Elettrificazione o idrogeno? Ruoli distinti, ma entrambi necessari

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Secondo un recente studio di scienziati del Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), un passo importante verso il raggiungimento della neutralità climatica nell’UE è una rapida transizione dai combustibili fossili alla elettrificazione guidata dalle energie rinnovabili. Allo stesso tempo, l’idrogeno creato dall’elettricità sarà fondamentale nei settori difficili da elettrificare come l’aviazione, la navigazione e la produzione chimica

Un passo fondamentale per raggiungere la neutralità climatica nell’UE è il rapido passaggio dai combustibili fossili alle tecnologie elettriche alimentate da energie rinnovabili. Allo stesso tempo, l’idrogeno prodotto dall’elettricità sarà indispensabile anche in settori difficili da elettrificare come l’aviazione, la navigazione e i prodotti chimici. Entro il 2050, l’elettrificazione e l’idrogeno saranno le strategie chiave per raggiungere la neutralità climatica basata sulle energie rinnovabili.

“Precedenti ricerche hanno dimostrato che il nostro sistema energetico può essere trasformato in fonti rinnovabili come l’eolico e il solare a basso costo e a basso impatto ambientale. Tuttavia, la domanda successiva è come utilizzare questa elettricità rinnovabile per sostituire l’uso di combustibili fossili nei settori dell’edilizia, dell’industria e dei trasporti. La nostra analisi mostra che l’uso diretto dell’elettricità, ad esempio, tramite auto elettriche e pompe di calore, è fondamentale per un’ampia gamma di settori, mentre la conversione dell’elettricità in idrogeno è importante solo per poche applicazioni”.

È quanto ha dichiarato da Felix Schreyer, scienziato del Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), in occasione della pubblicazione il 16 febbraio 2024  su One Earth dello Studio “Distinct roles of direct and indirect electrification in pathways to a renewables-dominated European energy system” di cui è principale autore.

Lo studio è il primo ad analizzare l’interazione tra elettrificazione e idrogeno negli scenari di neutralità climatica dell’UE in modo più dettagliato a livello settoriale. L’analisi mostra potenziali più elevati per l’elettrificazione e identifica un intervallo di diffusione più ristretto per l’energia basata sull’idrogeno rispetto agli studi precedenti. Utilizzando REMIND (REgional Model of Investment and Development), modello globale multiregionale che incorpora l’economia, il sistema climatico e una rappresentazione dettagliata del settore energetico, gli scienziati del PIK hanno studiato combinazioni plausibili di entrambe le strategie nei percorsi di trasformazione del sistema energetico dell’UE in base a diversi presupposti di scenario.

Secondo lo studio, in tutti gli scenari, l’elettrificazione diretta è la strategia dominante per le autovetture e il riscaldamento a bassa temperatura negli edifici e nell’industria, mentre l’idrogeno e i combustibili sintetici prodotti dall’elettricità sono necessari principalmente per l’aviazione, la navigazione, l’industria chimica e come stoccaggio di elettricità. Pertanto, l’elettrificazione e l’idrogeno sono in gran parte complementari, mentre sono in competizione solo per una piccola quota, pari al 15% circa dell’energia finale, in settori contraddittori come il trasporto su camion e il calore dei processi industriali ad alta temperatura.

I 3 pilastri per una trasformazione di successo: promuovere l’espansione delle energie rinnovabili; rimuovere gli ostacoli; fornire incentivi

“Aumentare la fornitura di elettricità rinnovabile e passare alle tecnologie elettriche ove possibile è di gran lunga il modo più rapido ed economico per eliminare le emissioni di carbonio nella maggior parte dei settori – ha afferma il coautore Gunnar Luderer, leader dell’Energy Systems Group presso il PIK – Ci aspettiamo quindi che la quota di elettricità nell’energia finale aumenti dal 20% al 42-60%”.

Questo perché le tecnologie elettriche sono sempre più disponibili e utilizzano l’elettricità in modo molto efficiente, mentre la conversione all’idrogeno, i combustibili sintetici e la loro combustione comportano notevoli perdite di energia.

Nel complesso, secondo gli scenari modellati autori, la domanda di elettricità dell’UE aumenterà al 2050 dell’80-160%, a seconda della quantità di importazioni di idrogeno e del ruolo dell’elettrificazione e dell’idrogeno nei settori incerti. Ciò significa che per allora dovrà essere prodotta circa il doppio della potenza odierna.

Gli autori inoltre, hanno analizzato lo stato attuale della politica dell’UE per quanto riguarda l’elettrificazione e l’idrogeno e delineano 3 pilastri fondamentali per una trasformazione di successo: il processo decisionale dovrebbe 1) dare priorità all’elettrificazione e all’idrogeno rispettivamente nei settori in cui sono preferiti in tutti gli scenari; 2) rimuovere le barriere all’espansione dell’energia rinnovabile; 3) incentivare l’espansione delle catene di approvvigionamento dell’idrogeno.

“Il nostro studio evidenzia che i politici dovrebbero rispettare i diversi ruoli settoriali di entrambe le strategie – ha sottolineato Falko Ueckerd, scienziato presso il PIK e coautore – promuovendo l’elettrificazione tramite applicazioni elettriche per il trasporto stradale e il riscaldamento e dando priorità all’idrogeno e ai combustibili sintetici per le applicazioni in cui sono indispensabili”.

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