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Idrogeno grigio: cos’è e come funziona

Idrogeno grigio: cos'è e come funziona

I diversi colori dell’idrogeno non sono utilizzati per identificare il colore in sé dell’elemento chimico, in quanto questo è trasparente, bensì per far riferimento alle modalità di produzione. L’idrogeno è abbondante in natura, ma non è libero, nel senso che risulta essere legato chimicamente ad altre molecole. Per estrarlo quindi è necessario effettuare una procedura estrapolando l’acqua attraverso l’utilizzo di corrente elettrica. Questa può essere generata da diverse centrali, in funzione delle quali si ha l’individuazione delle tipologie particolari di idrogeno. Tra queste ve n’è una, l’idrogeno grigio, che rappresenta un processo produttivo che mira a ridurre le emissioni di carbonio. Cerchiamo di capire di più su come viene estratto, quali sono le sue caratteristiche peculiari e il costo che bisogna sostenere per produrlo.

 

Idrogeno grigio: caratteristiche e funzionamento

L’idrogeno grigio è una tipologia particolare di idrogeno che viene ricavata dal metano e separata dal carbonio attraverso una reazione chimica denominata steam reforming. Si tratta di un processo che implica la reazione di metano e vapore in presenza di catalizzatori. Inoltre, richiede una temperatura di circa 800° C e una pressione di 2,5 MPa. Tutto avviene in due fasi: la prima dove vi è la decomposizione del metano in acqua e monossido di carbonio; la seconda in cui monossido di carbonio e acqua si trasformano in biossido di carbonio e idrogeno. Poi il biossido di carbonio viene separato dalla miscela di gas, che viene purificata per rimuovere altri componenti. Il rendimento di questo processo è abbastanza basso, ossia intorno al 65%, ma il bilancio energetico può definirsi positivo, dove il volume di metano utilizzato è coperto dalla quantità di idrogeno ottenuto.

Le emissioni di carbonio che si riproducono, anche se non letali, contribuiscono al riscaldamento globale del pianeta. Proprio questa è la caratteristica che distingue l’idrogeno grigio da quello verde, ossia il fatto che la maggior parte della materia prima viene prodotta dalla combustione del metano. Bisogna però precisare che oggi in alternativa al metano è diffuso il biometano, che è totalmente rinnovabile e permette di annullare le emissioni.

L’idrogeno grigio rappresenta una quota di produzione del 90% dell’idrogeno complessivo, con una quantità complessiva che si attesta intorno a 70 milioni di tonnellate l’anno. Il suo utilizzo riguarda soprattutto le raffinerie, che contribuiscono per una quota di oltre il 50%; mentre il resto è usato per la produzione di fertilizzanti e carburanti puliti tipo il metano sintetico, il metanolo e l’ammoniaca, nonché combustibili liquidi sintetici. Altre 45 milioni di tonnellate l’anno vengono prodotte attraverso la miscela con altri gas, come l’ossido di carbonio che serve per la produzione di metanolo e altre sostanze chimiche.

 

Idrogeno grigio: i costi

Per fare una valutazione dei costi dell’idrogeno grigio, bisogna tenere conto del prezzo dell’energia potenziale contenuta nel metano, oltre ai costi dell’impianto. In media il costo di tale tipologia di idrogeno va da 1 a 1,5 dollari al kg, inferiore ai 2-2,5 dollari al kg dell’idrogeno blu che prevede anche la cattura e lo stock di CO2, oppure ai 3-8 dollari al kg dell’idrogeno verde. Proprio l’aspetto legato ai costi ancora rende l’idrogeno grigio preferibile a quello blu o verde. Tuttavia, il processo in corso sulla transizione energetica, con i progressi realizzati nell’ambito delle energie rinnovabili, ha fatto crescere la domanda di forme di idrogeno ancora più pulite.

Le sfumature di colore

Come accennato, l’idrogeno grigio può scaturire anche dal biometano con il processo di reforming in una mini centrale e dalla biomassa. Al riguardo, esiste un ampio dibattito se considerare questo tipo di idrogeno come grigio oppure come grigio-verde. Lo stesso vale per l’elettricità impiegata nell’elettrolisi. Se questa è prodotta da un sistema energetico che brucia biomasse, ossia con emissione di CO2 ma a neutralità climatica, bisogna stabilire se la tecnologia adoperata darà vita a un idrogeno verde oppure a una tipologia ibrida che contiene anche un po’ di grigio. Sull’argomento le discussioni ancora non sono riuscite a stabilire un consenso univoco.

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