Come ridurre il costo dell’idrogeno solare?

Gli ingegneri della UNSW Sydney hanno creato un nuovo modello di simulazione dei costi identificando i fattori chiave necessari per rendere la produzione di idrogeno alimentata dal fotovoltaico competitiva con quella da fossili

costo dell'idrogeno
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(Rinnovabili.it) – L’elettrolisi dell’acqua per generare idrogeno si sta imponendo come una strategia praticabile per decarbonizzare l’economia energetica mondiale. Tuttavia, questa direzione è più costosa della tradizionale produzione da combustibili fossili e, nonostante il calo dei prezzi unitari registrata negli ultimi anni, oggi è necessario ridurre ulteriormente il costo dell’idrogeno verde. A cimentarsi nell’impresa sono gli ingegneri della UNSW Sydney che, in un nuovo studio, hanno analizzato i fattori chiave necessari a rendere l’elettrolisi alimentata da rinnovabili competitiva sul mercato.

Il costo di produzione del vettore è tipicamente indicato in termini di costo livellato dell’idrogeno o LCOH, che si riferisce al costo medio della generazione del combustibile  durante la vita di un progetto. Nel dettaglio, l’LCOH verde comprende tre elementi costitutivi: il costo dell’elettrolizzatore (che rappresenta il 20-25% del totale), il prezzo dell’elettricità rinnovabile (circa il 70-75%) e altre spese operative (circa 5%).

Il gruppo australiano è voluto scendere ancor più nel dettaglio, focalizzandosi sull’idrogeno solare e considerando, quindi, anche i dati meteorologici storici di luoghi specifici. Il coautore dello studio, Nathan Chang, spiega che un problema comune quando si cerca di stimare l’LCOH verde è che i calcoli si basano su presupposti che possono applicarsi solo a determinate situazioni o circostanze. Ciò rende i risultati meno rilevanti per altre località e non tiene conto del fatto che le prestazioni e i prezzi della tecnologia migliorano nel tempo. Ecco perché il team ha privilegiato il metodo Monte Carlo, approccio computazionale basato sul campionamento casuale per ottenere risultati numerici. 

I calcoli hanno mostrato che il costo dell’idrogeno verde varia da 2,89 a 4,67 dollari statunitensi per kg, ma con scenari che arrivano anche sotto i 2,50 dollari al kg. “Invece di ottenere un singolo numero calcolato, otteniamo un intervallo di numeri possibili”, spiega Chang. “E ogni risposta particolare è una combinazione di molti possibili parametri di input. Ad esempio, disponiamo di dati recenti sul costo dei sistemi fotovoltaici in Australia, ma sappiamo che alcuni Paesi pagano molto di più per i loro impianti. Abbiamo anche visto che i costi del solare si riducono ogni anno”.

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Il metodo inserisce nel calcolo tutti i valori possibili, sia quelli più alti che quelli più bassi. E il risultato è un gamma di prezzi. “A questo punto ci siamo detti: Ok, ci sono stati alcuni casi in cui ci siamo avvicinati ai 2 dollari per kg. Quali erano i fattori chiave in quei casi in grado di abbassare il prezzo così tanto?” La ricerca ha potuto così distinguere alcuni parametri fondamentali: i costi di capitale degli elettrolizzatori e la loro efficienza. “Un modo cruciale per ridurre ulteriormente i costi – suggerisce il team – sarebbe utilizzare catalizzatori a base di metalli di transizione negli elettrolizzatori. Non solo sono più economici, ma possono anche superare i catalizzatori attualmente in uso commerciale”.

Il lavoro non si è limitato al territorio australiano. “Abbiamo utilizzato dati meteorologici reali e abbiamo elaborato la dimensione ottimale dell’impianto fotovoltaico per ogni luogo”, afferma il ricercatore Jonathon Yates. “Abbiamo poi visto come questo cambierebbe l’economia in diverse località del mondo in cui si prende in considerazione l’elettrolisi a energia solare”.

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