Negli ultimi anni, i paesi di tutto il mondo stanno promuovendo lo sviluppo dell’industria energetica dell’idrogeno a una velocità senza precedenti. Secondo il rapporto pubblicato congiuntamente dalla Commissione internazionale per l’energia dell’idrogeno e da McKinsey, più di 30 paesi e regioni hanno pubblicato la tabella di marcia per lo sviluppo dell’energia dall’idrogeno e l’investimento globale in progetti sull’energia dall’idrogeno raggiungerà i 300 miliardi di dollari entro il 2030
L'energia dell'idrogeno è l'energia rilasciata dall'idrogeno nel processo di cambiamenti fisici e chimici. L'idrogeno e l'ossigeno possono essere bruciati per generare energia termica e possono anche essere convertiti in elettricità dalle celle a combustibile. L'idrogeno non solo ha una vasta gamma di fonti, ma presenta anche i vantaggi di una buona conduzione del calore, pulito e non tossico e di un elevato calore per unità di massa. Il contenuto termico dell'idrogeno a parità di massa è circa tre volte quello della benzina. È un'importante materia prima per l'industria petrolchimica e un combustibile per i razzi aerospaziali. Con la crescente richiesta di affrontare il cambiamento climatico e raggiungere la neutralità del carbonio, si prevede che l’energia dell’idrogeno cambierà il sistema energetico umano.
L’energia dell’idrogeno è favorita non solo per la sua zero emissione di carbonio nel processo di rilascio, ma anche perché l’idrogeno può essere utilizzato come vettore di stoccaggio dell’energia per compensare la volatilità e l’intermittenza dell’energia rinnovabile e promuovere lo sviluppo su larga scala di quest’ultima. . Ad esempio, la tecnologia “da elettricità a gas” promossa dal governo tedesco consiste nel produrre idrogeno per immagazzinare elettricità pulita come l’energia eolica e solare, che non può essere utilizzata in tempo, e nel trasportare l’idrogeno su lunghe distanze per ulteriori usi efficaci. utilizzo. Oltre allo stato gassoso, l'idrogeno può anche apparire come idruro liquido o solido, che ha una varietà di modalità di stoccaggio e trasporto. Essendo una rara energia “accoppiante”, l’energia dell’idrogeno può non solo realizzare la conversione flessibile tra elettricità e idrogeno, ma anche costruire un “ponte” per realizzare l’interconnessione di elettricità, calore, freddo e persino combustibili solidi, gassosi e liquidi, in modo da per costruire un sistema energetico più pulito ed efficiente.
Varie forme di energia dall’idrogeno hanno molteplici scenari applicativi. Entro la fine del 2020, la proprietà globale di veicoli a celle a combustibile a idrogeno aumenterà del 38% rispetto all’anno precedente. L’applicazione su larga scala dell’energia dell’idrogeno si sta gradualmente espandendo dal settore automobilistico ad altri campi come i trasporti, l’edilizia e l’industria. Se applicata al trasporto ferroviario e alle navi, l’energia dell’idrogeno può ridurre la dipendenza dei trasporti a lunga distanza e con carichi elevati dai tradizionali combustibili petrolio e gas. Ad esempio, all’inizio dello scorso anno, Toyota ha sviluppato e consegnato il primo lotto di sistemi di celle a combustibile a idrogeno per navi marittime. Applicata alla generazione distribuita, l’energia dell’idrogeno può fornire energia e calore per edifici residenziali e commerciali. L’energia dell’idrogeno può anche fornire direttamente materie prime efficienti, agenti riducenti e fonti di calore di alta qualità per l’industria petrolchimica, siderurgica, metallurgica e altre industrie chimiche, riducendo efficacemente le emissioni di carbonio.
Tuttavia, come tipo di energia secondaria, l’energia dell’idrogeno non è facile da ottenere. L’idrogeno esiste principalmente nell’acqua e nei combustibili fossili sotto forma di composti sulla terra. La maggior parte delle tecnologie esistenti per la produzione di idrogeno si basano sull’energia fossile e non possono evitare le emissioni di carbonio. Allo stato attuale, la tecnologia per la produzione di idrogeno da energia rinnovabile sta gradualmente maturando e l’idrogeno a zero emissioni di carbonio può essere prodotto dalla produzione di energia da energia rinnovabile e dall’elettrolisi dell’acqua. Gli scienziati stanno anche esplorando nuove tecnologie di produzione dell'idrogeno, come la fotolisi solare dell'acqua per produrre idrogeno e la biomassa per produrre idrogeno. Si prevede che la dimostrazione della tecnologia per la produzione di idrogeno nucleare sviluppata dall’Istituto per l’energia nucleare e le nuove tecnologie energetiche dell’Università di Tsinghua inizierà tra 10 anni. Inoltre, la catena industriale dell’idrogeno comprende anche lo stoccaggio, il trasporto, il riempimento, l’applicazione e altri collegamenti, che devono affrontare sfide tecniche e vincoli di costo. Prendendo come esempio lo stoccaggio e il trasporto, l’idrogeno ha una bassa densità ed è facile che si disperda a temperatura e pressione normali. Il contatto prolungato con l'acciaio causerà “infragilimento da idrogeno” e danni a quest'ultimo. Lo stoccaggio e il trasporto sono molto più difficili rispetto al carbone, al petrolio e al gas naturale.
Allo stato attuale, molti paesi intorno a tutti gli aspetti della nuova ricerca sull'idrogeno sono in pieno svolgimento, difficoltà tecniche da superare per intensificarsi. Con la continua espansione della scala della produzione di energia da idrogeno e delle infrastrutture di stoccaggio e trasporto, anche il costo dell’energia da idrogeno ha un ampio margine di declino. La ricerca mostra che si prevede che il costo complessivo della filiera energetica dell’idrogeno diminuirà della metà entro il 2030. Ci aspettiamo che la società dell’idrogeno acceleri.
Orario di pubblicazione: 30 marzo 2021