Idrogeno

Idrogeno, il potenziale di un vettore energetico

Il cammino verso la decarbonizzazione passa anche per l’H₂.

di Eni Staff
23 marzo 2021
12 min di lettura
di Eni Staff
23 marzo 2021
12 min di lettura

Cos’è l’idrogeno?

L’idrogeno (H2) è un vettore energetico su cui si ripone grande fiducia a livello globale per far fronte alle sfide climatiche, poiché può immagazzinare e fornire grandi quantità di energia senza generare emissioni di CO₂ durante la combustione.

È l’elemento più semplice e più abbondante del Pianeta, ma è raramente disponibile allo stato libero e molecolare (H2), perché presente in combinazione con altri elementi chimici (come per esempio acqua - H20, idrocarburi – CH4…).

1 principalmente per la produzione di ammoniaca e nel settore della raffinazione

2 principalmente per la produzione di metanolo e nel settore siderurgico

L’impegno di Eni per l’idrogeno

In Eni stiamo sviluppando tutti i percorsi di produzione di idrogeno low-carbon: da reforming di gas naturale abbinato alla cattura delle emissioni (il cosiddetto idrogeno blu), da elettricità generata da fonti rinnovabili (il cosiddetto idrogeno verde) e, seguendo un approccio di economia circolare, con tecnologie per la produzione di idrogeno sostenibile dai rifiuti.

In quest’ottica Eni ha recentemente aderito alla European Clean Hydrogen Alliance e  sta inoltre partecipando allo studio “Hydrogen for Europe” assieme a 17 player del settore energetico, il cui scopo è valutare come l’idrogeno possa contribuire a raggiungere la neutralità climatica nel continente.

Claudio Descalzi primo piano

Eni è il più grande produttore e consumatore di idrogeno in Italia, ma dobbiamo lavorare per riuscire a creare un sistema che permetta investimenti e sviluppo, che porti alla creazione di un vero e proprio mercato dell’idrogeno.

Claudio Descalzi

Il 25 marzo e il 30 marzo Claudio Descalzi, Amministratore Delegato di Eni, ha partecipato a due eventi in diretta streaming, in cui ha portato la nostra esperienza sul tema idrogeno. Guarda i video on demand

Idrogeno e green economy. Strategia, investimenti e tecnologia”, giovedì 25 marzo alle 10.00 sul sito web del Corriere della Sera.

La strategia sull’idrogeno e la transizione energetica. Prospettive e opportunità per un’Italia green", martedì 30 marzo alle 9.30 sul sito web de Il Sole 24 Ore.

Promuovere l’uso di idrogeno low-carbon nel processo di decarbonizzazione darebbe un contributo fondamentale alla riduzione delle emissioni e al percorso verso la neutralità carbonica UE al 2050. L’idrogeno low-carbon rappresenta inoltre una soluzione alla decarbonizzazione di settori industriali altamente energivori (i cosiddetti hard-to-abate), laddove l’elettrificazione non rappresenta un’opzione attualmente percorribile o risolutiva.

Le tecnologie per la produzione di idrogeno sono complementari e non concorrenti: in Eni, crediamo sia necessaria una classificazione condivisa delle tecnologie per la produzione di idrogeno basata sul contributo alla riduzione delle emissioni di gas serra ad esse associato.

Crediamo sia cruciale seguire un approccio tecnologicamente neutrale, sviluppando e applicando tutte le tecnologie disponibili e sostenibili in ottica low-carbon, senza escluderne alcuna.

Eni ritiene pertanto che una efficace strategia idrogeno debba riconoscere e sostenere il contributo di tutte le forme di idrogeno low-carbon alla decarbonizzazione, anche al fine di massimizzare l’efficienza nell’utilizzo delle risorse e nell’attuazione dei principi di economia circolare.

Molecole di idrogeno

I progetti di Eni legati all'idrogeno

Siamo uno dei maggiori produttori e consumatori in Italia di idrogeno. A oggi è utilizzato principalmente come feedstock nei tradizionali processi di raffinazione oltre che nelle bioraffinerie a Venezia e Gela per la produzione di biocarburanti HVO, ovvero gli “oli vegetali idrotrattati”. L’idrogeno in raffineria e bioraffineria viene infatti utilizzato direttamente nei processi produttivi e prodotto principalmente attraverso una tecnologia a oggi consolidata nell’industria, che è lo Steam Methane Reforming (SMR).

Nell’ambito della nostra strategia e allo scopo di disporre sin da subito di un’ulteriore e significativa possibilità di decarbonizzazione dei processi produttivi hard-to-abate, in Eni abbiamo individuato in questo ambito un’opportunità rilevante di trasformazione.

In particolare, i principali progetti in cui siamo impegnati per la produzione di idrogeno low-carbon sono:

Decarbonizzazione degli impianti esistenti e produzione di idrogeno con sistemi di CCS

In Eni, attraverso impianti di Steam Reforming del gas naturale abbinati alla cattura della CO2 generata dal processo produttivo, vogliamo produrre idrogeno blu, per ridurre l’impatto carbonico dell’idrogeno utilizzato come feedstock dei nostri impianti, anche in un’ottica di progressiva decarbonizzazione dei nostri prodotti energetici.

L’obiettivo della CCS infatti è quello in primis di abbattere le emissioni di CO2 dell’industria pesante (raffinazione, siderurgia, vetro, chimica, cementifici…), favorendo al contempo anche lo sviluppo di una filiera dell’energia blu (idrogeno blu ed energia elettrica blu).

In Italia esiste l’opportunità unica di produrre idrogeno blu nell’area di Ravenna, grazie alla realizzazione del progetto “Adriatic Blue” che, sfruttando la combinazione di giacimenti di gas offshore esauriti con infrastrutture ancora in funzione, fornirà un sito di stoccaggio sicuro per tutte le emissioni industriali dell’area.

kGas

Il dipartimento Eni di ricerca e sviluppo sta sviluppando kGas, una tecnologia che serve a convertire il gas naturale in gas di sintesi, ovvero quella miscela di idrogeno e monossido di carbonio che costituisce una preziosa fonte di H2 attraverso l’ossidazione parziale catalitica del gas naturale.

Oltre a essere un sistema più efficiente sul fronte energetico rispetto a quelli disponibili in commercio, kGas è in grado di produrre gas di sintesi e idrogeno con una forte riduzione delle emissioni di CO2 utilizzando eventualmente il biometano come materia prima. Questo processo potrebbe candidarsi a diventare la tecnologia di elezione per la produzione di idrogeno blu, poiché consente di effettuare la cattura di CO2 con maggiore efficienza.

Waste-to-Hydrogen

L’economia circolare è uno dei pilastri fondamentali della strategia di decarbonizzazione di Eni. Nella raffineria di Venezia stiamo valutando la realizzazione del progetto Waste to Hydrogen, basato su una innovativa tecnologia di gassificazione: un processo per la produzione di idrogeno sostenibile attraverso la gassificazione di rifiuti non riciclabili, ovvero Plasmix1 e CSS2, rifiuti che attualmente sono utilizzati in termovalorizzatori o inviati alle discariche. Questo processo consente la produzione di H2 sostenibile in sinergia con gli impianti di raffinazione, contribuendo a ridurre le emissioni legate al trattamento convenzionale dei rifiuti e alla produzione convenzionale di idrogeno. Con un sistema di gassificazione in loco per la produzione di idrogeno si raggiunge un risparmio del 90% nelle emissioni di gas serra rispetto alla produzione di idrogeno da steam reforming. Il calcolo del GHG saving è realizzato su base LCA (analisi del ciclo di vita) e tiene conto delle emissioni evitate utilizzando i rifiuti come feedstock del progetto Waste to Hydrogen invece che come feedstock di un termovalorizzatore convenzionale. 

1 Plasmix: scarto della selezione della raccolta differenziata della plastica

2 CSS: combustibile solido secondario, frazione derivante dalla selezione della raccolta indifferenziata negli impianti di trattamento meccanico biologico

Idrogeno da elettrolisi dell’acqua

In Eni stiamo inoltre sviluppando progetti di produzione di idrogeno a partire da fonti rinnovabili attraverso l’elettrolisi dell’acqua (il cosiddetto idrogeno verde).

In quest’ottica Eni ed Enel, società energetiche leader al mondo, stanno lavorando insieme per sviluppare progetti di idrogeno verde. Gli elettrolizzatori saranno posizionati nelle vicinanze di due delle raffinerie Eni presso cui l'idrogeno verde possa rappresentare la migliore opzione di decarbonizzazione. Ciascuno dei due progetti pilota includerà un elettrolizzatore di circa 10 MW e si prevede che inizino a generare idrogeno verde entro il 2022-2023.

L’idrogeno verde fa parte anche della collaborazione tra Cassa Depositi e Prestiti, Eni e Snam per la decarbonizzazione del sistema energetico. In dettaglio le tre società, nel rispetto della normativa applicabile (in primis della normativa in materia di unbundling), promuoveranno possibili iniziative congiunte, incluse partnership, finalizzate allo sviluppo della produzione, del trasporto e della commercializzazione dell’idrogeno verde. La cooperazione riguarderà anche la produzione e l’utilizzo di idrogeno nei trasporti ferroviari, facendo leva sulle competenze di Eni nella produzione elettrica e da energie rinnovabili e sulle competenze di Snam in ambito infrastrutture ed elettrolizzatori, nello stoccaggio e nelle soluzioni logistiche. 

Il progetto H2iseO con FNM

Ad aprile 2021, infine, abbiamo firmato una Lettera di Intenti con FNM SpA per avviare una collaborazione strategica sulla decarbonizzazione dei trasporti in Lombardia, in cui trova  spazio anche l’idrogeno. La collaborazione, in particolare, si inserisce anche nel contesto del progetto H2iseO di FNM e Trenord (società partecipata da FNM), che punta a far diventare il Sebino e la Valcamonica la prima "Hydrogen Valley" italiana.

Serbatorio di una macchina

FUTURA#8 - H₂ come idrogeno

L’idrogeno e la mobilità sostenibile

L’idrogeno rappresenta una valida opzione per una mobilità sostenibile nel medio termine avendo un grande potenziale di sviluppo come vettore energetico, per le automobili e soprattutto in settori dei trasporti hard to abate come il trasporto stradale pesante e a lungo raggio, dove la soluzione elettrica non è tecnologicamente percorribile. Inoltre, nel lungo termine, potrebbe costituire una soluzione per la mobilità marittima.

L’idrogeno prodotto dai rifiuti può contribuire, poi, a raggiungere l'obiettivo di decarbonizzare il settore dei trasporti secondo la direttiva UE 2018/2001, che riconosce il contributo dei carburanti derivanti da carbonio riciclato. Al momento, tuttavia, lo sviluppo della mobilità europea basata sull’idrogeno è ostacolato dagli elevati costi di produzione e di distribuzione e dalla mancanza di una rete di infrastrutture adeguate.

In tale ottica come Eni stiamo lavorando alla realizzazione di due stazioni di rifornimento di idrogeno: una a San Donato Milanese dove l’idrogeno sarà prodotto in loco mediante elettrolizzatore e la seconda nel territorio del Comune di Venezia.

Un elemento utile anche alla generazione di energia elettrica

Come Eni abbiamo sviluppato significative competenze nel campo della combustione di miscele idrogeno-gas naturale nelle turbine a gas esistenti. In questo ambito, stiamo sviluppando una tecnologia per aumentare la percentuale di idrogeno con cui alimentare le turbine a gas Enipower per generare elettricità a basso contenuto di carbonio.