Sogni all’idrogeno: se fosse quello “bianco” il nuovo petrolio?

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Debutta sul nostro canale YouTube, con un focus sull’idrogeno “verde” e “bianco”, la nuova rubrica “Fuoco Amico” curata da Massimo Degli Esposti. Sotto tiro c’è oggi il professor Alessandro Abbotto, firma nota ai lettori di Vaielettrico per i tanti articoli che ci ha regalato negli anni, molti dei quali dedicati proprio all’idrogeno.

Debutta “Fuoco Amico”, le vostre interviste flash in cinque domande, per interposto Vaielettrico

Spigolando fra i commenti  che hanno collezionato, abbiamo “distillato” cinque-domande-cinque per l’intervista flash del format “Fuoco Amico”. Lo riproporremo con  altri protagonisti della transizione energetica, chiedendo a voi lettori chi vorreste vedere sotto tiro e cosa vorreste chiedergli. E’ un privilegio riservato agli abbonati a Vaielettrico Premium, che potranno inviarci i loro suggerimenti nello spazio dei commenti.

Proprio ieri l’idrogeno verde è nuovamente balzato agli onori della cronaca con la firma dell’accordo per realizzare il South H2,  3.300 km di un gasdotto dedicato. Collegherà  il Nord Africa con Austria e Germania, percorrendo tutta la penisola. Dal 2030 trasporterà in Europa idrogeno verde, prodotto con energia fotovoltaica a ridosso del Sahara. Peccato che la notizia sia arrivata ad intervista conclusa. Avremmo potuto chiedere ad Abbotto se, come molti pensano, il gasdotto South H2 sia in realtà una sorta di Cavallo di Troia per trasportare il metano algerino verso i famelici mercati nord europei. Approfondiremo.

Frattanto, pensando che l’ultimo proiettile del “Fuoco Amico” – la domanda sul cosiddetto idrogeno naturale o bianco – meritasse un approfondimento, il professor Abbotto ci ha inviato lo scritto che segue. Anche di questo lo ringraziamo.

Idrogeno “bianco”, può essere la scoperta del secolo

di Alessandro Abbotto∗

Negli ultimi anni, l’interesse per l’idrogeno naturale o “idrogeno bianco” – ovvero l’idrogeno nella sua forma molecolare H2 sfruttabile commercialmente per produrre energia – è cresciuto in maniera esponenziale, alimentato da scoperte scientifiche e ipotesi promettenti. Questo articolo esplora le evidenze scientifiche e le sfide legate a questa potenziale fonte di energia, basandosi su fonti accreditate come Science, Nature e altre riviste scientifiche di riferimento.

Il concetto di idrogeno naturale ha guadagnato attenzione a partire dal 2018, quando uno studio scientifico ha riportato dati dettagliati sul giacimento di idrogeno a Bourakebougou, in Mali, a circa 70 km a nord della capitale Bamako. Da quel momento il numero di studi scientifici è cresciuto esponenzialmente, passando da 4 del 2019 a parecchie decine nel 2024. Scoperto nel 1987 durante un’operazione di perforazione alla ricerca di acqua, il sito maliano rappresenta oggi il caso più avanzato di accumulo di idrogeno naturale.

In Mali il primo giacimento che produce energia dal 2012. Ma fioccano scoperte in tutto il mondo. Potrebbero bastare a coprire metà del fabbisogno di idrogeno

Come informa la rivista Nature, il campo, in produzione dal 2012, fornisce elettricità al villaggio locale, dimostrando che tali giacimenti possono essere sfruttati, almeno su scala limitata. Da allora, sono stati perforati altri 24 pozzi, che hanno individuato accumuli di idrogeno già a 100 metri di profondità.

In Europa sono saliti alla ribalta alcuni importanti scoperte di giacimenti di idrogeno bianco, tra cui quella in Lorena, Francia, nel 2023, in cui il gruppo FDE (la Française de l’Energie), durante i lavori per verificare il rischio di sacche di grisù (principalmente gas metano) nelle miniere abbandonate della regione, ha scoperto un giacimento contenente il 15% di idrogeno a circa mille metri di profondità, con una capacità stimata di 45 milioni di tonnellate, pari al 50% della produzione annua globale di idrogeno.

Sempre nello stesso anno, in Albania, durante i lavori in alcuni siti di minerali di cromo, è stato individuato uno dei più grandi serbatoi di idrogeno naturale conosciuti, con una concentrazione molto alta, superiore all’80%, e una fuoriuscita spontanea di 200 tonnellate all’anno di idrogeno, come descritto dalla rivista Science lo scorso febbraio.

Negli Stati Uniti il primo pozzo per idrogeno naturale è stato scoperto in Nebraska nel 2019. Secondo uno studio della U.S. Geological Survey (USGS), presentato nel 2022, ci sarebbe abbastanza idrogeno naturale nel mondo per soddisfare la domanda globale per migliaia di anni.

L’idrogeno bianco si genera naturalmente nel sottosuolo dalla reazione dell’acqua con i minerali di ferro. E si rinnova di continuo

L’idrogeno bianco si caratterizza per la sua natura potenzialmente rinnovabile. A differenza dei combustibili fossili, come il petrolio e gas naturale, che richiedono milioni di anni per formarsi, l’idrogeno naturale si genera continuamente. Il processo avviene quando l’acqua sotterranea reagisce con minerali ferrosi ad alte temperature e pressioni, ossidando il ferro e liberando idrogeno. Questo meccanismo è stato osservato nella formazione della serpentinite, di cui è ricca, ad esempio, la Valmalenco in Italia, a nord di Sondrio.

Un aspetto cruciale è che l’idrogeno si accumula in contesti geologici differenti rispetto a petrolio e gas naturale. Infatti, di norma, l’idrogeno contenuto in depositi sotterranei non si accumula poiché reagisce con ossigeno per formare acqua o con anidride carbonica per formare metano e altri idrocarburi. In altri casi si accumula ma poi si disperde facilmente nell’atmosfera attraverso le fessure nella roccia, essendo la molecola più piccola e leggera che esista. Questo spiega perché giacimenti significativi siano stati scoperti solo di recente.

Nonostante il potenziale, restano numerose incognite sullo sfruttamento commerciale dell’idrogeno bianco. Secondo uno studio pubblicato nel 2024 dalla più importante rivista scientifica della britannica Royal Society of Chemistry, Chemical Society Reviews, un sondaggio globale ha identificato centinaia di siti sotterranei contenente idrogeno, evidenziando che molte analisi non hanno rilevato finora l’idrogeno a causa di metodi inadeguati.

L’idrogeno bianco c’è ma è troppo diluito: solo 16 giacimenti sono alla portata dell’attuale tecnologia

Tuttavia, ad oggi, solo 16 campi mostrano concentrazioni superiori al 10%. Le concentrazioni più elevate di idrogeno naturale conosciute sono quelle dei giacimenti in Oman, nella penisola araba (99%), e quello già citato in Mali (97%). La maggior parte dei giacimenti corrisponde a concentrazioni attorno al 10%, rendendo
la separazione successiva dei vari gas economicamente non sostenibile.

Inoltre, il gas non idrogeno, se composto da metano o altri idrocarburi, rappresenta un problema ambientale, poiché dovrà essere bruciato, con emissioni di carbonio (come accade nei pozzi di petrolio, il cosiddetto “gas flaring”, ovvero la pratica delle aziende petrolifere di bruciare il gas naturale che si sprigiona spontaneamente nel corso delle estrazioni di greggio) o reiniettato nel sottosuolo.

Un altro ostacolo è rappresentato dai bassi tassi di flusso di idrogeno. Ad esempio, a Kryvyi Rih, in Ucraina, il flusso giornaliero è stimato in 120 milioni di litri, ma con una dispersione di soli 10-120 millilitri all’anno per metro quadrato. Questo rende tali siti difficilmente sfruttabili su scala industriale.

Nessun sito è oggi sfruttabile commercialmente

La scoperta di idrogeno naturale per alcuni scienziati e commentatori ha evocato paragoni con la prima scoperta dei giacimenti di petrolio nel 1859, avvenuta in un momento in cui il carbone soddisfaceva tutte le principali esigenze di energia e il greggio era considerato sostanzialmente privo di utilità.

Tuttavia, le tecniche di esplorazione e produzione devono ancora compiere progressi significativi. Come sottolinea Nature, mentre il caso del Mali dimostra effettivamente la fattibilità dello sfruttamento su piccola scala, nessun sito al mondo è ancora pronto per una produzione commerciale su larga scala.

L’idrogeno bianco potrebbe rappresentare una rivoluzione energetica, ma il suo successo dipenderà dalla capacità di superare le attuali sfide tecnologiche ed economiche. Per ora, limitiamoci a constatare la realtà di una nuova fonte di energia, fino a poco tempo fa considerata di fatto
inesistente, allo stesso tempo consapevoli che il sogno di una nuova fonte di energia pulita, rinnovabile e a basso costo rappresenta al momento ancora una promessa da concretizzare.

∗Dipartimento di Scienza dei Materiali Università di Milano – Bicocca
Presidente della Divisione di Chimica Organica della Società Chimica ItalianaCoordinatore Nazionale dei Giochi e Campionati Internazionali della Chimica della Società Chimica Italiana Borsa di studio per la chimica in Europa. Professore associato presso il Vellore Institute of Technology

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