Un nuovo studio ha quantificato i benefici dell’idrogeno elettrolitico derivanti dalla riduzione dei danni climatici e sanitari, identificando nella produzione di acciaio e nel trasporto pesante i settori a più alto rendimento sociale
Il valore sociale dell’idrogeno verde nella transizione energetica
L’idrogeno verde, insieme all’elettricità, è uno dei vettori primari della transizione energetica. Ma se da un lato il suo valore economico all’interno dei processi di decarbonizzazione appare chiaro e studiato, dall’altro meno noto è il suo valore sociale. Vale a dire quanti e quali benefici è possibile ottenere per la collettività promuovendo la diffusione dell’H2 elettrolitico.
A fare chiarezza è oggi un nuovo studio dell’Università della California a Irvine, intitolato “The social value of electrolytic hydrogen”. Gli autori sono partiti da una semplice constatazione: l’idrogeno pulito possiede elevate potenzialità a livello energetico-climatico, ma la sua diffusione su larga scala si scontra con costi ancora non competitivi con le fossili. Costi che tuttavia trascurano il valore sociale, inteso come la somma dei benefici sulla salute umana, sulla tutela ambientale e la conservazione delle risorse naturali.
LCA monetizzata: quantificare i benefici ambientali e sanitari
Jeff Reed, ricercatore senior presso l’UC Irvine Clean Energy Institute, e colleghi hanno voluto far luce esattamente su questo dato. In che modo? Attraverso l’Analisi del Ciclo di Vita (LCA) monetizzata. Questa metodologia converte le esternalità, quali gli impatti ambientali e sanitari generati lungo l’intero ciclo di vita di un prodotto, in valori monetari equivalenti. In tal modo è possibile confrontare diverse tecnologie su una base economica comune.
Per identificare i costi sociali, il team ha incluso nell’analisi parametri come le emissioni di gas serra, la formazione di particolato, la tossicità umana e l’acidificazione, moltiplicando tali indicatori per dei “fattori di costo del danno” che attribuiscono un valore economico a ogni unità di impatto.
I settori chiave per l’idrogeno verde
Una volta creato il modello di analisi, gli scienziati hanno confrontato quattro percorsi – idrogeno rinnovabile, combustibili fossili, elettrificazione diretta e sistemi di accumulo di energia a batteria – in otto settori economici:
- produzione chimica,
- calore industriale,
- generazione di elettricità,
- produzione di acciaio,
- trasporti navali oceanici,
- autocarri pesanti,
- trasporto ferroviario,
- aviazione.
In base allo studio, i settori che presentano il valore sociale più elevato per l’utilizzo di idrogeno verde sono la produzione di acciaio, il trasporto marittimo transoceanico e i camion. Nel dettaglio, il settore siderurgico vanta il valore sociale in assoluto più alto, raggiungendo circa 8 $/kg di H2 quando l’idrogeno viene utilizzato in configurazioni DRI-EAF (Direct Reduced Iron – Electric Arc Furnace). Per il trasporto pesante su strada e le navi i valori si aggirano tra 5 $ e 8 $/kg di H2.
Questo significa che, in alcuni casi, il beneficio sociale ottenibile può compensare il costo aggiuntivo del passaggio dai combustibili fossili all’idrogeno.
| Settore | Valore Sociale ($/kg H2) |
|---|---|
| Produzione di Acciaio (DRI-EAF) | ~$8,00 |
| Trasporto Marittimo (Navi oceaniche) | ~$7,10 |
| Camion Classe 3 | ~$6,10 |
| Trasporto Ferroviario Merci | ~$4,80 |
| Calore Industriale (sostituzione carbone) | ~$4,30 |
| Camion Classe 8 | ~$3,80 |
| Produzione di Ammoniaca (NH3) | ~$3,20 |
| Elettricità di Riserva (Backup) | ~$3,00 |
| Produzione di Metanolo (MeOH) | ~$2,30 |
| Elettricità (Inseguimento del carico) | ~$1,80 |
Reed e colleghi hanno evidenziato come i benefici risultino particolarmente elevati quando l’idrogeno sostituisce combustibili fossili densi e inquinanti come il diesel o l’olio combustibile pesante in sistemi legacy inefficienti. E lo sono ancora di più quando l’intervento è accompagnato da profondi miglioramenti dell’efficienza energetica.
L’impatto delle perdite di idrogeno verde sul valore sociale
Il team ha anche calcolato il peso delle perdite o fughe di idrogeno. L’entità di questo impatto dipende principalmente dal mix elettrico utilizzato per la produzione e dal potenziale di riscaldamento globale (GWP) del vettore stesso, che agisce come un gas serra indiretto. Se prodotto con una rete elettrica ad alto contenuto di fossili, l’impatto delle perdite appare più severo: ogni 100 g di H2 persi, il valore sociale si ridurrebbe di circa 1 $/kg. In questo caso specifico, un tasso di perdita del 30% sarebbe sufficiente per annullare completamente tutti i benefici sociali della tecnologia.
“I risultati sociali che quantifichiamo – minori danni climatici, aria più pulita e miglioramento della salute umana – sono esternalità che i prezzi di mercato semplicemente non riflettono”, ha affermato il coautore senior Jack Brouwer, professore di ingegneria meccanica e aerospaziale e direttore del Clean Energy Institute. “Poiché le aziende non possono contabilizzare questi benefici nei loro bilanci, è essenziale un intervento politico per indirizzare gli investimenti verso le applicazioni in cui l’idrogeno apporta un reale vantaggio alla società”.
