Un nuovo studio mostra come l'H2 ricavato da biomassa possa fornire riduzioni sostanziali nelle emissioni di gas serra nel breve termine, in mancanza di un parco di elettrolizzatori su larga scala
Non ha ancora un “colore” ufficiale, ma è una delle grandi promesse della ricerca sulla transizione energetica. Parliamo dell’idrogeno prodotto a partire dalla biomassa, un percorso di sintesi alternativo all’elettrolisi. Un percorso decisamente più emissivo ma anche più economico e facile da implementare, soprattutto in assenza di incentivi dedicati al vettore.
Il potenziale dell’idrogeno nella mitigazione dei gas serra
A fare i conti è un nuovo studio condotto da alcuni ricercatori dell’Università di Princeton e di Yale e pubblicato in questi giorni sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences. Il team ha esaminato, attraverso una serie di scenari a lungo termine, la relazione domanda/offerta dell’idrogeno, i diversi metodi di produzione disponibili e il potenziale del vettore nella mitigazione dei gas serra. Il mercato di riferimento è quello statunitense ma il documento riporta conclusioni utili per una riflessione globale.
Non è più un mistero che la maggior parte dell’idrogeno utilizzato per l’energia derivi dal gas naturale e più precisamente dallo steam reforming del metano, un processo ad alta intensità di carbonio. Dalla parte opposta dello “spettro emissivo” c’è l’H2 generato attraverso l’elettrolisi dell’acqua. Al momento attuale, tuttavia, i costi di capitale scoraggiano gli investimenti e rendono complessa la scalabilità dei progetti.
Negli Stati Uniti in particolare, la cancellazione dei crediti di imposta, introdotti con l’IRA e spazzati via dall’One Big Beautiful Bill Act, potrebbe minare profondamente lo sviluppo dell’idrogeno verde.
Produrre idrogeno dalle biomasse potrebbe, quindi, costituire un approccio ponte in attesa della piena competitività dell’elettrolisi. Ma di quali processi parliamo in questo caso?
Idrogeno dalla biomassa, produzione, vantaggi e sfide
L’idrogeno da biomassa, chiamato anche Bio-H2, è ottenuto tramite gassificazione della materia organica. Si tratta di una tecnologia matura basata su un processo controllato che coinvolge ossigeno, vapore e alte temperature (maggiori di 700 °C), senza ricorrere alla combustione. Non è ovviamente di una strada a zero emissioni. Ma l’analisi del ciclo di vita mostra un’intensità di carbonio ridotta rispetto alle metodologie a base di fossili, dal momento che la biomassa sottrae CO2 dall’atmosfera durante la crescita.
Nonostante ciò, l’approccio presenta ancora diverse sfide a partire da costi di capitale superiori a quelli degli impianti di produzione “grigi” o “neri”. La ricerca di settore sta tentando di abbassare tali costi semplificando il più possibile il processo (si tenta di accorpare diversi passaggi per ottenere un numero inferiore di fasi) e sviluppando nuove tecnologie a membrana che facilitino la separazione dei gas prodotti.
5 scenari a lungo termine per l’H2 statunitense
In questo contesto, lo studio dei ricercatori di Princeton e Yale ha voluto valutare il potenziale del Bio-H2 nella mitigazione delle emissioni. Il lavoro è partito con la modellazione di 5 scenari dal lato dell’offerta in assenza di un prezzo o tassa sul carbonio, variando i livelli di supporto.
- Nessun H2: scenario di base (assenza di fornitura di idrogeno).
- Nessun supporto politico per l’H2: scenario Business-as-usual (BAU) (continuazione delle attuali tendenze, scenario più vicino al futuro prospettato dall’One Big Beautiful Bill Act).
- Supporto generale per l’H2: scenario attuale che incorpora gli attuali crediti d’imposta dell’IRA per la produzione di H2 pulito (supporto federale continuo 2025-2050).
- Supporto politico esplicito per la tecnologia di elettrolisi (scenario Water+)
- Supporto politico esplicito per la tecnologia di gassificazione della biomassa (scenario Biomass+)
Il potenziale di riduzione della CO2 del Bio-H2
Il gruppo ha rilevato che l’introduzione di idrogeno dalle biomasse sul mercato potrebbe fornire riduzioni sostanziali della CO2 nel breve termine in assenza di un prezzo sul carbonio o dell’impiego su larga scala dell’elettrolisi. Determinando un calo delle emissioni da 1,6 a 2 volte maggiore rispetto agli scenari senza il suo utilizzo nel periodo 2025-2050.
“In assenza di una tariffazione nazionale del carbonio o di un’elettrolisi su larga scala nel prossimo futuro, l’H2 a base di biomassa emerge come una tecnologia di transizione critica per la produzione di idrogeno pulito”, scrivono gli autori. “Il Bio-H2 riduce l’intensità delle emissioni di gas serra del ciclo di vita del mix di fornitura da 1,8 a 5,5 kg di CO2 per kg di vettore generato“.
“Dal lato della domanda, identifichiamo un disallineamento: i settori industriali con elevata intensità di mitigazione (ad esempio, ferro e acciaio) ricevono un utilizzo limitato di H2 […] mentre il settore dei trasporti rappresenta il 75% dell’uso di H2 (ad esempio, veicoli passeggeri e leggeri) nonostante le intensità di mitigazione inferiori”. Ciò, spiegano gli scienziati, evidenzia la necessità di integrare gli incentivi dedicati con strategie settoriali specifiche per la domanda.
Leggi l’articolo Supply–demand strategies for near-term climate benefits from hydrogen in the United States, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (2025).
