quello verde. Incontra però molte più resistenze laddove c’è ignoranza riguardo l’ecologicità dell’energia nucleare.

Altri colori dell’idrogeno

Degno di una menzione a parte è l’idrogeno bianco: si tratta di idrogeno altamente puro in giacimenti naturali. Tuttavia si tratta di giacimenti molto rari ed il loro sfruttamento è ancora in fase sperimentale. Per ora esistono progetti pilota che stanno esplorando questa risorsa.

Alcuni classificano l’idrogeno verde prodotto utilizzando energia fotovoltaica come idrogeno giallo, ma non è una denominazione utilizzata da tutti.

Esiste anche il bioidrogeno, prodotto da processi biologici. Alla fine degli anni novanta si scoprì che in condizioni particolari, il processo fotosintetico delle alghe poteva essere modificato per produrre idrogeno anziché ossigeno.

Continuando a sperimentare si è scoperto che il bioidrogeno può essere prodotto in bioreattori utilizzando materiali di scarto. Il processo coinvolge batteri che si alimentano di idrocarburi e che producono idrogeno e CO2. Se la CO2 è sequestrata con successo resta solamente l’idrogeno gassoso.

La classificazione dell’idrogeno per colori quindi è importante perché chi lo usa possa scegliere consapevolmente la soluzione più ecologica e non cada in operazioni di semplice Greenwashing. Ti piacerebbe sapere di più sull’idrogeno come fonte energetica? Faccelo sapere nei commenti

Fonti:

https://www.focus.it/scienza/energia/idrogeno-come-si-fa

https://www.sick.com/it/it/idrogeno-grigio-blu-e-verde-peculiarita-e-differenze/w/blog-it-idrogeno-grigio/