L’idrogeno “verde”: la nuova frontiera dell’industria siderurgica

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L’industria siderurgica rappresenta una delle colonne portanti della manifattura italiana e l’Italia è la seconda in Europa con un fatturato di 55 miliardi di euro (2019). Come è noto la produzione dell’acciaio ha un forte impatto ambientale sul nostro pianeta e infatti questo metallo è responsabile di circa il 9%  dei 37 miliardi di anidride carbonica emessi annualmente dalle attività antropiche. Per questo motivo molte imprese stanno investendo nell’idrogeno per la decarbonizzazione del processo produttivo. 

L’idrogeno è l’elemento più diffuso nell’universo. Sul nostro pianeta è presente solo legato ad altri elementi, come nell’acqua insieme all’ossigeno, o nel metano con il carbonio. Infatti, per ottenere l’idrogeno puro, bisogna attuare delle trasformazioni chimiche, nel caso di combustibili fossili, che però producono elevate emissioni di carbonio. Invece, nel caso dell’acqua, è necessario avviare un processo di elettrolisi: grazie ad un elettrolizzatore, un dispositivo elettrochimico alimentato da energia elettrica, si riesce a separare l’idrogeno dall’ossigeno. Se impiegata energia elettrica rinnovabile, inoltre, si ottiene un idrogeno totalmente sostenibile e de-carbonizzato (cioè per la sua produzione non viene immessa in atmosfera anidride carbonica),  che prende il nome di idrogeno verde

Ad oggi, però, in Europa oltre tre quarti dell’idrogeno è “grigio”, cioè prodotto da fonti fossili. Ciò si traduce in 830 milioni di tonnellate di emissioni di CO2, l’equivalente delle emissioni annuali di carbonio di Regno Unito ed Indonesia messe assieme. É inoltre utilizzato perlopiù nell’industria chimica e siderurgica per la lavorazione di petrolio e fertilizzanti.

 I possibili sviluppi della hydrogen economy

L’idrogeno verde può svolgere un ruolo cruciale per la decarbonizzazione dei settori dove l’elettrificazione diretta è più difficile, come la siderurgia, la raffinazione, la chimica, i trasporti a lungo raggio, la navigazione e l’aviazione. Per quanto riguarda l’industria siderurgica, la svolta è l’utilizzo dell’idrogeno per la produzione di acciaio, elemento già riciclabile al 100%. Prodotto così, l’acciaio si trasforma in un elemento totalmente sostenibile e green. Attualmente, è il carbone ad essere impiegato nei processi siderurgici di produzione di acciaio primario. Ciò comporta un elevato livello di  emissioni di particolato, gas serra ed altri inquinanti.

Tuttavia, le regolamentazioni, il modo in cui sono strutturati i mercati e soprattutto i costi della produzione dell’energia elettrica e degli elettrolizzatori sono ancora una barriera importante per la diffusione dell’idrogeno verde. In Italia, se l’impianto è ad energia solare e l’area ad elevato irraggiamento, si ha un costo dell’idrogeno verde che va dai 6 agli 8,7 euro al chilogrammo, a seconda della taglia dell’elettrolizzatore. Nel 2030 potrebbe arrivare a costare dai 3,7 ai 5,9 euro. 

Inoltre, secondo molti scenari previsionali di lungo periodo (indicativamente intorno al 2040), basati sulla generazione da fonti rinnovabili variabili (solare ed eolico), l’idrogeno da elettrolisi avrà un ruolo come forma di accumulo stagionale dell’energia elettrica rinnovabile. È il processo noto come «Power to Gas» (P2G): l’idrogeno, prodotto e accumulato quando l’energia elettrica è generata in eccesso rispetto alla domanda, verrebbe poi utilizzato per generare energia elettrica per mezzo di pile a combustibile, quando la generazione rinnovabile risulta in difetto rispetto alla domanda.

Le strategie europee a proposito della hydrogen economy

La Commissione Europea punta molto nel potere dell’idrogeno come vettore della decarbonizzazione. A luglio 2020, infatti, ha presentato la Strategia Europea sull’Idrogeno, che stabilisce che quest’elemento dovrà essere incluso tra le risorse del mix energetico europeo, con un impiego del 13-14% (+12% rispetto ad oggi). La strategia prevede anche l’installazione di 6 GW di elettrolizzatori nel territorio dell’Unione entro il 2024 e 40 GW entro il 2030.

“L’idrogeno pulito è una delle principali priorità per la transizione energetica e investiremo molto affinché sia parte del nostro futuro”.

Ad affermarlo è Frans Timmermans, responsabile per il Green Deal europeo, il programma di investimento dell’UE rafforzato dal piano Next Generation UE che ha aumentato da 7,5 a 40 i miliardi di euro per la transizione energetica.

Consapevoli del grande potenziale dell’idrogeno, Germania, Paesi Bassi, Portogallo e Francia ne hanno inserito la produzione nei piani di ripresa nazionali. 

In particolare, il governo tedesco ha approvato una strategia nazionale che prevede che la realizzazione di una capacità di elettrolisi di 5.000 megawatt (MW) entro il 2030 e 10.000 MW entro il 2040, così da dirigersi verso una decarbonizzazione dell’economia. Questa strategia ha l’obiettivo di rendere la Germania il primo fornitore al mondo di energia derivata da elettrolisi.

La collaborazione tra Tenaris, Snam ed Edison: l’idrogeno verde nell’industria siderurgica italiana

L’Italia ha stipulato il primo accordo per la produzione di idrogeno verde. Sono tre le società firmatarie: Tenaris, Snam ed Edison. L’impegno è quello di introdurre la produzione di idrogeno verde nell’impianto siderurgico dell’acciaieria di Dalmine.

Sono previste dal progetto l’installazione di un elettrolizzatore da circa 20 MW per produrre idrogeno ed ossigeno, e la graduale introduzione di idrogeno verde al posto del gas naturale utilizzato in alcuni processi produttivi.

La frase pronunciata in un’intervista dello scorso anno da Marco Alverà, CEO di SNAM, oggi ci sembra quasi un presagio: “L’Italia può diventare un hub europeo e mediterraneo dell’idrogeno”.

A monte del progetto c’è l’iniziativa “Dalmine Zero Emissions” avviata da Tenaris insieme a Tenova Engineering & Construction per introdurre l’idrogeno verde nella produzione dell’acciaio da forno elettrico e nelle altre lavorazioni dello stabilimento di Dalmine. 

Tenaris S.A. è il più grande produttore e fornitore di tubi e servizi per l’esplorazione e la produzione di petrolio e gas a livello mondiale. Il gruppo ha inglobato la società Dalmine Spa, sita nell’omonima cittadina bergamasca e impegnata nella produzione di tubi in acciaio senza saldatura, componentistica auto e bombole.

Invece, l’italiana Edison contribuirà al progetto mettendo a disposizione l’energia rinnovabile prodotta dai suoi impianti, che serviranno ad alimentare gli impianti di elettrolisi. 

Infine, Snam fornirà le infrastrutture energetiche utili al trasporto dell’idrogeno.

Grazie all’unione di queste tre realtà, l’industria siderurgica italiana compirà un grande passo verso la transizione ecologica promossa dall’Europa. 

Sono soltanto tre i paesi nel resto del mondo ad avere impianti siderurgici che producono idrogeno, alcuni ancora in fase di sperimentazione: Australia, Svezia e Austria.

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