Al lavoro per l'idrogeno green

Lo studio "Modelli di Business per l’utilizzo dell’H2 e lo sviluppo della
Filiera in Italia", nato dal lavoro di Confindustria e Anima Confindustria,
si pone il fine di presentare una panoramica sull’attuale situazione
italiana in merito all’idrogeno rinnovabile, così da evidenziarne criticità,
benefici e fornire un supporto concreto alle Istituzioni Italiane.

di Daniele Bettini

AUTORI

08 mag 2024

Con lo scritto Confindustria ha ripreso il percorso avviato nel 2020 con il primo contributo pubblico alla Strategia nazionale dell’idrogeno (Piano d’azione per l’idrogeno ver. 2022 e 2020) insieme alle analisi successive presentate all’inizio del 2021 (Focus sulla regolamentazione del Mercato), attraverso le quali si era cercato di focalizzare l’attenzione sui principali fattori abilitanti per lo sviluppo di questo importante vettore energetico all’interno dei settori produttivi. Dopo oltre un anno di tensioni legate alla grave crisi energetica, Confindustria ha ritenuto opportuno rifocalizzare l’attenzione sulla Strategia italiana ed europea dell’idrogeno, ricordando il suo ruolo all’interno della Strategia di decarbonizzazione comunitaria.

L'ha fatto distaccandosi sul piano metodologico dall’ennesimo dibattito generalista così da sviluppare un nuovo approccio partendo da Business Model (BM) concreti basati su casi reali, sviluppati insieme ad Anima e alle
altre Associazioni del Sistema Confindustriale. L’obiettivo è quello di fornire un approccio metodologico allo sviluppo dei progetti e contribuire attivamente
allo sviluppo della Filiera e del Mercato dell’idrogeno in Italia, oltre a testare in una logica bottom-up se l’attuale frame regolamentare (nazionale ed europeo) costruito per lo sviluppo dell’idrogeno, risulti efficace per farlo.

Il principale obiettivo dello studio è quello di individuare nei possibili campi di applicazione dell’idrogeno le principali criticità, benefici e le esigenze di intervento in termini di indirizzi di politica energetica e di interventi regolamentari sul mercato, sia con riferimento al quadro nazionale sia a quello europeo. Questo al fine di avere una solida base per sostenere il dibattito in sede comunitaria sul pacchetto "Hydrogen and Decarbonised Gas Markets Package" e per monitorare e supportare il Governo su una delle parti più importanti del PNRR, che, nella versione originaria, dedica € 3,11 miliardi allo sviluppo dell’idrogeno.

I settori scelti per l’implementazione dei BM sono quello industriale - Combustione / Calore di processo, così da valutare l’utilizzo dell’idrogeno rinnovabile miscelato al gas da bruciare nei forni delle industrie gasivore hard-to-abate, con focus sui settori ceramica e vetro. Altro settore è quello industriale - Feedstock, così da valutare l’utilizzo dell’idrogeno rinnovabile in sostituzione di quello grigio come elemento base / materia prima dei processi chimici, con focus sui settori gasivori hard-to-abate. Altro importante settore,quello dei trasporti, più in generale la logistica, così da valutare l’utilizzo dell’idrogeno rinnovabile per stazioni di rifornimento a idrogeno per mezzi pesanti e trasporto pubblico locale (TPL) e per valutare un suo utilizzo in un generico hub logistico per carrelli elevatori e/o towing tractors. Infine, non per importanza, il settore residenziale, così da valutare l’utilizzo dell’idrogeno rinnovabile nelle città, palazzi, appartamenti per i servizi domestici, come caldaie, forni, angoli cottura. All’interno dello scritto per ogni settore è stato redatto un capitolo contente l’implementazione del/dei BM.

Ai quattro capitoli inerenti ai settori sopra citati, è stato aggiunto un ulteriore capitolo speciale dedicato al futuro della Rete di Trasporto Gas italiana, con focus sui progetti come la Backbone e il SoutH2Corridor, che saranno indispensabili per garantire la centralità dell’Italia nel panorama
internazionale dell’idrogeno, in analogia al Piano Mattei per il gas.

Lo studio più nel dettaglio

«Abbiamo deciso di lavorare sull'idrogeno», ci spiega Alessandro Maggioni, Direttore Area Tecnica e Relazioni Istituzionali di Anima Confindustria e coordinatore del progetto, «perché Anima considera l’idrogeno un elemento
fondamentale per la costruzione di un mix energetico basato sulla complementarità di diverse soluzioni tecnologiche. L’idrogeno rinnovabile acquista particolare rilevanza nel rispondere alle esigenze di decarbonizzazione da un lato e di diversificazione degli approvvigionamenti delle fonti energetiche dall’altro».

«Il nostro report», continua Maggioni «evidenzia punti di forza e di debolezza in tutti i settori in cui è stata fatta la simulazione, quindi settori hard-to-abate, settore della raffinazione (utilizzo dell’idrogeno come feed-stock), settore
del trasporto e logistica, settore del residenziale. Non riteniamo pertanto opportuno parlare di settori in cui ha senso o non ha senso utilizzarlo, riteniamo invece interessante fare emergere, a prescindere dal settore, le opportunità del vettore e allo stesso tempo le criticità che ne ostacolano
la reale diffusione, in primis l’elevato costo di produzione (LCOH) che, nelle nostre simulazioni, non risulta competitivo con quello dell’idrogeno grigio e quello delle altre fonti fossili usate nei settori hard-to-abate e nel settore dei trasporti».

Ma quali sono i nodi critici? Si parla di blending al 20%, e la rete forse sarebbe adatta, ma sembra ci siano delle criticità sulle valvole. Quanto bisogna ancora lavorare per mettere a regime queste tecnologie?

«Coerentemente con l’approccio che ci ha spinto a sviluppare il progetto dei Business Model e lo studio che ne è derivato, allo stesso modo abbiamo ritenuto di adottare una metodologia molto pratica ed oggettiva anche per quanto riguarda l’indagine sulle tecnologie.
Anima rappresenta il settore dell’industria meccanica Italiana, ci siamo pertanto interrogati se i tempi non fossero maturi per iniziare a mappare il livello di technology readiness verso il vettore idrogeno dei prodotti e apparecchiature della meccanica rappresentati. Per questo abbiamo lanciato nel 2023 il progetto “Anima Hydrogen Ready” che intende sviluppare un'indagine sulla maturità (readiness) all'utilizzo dell'idrogeno "verde" o "rinnovabile" con un l’obiettivo di supportare il mercato con dati concreti, puntuali e statisticamente rilevanti circa la maturità tecnologica della filiera dell'industria meccanica Anima verso il vettore idrogeno. Le valvole per il settore civile rientrano all’interno di questa nuova indagine da noi lanciata, insieme a circa una decina di altre tecnologie, sulle quali stiamo raccogliendo
dati e risposte dalle aziende associate circa i livelli di blending “limite” e le criticità tecniche o di compliance che si evidenziano. Lo scopo anche in questo caso, come per lo studio dei Business Model, è esprimersi “dati alla
mano” e basando le nostre valutazioni su considerazioni oggettive e aggregate».

Quella dell'idrogeno spesso sembra una scelta valida per impianti o realtà lontane dalle "reti". In quali casi invece vi risulta una scelta funzionale anche dal punto di vista economico? Tenendo conto che per alcuni il problema
sono anche gli elettrolizzatori considerati troppo rigidi e quindi inefficienti se riforniti con l'energia intermittente delle rinnovabili (studi BloombergNEF)?

«Come detto prima», è sempre Alessandro Maggioni a parlare «il tema del costo di produzione dell’idrogeno rimane “il tema” in questo momento, fortemente influenzato dallo stesso prezzo dell’energia elettrica e dalla sua valorizzazione. Il Levelized Cost of Hydrogen (LCOH) risulta fortemente
influenzato dal prezzo dell’energia elettrica (a sua volta strettamente legato alla penetrazione delle rinnovabili nel mix di generazione elettrica) e dalla sua valorizzazione, che può essere a prezzo di mercato o a costo di produzione industriale (LCOE), generando una differenza non trascurabile nell’LCOH (di quasi 2 €/kg secondo le simulazioni).

Un’altra criticità è rappresentata dagli Atti Delegati (con particolare riferimento alla Produzione di RFNBO ai sensi dell’Art. 27(3) della RED), che causano serie limitazioni alla produzione di idrogeno, a causa della correlazione temporale, della correlazione geografica e dell’addizionalità: questi fattori penalizzano pesantemente l’idrogeno rinnovabile in termini di competitività e rendono più complicata la sua diffusione, specie allo stato attuale dove non è possibile sfruttare le dinamiche e gli effetti delle economie di scala. Per la creazione di un vero Mercato dell’idrogeno risulta indispensabile favorire uno scale-up commerciale degli impianti, quale unica soluzione per favorire la riduzione dei costi Capex. Un’ulteriore leva di riduzione dei costi sarà rappresentata nel tempo dall’avanzamento tecnologico degli elettrolizzatori, attraverso il quale sarà possibile aumentare efficienza
del processo in atto (attualmente al 60%)».

Di solito quando si parla di idrogeno si affianca alle rinnovabili come vettore per limitarne l'imprevedibilità, quasi una funzione di stabilizzazione, (a parte le perplessità evidenziate sopra) avanza però anche l'ipotesi nucleare, quali sono i due scenari (prevedono delle rispettive criticità)?

«Con l’approvazione nel febbraio 2023 degli Atti Delegati sugli RFNBO (Regolamento Delegato 2023/1184 del 10/02/2023) l’idrogeno verde è definito tale se prodotto con elettricità rinnovabile ma anche con elettricità a bassa
intensità di emissioni, quindi con mix energetici che comprendono anche il nucleare.

Nel contempo, riteniamo che idrogeno e nucleare non siano né in antitesi né in competizione; al contrario, vediamo con favore al rinnovato interesse di istituzioni e industria per la definizione di un percorso finalizzato alla possibile ripresa dell’utilizzo dell’energia nucleare in Italia, nell’ambito del processo di decarbonizzazione dei sistemi energetici e produttivi, per il supporto alla sempre maggiore penetrazione nel mix energetico delle energie rinnovabili e, non ultimo, per sostenere le opportunità di crescita della
filiera industriale nazionale che è già attiva nel settore».

Per quanto riguarda invece gli investimenti: come vedete il rapporto pubblico privato in un settore così complesso quali sono i passi che sono già stati compiuti e quale la direzione che auspicate?

«In primo luogo riteniamo che il rapporto tra pubblico e privato debba basarsi su un modello “virtuoso”, che non sia basato su una contrapposizione di interessi, ma sulla definizione di politiche di sviluppo industriale che tengano
conto degli obiettivi del nostro sistema Paese. Questo è ancora più vero, e necessario, in un settore come quello dell’idrogeno rinnovabile che, per diventare una vera alternativa ai combustibili fossili, ha bisogno di un mercato
sostenibile sul lungo periodo, che veda la riduzione dei costi di produzione e la creazione di una domanda stabile di tecnologie per l’utilizzo nei processi industriali e nei settori da decarbonizzare.

Il PNRR ha dedicato circa 3,64 miliardi di euro a progetti legati all’idrogeno rinnovabile, attraverso lo sviluppo di 2 riforme e 6 investimenti. Gli investimenti hanno riguardato in particolare i seguenti ambiti: hydrogen valleys, settori hard to abate, stazioni di rifornimento stradali, stazioni di
rifornimento per mobilità ferroviaria, ricerca e sviluppo ed elettrolizzatori e altre tecnologie per la produzione di idrogeno verde.

Le riforme invece, altro tassello estremamente importante per la creazione di un mercato dell’idrogeno, hanno compreso i seguenti ambiti: semplificazione amministrativa e riduzione degli ostacoli normativi alla diffusione dell’idrogeno e misure volte a promuovere la competitività dell’idrogeno.
Inoltre, è stata recentemente lanciata una consultazione pubblica sulla misura relativa agli incentivi tariffari alla produzione di combustibili gassosi da fonti rinnovabili. Mentre le misure del PNRR permettono di coprire i costi Capex delle progettualità candidate, a livello di costi in esercizio non era stata ancora proposta alcuna misura. Come Anima, insieme a Confindustria, stiamo analizzando i contenuti della proposta, estremamente necessaria, in quanto anche nei nostri Business Model abbiamo evidenziato più volte che il solo supporto sui Capex non sarebbe stato sufficiente a colmare il divario di costo rispetto ai combustibili in uso oggi. Pertanto abbiamo accolto positivamente
la consultazione lanciata dal Ministero e stiamo seguendo da vicino gli sviluppi anche su questo versante. Quanto e cosa manca dal punto di vista tecnologico perché l'idrogeno possa diventare un vero asset della transizione energetica?
«Da quanto emerge dalle nostre aziende associate, il settore della meccanica risulta mediamente pronto dal punto di vista tecnologico ad affrontare le sfide del nuovo mercato dell’idrogeno. Abbiamo molte aziende che da diversi anni lavorano in applicazioni che già vedono l’utilizzo dell’idrogeno (puro o in blending) oppure che hanno iniziato progetti di sperimentazione o prototipazione di nuove tecnologie in questo ambito. Come detto sopra, aspettiamo i risultati del nuovo progetto “Anima Hydrogen Ready” per avere dati concreti e specifici settore per settore».

Un cambio prospettiva

In un’ottica di collaborazione e di confronto abbiamo coinvolto Stefano Campanari, professore del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano e
presidente del comitato guida della Hydrogen Joint Research Partnership
(Hydrogen JRP). Questa partnership tra università, imprese e aziende che ha
l’obiettivo di promuovere studi e ricerche innovative sulla produzione dell’idrogeno pulito (che comprende l’idrogeno verde e “low carbon”), le soluzioni per il suo trasporto e i relativi sistemi di accumulo avanzati, gli impieghi innovativi di tipo elettrochimico e termico in applicazioni residenziali, industriali e di trasporto, lo sviluppo delle infrastrutture ed altre tematiche relative alla filiera dell'idrogeno.

«Il documento di Anima è molto interessante», conferma Campanari «i vari business case del rapporto, soprattutto quelli industriali, sono in linea con quanto espresso anche dalle nostre ricerche. Il rapporto mostra correttamente come la produzione di idrogeno da fonti rinnovabili nei vari contesti abbia ancora costi piuttosto alti. La fascia di 10-15 Euro per kg ed oltre, indicata dalle analisi, rappresenta infatti, il prezzo che troveremmo oggigiorno alla pompa se dovessimo rifornire un veicolo. Sono prezzi ancora elevati, tenendo conto che tra l’altro sono esentati dalle accise (ndr cosa che potrebbe cambiare nel lungo termine e se davvero prendesse piede…)».

Prosegue sempre Campanari «Condivido il messaggio che traspare dal documento: in questa fase è evidente la necessità di un supporto pubblico allo sviluppo della filiera dell'idrogeno» Non a caso è in discussione il decreto
sugli incentivi per la produzione di idrogeno, nel quale si prevede di fornire incentivi alla produzione oltre ai possibili finanziamenti in conto capitale.
D’altronde è quanto è capitato anche in altri settori energetici, dove il supporto pubblico serve a stimolare l'adozione di nuove tecnologie sostenibili e legate al mondo delle fonti rinnovabili. Riprende sempre il docente «Rispetto alle nostre analisi, probabilmente l’ambito più critico tra quelli trattati dal
documento di Anima è quello degli usi residenziali. Questo perché il settore è molto diversificato, difficilmente standardizzabile e le variabili sono davvero molte. Certamente prima degli interventi sulle fonti energetiche è importante
analizzare il patrimonio immobiliare e, in ottica Esco, lavorare sull’efficienza degli immobili».

Le vostre ricerche, al momento dove vi hanno condotto?

«Da quanto è emerso dalle nostre ricerche a oggi l’idrogeno nel riscaldamento residenziale può dare un contributo utile in tutte quelle situazioni in cui per svariati motivi non si può procedere verso l’elettrificazione con sistemi a pompa di calore, per ragioni di costo - i costi di investimento per l'utente possono in effetti essere molto diversi, come il rapporto evidenzia - e opportunità o per vincoli che ne impediscano l'adozione, o in contesti quali il residenziale off-grid».

Quale direzione prendere?

«In generale, condivido una visione agnostica nel senso che non esiste una singola “killer application” o una soluzione migliore in assoluto valida per tutti i casi; bisogna costruire un mix energetico vario, su cui dobbiamo lavorare tenendo conto che non è sempre e solo l’efficienza a comandare. Bisogna infatti valutare molti fattori, l'impatto in termini di riduzione di emissioni nel ciclo di vita di una certa soluzione rispetto ai costi che comporta, il costo per l'utente finale, l’opportunità e le possibilità di sviluppo delle singole fonti. La diversificazione dei vettori energetici è importante anche per ragioni strategiche e in un’ottica di resilienza del sistema energetico rispetto a shock che, come abbiamo imparato negli ultimi anni, possono essere di diverso tipo, da quelli geopolitici a calamità naturali piuttosto che eventi ambientali
estremi» Conclude sempre Campati «Nel complesso anche noi riteniamo che l’idrogeno potrà svolgere un ruolo importante in diversi settori. Nello scenario e nelle simulazioni di sistema energetico che abbiamo studiato come Hydrogen JRP, quest'ultimo potrà contribuire alla riduzione di CO2 di lungo
termine fino al 20-25%. Svolgerà quindi un ruolo importante, complementare
a quanto sarà fatto in altri settori, o dovrebbe essere fatto, soprattutto
dall’elettrificazione. Come ben evidenziato dal documento, tra i settori nei quali trova migliore impiego l'idrogeno vi sono i processi in cui si utilizza calore ad alte temperature e dove è molto difficile se non impossibile elettrificare, si pensi ai settori della ceramica, del vetro, della metallurgia.
Poi ci sono i processi dove è necessario l'idrogeno come molecola, come ingrediente di un processo: è il caso delle raffinerie, nella petrolchimica, dove vi siano sostanze da idrogenare e processi chimici che ne richiedono l'uso.
Nel complesso serve tanto idrogeno pulito: se vogliamo abbattere la CO2 dobbiamo avere tanta energia elettrica verde per produrlo, oppure possiamo lavorare su altre fonti quali l’idrogeno blu e su processi che prevedano la cattura e l'immagazzinamento di CO2, come accade nel Nord Europa; in Italia si sta lavorando in questo senso al CCS (Carbon Capture and Storage) ENI-Snam di Ravenna».

In ogni caso è chiaro che la varietà di fonti è importante per dare resilienza al sistema e anche perché sarà davvero molto complesso arrivare a produrre tutte l’energia elettrica verde di cui avremmo bisogno in tempi relativamente
brevi. Da qui al 2050 si dovrebbe fare uno sforzo mai visto in passato e molto difficile anche solo per le lentezze autorizzative e procedurali che ci caratterizzano. «Un discorso simile vale per i mezzi di trasporto pesanti,
caratterizzati dalla missione d’uso di coprire distanze importanti trasportando tanta massa. La soluzione elettrica oggi non sembra funzionale: le batterie sono troppo pesanti e richiedono un’infrastruttura di ricarica troppo costosa e
complessa da gestire. Per spingere verso l'idrogeno l’Europa prevede una direttiva sull’obbligo di costruire stazioni di rifornimento sulle principali
direttrici di trasporto merci; e non a caso importanti player (in Italia possiamo nominare Iveco, solo per fare un esempio) stanno lavorando sull’idrogeno».

Il PNRR in Italia ha già avviato il finanziamento di alcune decine di stazioni di rifornimento, una grande opportunità, in una logica di mercato che favorirà la diffusione di flotte di media piccola taglia, in ottica di minimizzazione dei
costi. Non scordiamo, infine, che nel campo trasporti oltre alle soluzioni elettriche pure e a idrogeno vi sono le soluzioni basate su e-fuels (che comunque hanno bisogno di idrogeno e quindi di energia elettrica) o su biocombustibili; queste ultime, in vari casi, si stanno dimostrando già competitive.