Il futuro a idrogeno, senza CO2 (2003)

di Giuliana Gentili e Armando Guidoni

Il sole fornisce continuamente, ed ha sempre fornito nel corso del tempo, energia alla terra. Tra le altre cose, nel ciclo biologico questa energia è usata anche, nel processo della fotosintesi, per la produzione di vegetali (composti principalmente da carbonio). Gran parte di questi vegetali non è rientrata nel ciclo ma ha subìto un processo di fossilizzazione, trasformandosi stabilmente in carbone o petrolio o gas naturale (metano) ed accumulandosi nel sottosuolo. Ora, per mantenere in vita la nostra società tecnologica, stiamo bruciando in poco tempo (decine di anni) ciò che la natura ha accumulato in milioni di anni. Così facendo, stiamo “disaccumulando” rapidamente tutto il carbonio fossile e stiamo riemettendo l’anidride carbonica che è servita allora per costruirlo. Ciò, come tutti sappiamo, rappresenta il maggiore responsabile dell’“effetto serra” che, anche se non minaccia il futuro della terra (che è capace di trovare spontaneamente altri equilibri), certamente minaccia la sopravvivenza del genere umano su di essa.
Ora possiamo però dire che non è necessario ricorrere all’uso del catastrofismo per modificare la tendenza, possiamo dire che “un nuovo sviluppo è possibile”. La scienza e la tecnologia, infatti, stanno trovando le soluzioni. Si sta configurando la prospettiva di un nuovo “sviluppo sostenibile”, un modo di produrre energia in quantità sufficiente per la crescita della ricchezza nel pianeta e che, nel contempo, non conduca a situazioni di invivibilità per l’uomo.
Se consideriamo il pianeta in cui viviamo come un sistema complesso, possiamo dire che tale sistema “si autosostiene” se le risorse di cui è dotato non vengono consumate continuamente senza che ci sia un “rinnovo” di esse. Da un altro punto di vista si può dire, inoltre, che questo sistema “si conserva” se, all’interno del ciclo, il prodotto di scarto non stravolge i suoi equilibri; ciò certamente avviene in una condizione: se il prodotto di scarto non differisce dalle risorse di partenza del ciclo.
Ora, considerando che l’energia solare è l’unica risorsa consistente che “entra” continuamente nel sistema terrestre (è quindi una risorsa che si rinnova) e che le tecnologie delle “celle a combustibile” riguardano dispositivi che producono elettricità e calore a partire dall’idrogeno e generano come “scarto” soltanto vapore acqueo, possiamo certamente dire che l’utopia diventa realtà: dall’acqua all’acqua. Acqua per produrre idrogeno, acqua come risultato delle celle a combustibile, nella stessa quantità, senza consumo di risorse naturali non riformabili e senza emissioni inquinanti. A conforto di questa ipotesi affascinante, il 21 novembre, nella Sala Convegni del CNR, si è svolta la seconda edizione di H2 Roma “Idrogeno: Italia e Europa sulla strada dell’energia infinita”. Il workshop scientifico con la stampa è stato organizzato da:

- CIRPS – Centro Interuniversitario di Ricerca per lo Sviluppo sostenibile - Università di Roma “La Sapienza”;
- ENEA – Ente per le nuova tecnologie, l’Energia e l’Ambiente;
- ITAE-CNR – Istituto Tecnologie Avanzate per l’Energia - Cons. naz. delle Ricerche,
con il patrocinio del Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e con la collaborazione di BMW Italia.
Nel corso di H2 Roma, gli organizzatori di quello che si è delineato come il più significativo appuntamento sullo stato dell’arte dell’Idrogeno in Italia, è stato tenuto a battesimo Idrogenio, un simpatico personaggio animato che ha preso corpo dalla felice matita dei fratelli Canepa. Idrogenio non è fantascienza, non è un marziano o un extraterrestre che viene da lontano. È invece un personaggio che si propone come un amico che abita sulla frontiera del futuro. Idrogenio vive nel futuro, ma un futuro già oggi possibile, facilmente comprensibile e a portata di mano. Ha accompagnato tutti noi presenti in sala appena al di là del confine ideale del futuro e ci ha guidato in questa coinvolgente scoperta per farci conoscere in maniera semplice, ma scientificamente corretta, le enormi potenzialità dell’Idrogeno in una scelta trasversale, non etichettabile, innegabilmente intelligente e concretamente perseguibile.
Durante l’incontro tra il mondo scientifico e quello dell’informazione è stato fatto il punto sui progetti in corso in Europa e nel nostro Paese, sui risultati ottenuti e sulle prospettive a breve termine. Sono stati confermati i dati anticipati nell’edizione 2002 di H2 Roma: il potenziale di produzione d’idrogeno da fonti rinnovabili in Italia è stimabile in 7.118.000 t/anno se si considera un livello tecnologico che si può definire di “rendimento-obiettivo” per il sistema di elettrolisi e per i processi bio/termochimici, raggiungibile nei prossimi 5-10 anni con un’adeguata attività di ricerca. Questo significa che, nella futura economia dell’idrogeno il 100% degli autoveicoli circolanti nel nostro Paese, potrebbe essere rifornito con combustibile prodotto direttamente in Italia risparmiando il 20% circa dell’importazione complessiva di petrolio.
È stato avviato dal CIRPS il progetto “H2 e lode” in due applicazioni significative.
La prima riguarda l’area geografica della Comunità montana della Garfagnana (in provincia di Lucca) che può ambire ad entrare con grande vantaggio nell’era dell’idrogeno.
Grazie alla produzione di idrogeno e di elettricità ottenibile dalle generose risorse locali in termini di energia idroelettrica, energia solare e di biomassa, questo comprensorio potrebbe produrre tre volte il proprio fabbisogno di combustibile e di elettricità divenendo così esportatore di energia.
La seconda riguarda una zona più vicina a noi castellani, il comune di Valmontone, dove nell’area del Polo Turistico Intergrato nascerà la “Città del Divertimento” di Roma.
Questa seconda applicazione presenta una situazione teorica di partenza che potrebbe sembrare proibitiva: esigenze di energia elettrica: 53 GWh/anno; esigenze di energia termica: 16 GWh/anno; esigenze di energia per autotrazione: 0,2 GWh/anno.
L’analisi delle risorse e delle tecnologie attuali e di prospettiva, permette però di proiettare la seguente situazione a breve termine: produzione propria di energia elettrica: 46 %; produzione propria di energia termica: 100 %; produzione propria di combustibile per autotrazione: 100 %. In totale il 60% dell’energia può essere “autoprodotta” con risorse rinnovabili, grazie alla produzione di idrogeno e di elettricità ottenuti da risorse locali e nell’ipotesi di una mobilità totalmente a idrogeno con celle a combustibile.
Sono stati sviluppati dall’ENEA: componenti di stack di celle a combustibile ad elettrolita solido polimerico e a carbonati fusi; un prototipo di generatore elettrico portatile (Scenic 150), della potenza di 150W, alimentato ad idrogeno puro da bombola; un dimostrativo (Scenic 300) della tecnologia della cella a combustibile dell’elettrolita solido polimerico che, installato su una bicicletta elettrica a “pedalata assistita” con una bombola da 5 lt di idrogeno compresso, ha una autonomia di 120 km e una potenza di 300W.
Sono stati presentati dall’Itae, del Cnr di Messina, i risultati dei progetti di ricerca nel settore dell’idrogeno e delle celle a combustibile. Tra questi Hbus, un autobus urbano alimentato ad idrogeno, e il Centro testing per favorire lo sviluppo industriale delle tecnologie sull’idrogeno. Progetti che renderanno possibili impianti a basso costo e a emissione zero.
Sono state inoltre presentate le seguenti iniziative industriali:

-il prototipo a idrogeno della nuova Panda Fiat (auto dell’anno 2004);
-le celle a combustibile per uso domestico e industriale della Nuvera fuel cells;
-le celle a combustibile con cogenerazione di elettricità e calore dell’Ansaldo fuel cells.

Bmw, inoltre, ha confermato di ambire al ruolo di protagonista nella ricerca continentale nel settore, comunicando il suo coinvolgimento nei principali progetti di ricerca europei della sua azienda e di MAN, VOLVO, FORD, Università di Graz e di Monaco, Linde, Contraves-Space, Austrian Aero space, Air liquide, Magna Steyr engineering.
Considerando l’elevato numero di aziende pubbliche e private che nel corso dell’ultimo anno hanno intrapreso iniziative e riservato risorse a questi progetti, si può certamente dedurre che nel prossimo futuro la tendenza europea sarà quella di utilizzare l’idrogeno sia per ridurre la dipendenza dal petrolio che per migliorare le condizioni ambientali attraverso una drastica riduzione di emissioni nocive. Un’economia all’idrogeno, dunque, nuova opportunità per accelerare il progresso e per migliorare la qualità della nostra vita.