L’integrazione dell’idrogeno nelle infrastrutture gas esistenti rappresenta uno dei pilastri della strategia europea di decarbonizzazione dei cosiddetti settori hard-to-abate.
Il blending gas idrogeno-metano potrebbe consentire la riduzione progressiva dell’intensità carbonica dei consumi termici e industriali, quindi una riduzione dell’impatto ambientale di tali comparti, valorizzando gli asset infrastrutturali esistenti.
Gas idrogeno nella rete: scenari possibili
Non solo mobilità elettrica. L’idrogeno nella rete gas rappresenta oggi una delle strategie più concrete per accelerare la decarbonizzazione dei settori più energivori sfruttando infrastrutture già esistenti.
La transizione energetica si trova quindi a un bivio: mentre l’elettrificazione sta rivoluzionando il trasporto leggero, restano aperti i nodi dei settori hard-to-abate, come siderurgia, chimica, cemento e riscaldamento civile, che richiedono alte temperature e potenze elevate difficilmente sostituibili con il solo vettore elettrico.
In questo scenario, il gas idrogeno può svolgere una funzione abilitante nel sistema energetico, in particolare nei segmenti dove l’elettrificazione diretta risulta tecnicamente o economicamente complessa.
Blending idrogeno-metano: sfruttare la rete gas esistente
Definiamo innanzitutto cos’ è l’idrogeno.
Il gas idrogeno è l’elemento chimico più semplice e leggero dell’universo, base delle stelle e di molti processi energetici e chimici. Usato nell’automotive, nell’industria chimica e in quella spaziale, viene considerato l’energia del futuro.
L’Unione Europea, in particolare, identifica l’idrogeno rinnovabile quale elemento centrale del Green Deal con il duplice obiettivo di:
- decarbonizzare industria pesante e trasporti difficilmente elettrificabili
- usare l’idrogeno come sistema di accumulo per energia rinnovabile (Power-to-Gas) riconfigurando la rete gas viene come infrastruttura multi-vettore
Il blending idrogeno-metano
Uno dei principali vantaggi dell’idrogeno nella rete gas è la possibilità di utilizzare, con adeguamenti contenuti, le infrastrutture di trasporto e distribuzione del gas naturale già capillarmente diffuse.
Il blending idrogeno-metano consiste nella miscelazione controllata di una percentuale di idrogeno all’interno del gas naturale distribuito in rete.
Questa soluzione consente di:
- ridurre progressivamente l’intensità carbonica del gas distribuito
- avviare la decarbonizzazione senza ricorrere a un altro sistema di approvvigionamento energetico
- valorizzare asset infrastrutturali esistenti
Secondo studi tecnici e sperimentazioni europee, le reti di distribuzione possono gestire percentuali di idrogeno variabili tra il 5% e il 20% in volume, a seconda di alcune variabili (materiali delle condotte, tipologia di guarnizioni, pressioni operative, compatibilità degli apparecchi finali), trasformando di fatto l’infrastruttura gas in una “batteria diffusa” per l’energia rinnovabile.
In Italia, le valutazioni tecniche sono supportate da studi ENEA e dai tavoli di lavoro promossi da ARERA e CIG (Comitato Italiano Gas).
Industria pesante: l’idrogeno dove l’elettrificazione è complessa
I settori hard-to-abate come acciaierie, cementifici, produzione del vetro e chimica pesante richiedono:
- temperature superiori ai 1.000°C
- continuità operativa
- elevata densità energetica
In questi contesti, la completa elettrificazione è tecnicamente complessa o economicamente onerosa, pertanto i bruciatori industriali di potenza continuano a essere la soluzione più efficiente.
Ma in prospettiva si può iniziare a immaginare una riduzione diretta delle emissioni, utilizzando il gas idrogeno nei processi industriali, cosa che consentirebbe di ridurre la CO₂ alla radice dei processi di combustione nonché l’impatto emissivo delle lavorazioni ad alta temperatura.
Una soluzione chiave per la decarbonizzazione dell’industria pesante, a cui Baltur sta già lavorando con la messa a punto di Bruciatori funzionanti con miscele di idrogeno, in via di certificazione, che potranno garantire:
- picchi termici adeguati ai cicli produttivi
- densità energetica e stabilità di fornitura
Idrogeno e riscaldamento domestico: una transizione graduale
Il passaggio all’idrogeno sarà graduale anche nel settore residenziale, responsabile di circa il 17% delle emissioni globali di CO₂ legate all’energia (dato IEA -International Energy Agency), una quota rilevante attribuibile in larga parte ai consumi per riscaldamento degli edifici.
La riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente, soprattutto nei centri storici, presenta limiti strutturali e vincoli architettonici ed è ancora fortemente in ritardo.
Molti privati infatti non hanno ancora fatto il passaggio dalla caldaia tradizionale alla caldaia ibrida o a condensazione.
Migliore la situazione della nuova edilizia, nuove costruzioni e strutture ben isolate dove si fa largo uso delle pompe di calore, spesso integrate con altri sistemi a energia pulita come il fotovoltaico.
Per chi vuole accelerare il passo verso la decarbonizzazione nel residenziale, Baltur ha sviluppato la serie Perfecta Eco Plus SK: caldaie H2 Ready certificate per il funzionamento con miscele di metano e gas idrogeno fino al 20%.
Sfide tecniche: sicurezza e standard normativi
In tale panorama restano le sfide tecniche in materia di sicurezza e standard normativi, poiché l’idrogeno presenta caratteristiche molecolari differenti rispetto al metano, che impongono controlli più rigorosi su permeabilità e sicurezza.
L’integrazione nella rete gas richiede quindi aggiornamenti tecnici, adeguamenti e verifiche. Tra le priorità:
- standard di qualità del gas (specifiche Wobbe Index)
- sistemi di odorizzazione
- strumentazione di misura e contabilizzazione
- certificazione degli apparecchi “hydrogen ready”
Dal punto di vista infrastrutturale, l’integrazione dell’idrogeno richiede:
- analisi di fragilità da infragilimento (hydrogen embrittlement)
- verifica delle saldature e delle giunzioni
- aggiornamento dei sistemi SCADA di monitoraggio
Tuttavia, numerose analisi dimostrano che una parte significativa delle reti di distribuzione moderne (in polietilene) è già tecnicamente idonea a ospitare miscele con percentuali crescenti di gas idrogeno.
La piena integrazione dell’idrogeno nel sistema gas dipenderà dalla maturazione tecnologica, dall’evoluzione normativa e dalla coerenza delle politiche industriali europee. Il blending rappresenta oggi una delle traiettorie più pragmatiche per avviare la trasformazione rinnovabile e ridurre l’impatto sul clima.
La sfida principale risiede nell’aggiornamento normativo e nella definizione di standard omogenei a livello europeo, quali:
- regole tariffarie per la miscelazione
- meccanismi di certificazione dell’idrogeno rinnovabile
- standard europei armonizzati
- incentivi coerenti con gli obiettivi Fit for 55
