Di quanto idrogeno e gas rinnovabile abbiamo bisogno, e dove?

L'idrogeno e i gas rinnovabili possono contribuire a creare un'economia e una società neutrali dal punto di vista climatico in quasi tutti i settori. Possono essere utilizzati per immagazzinare e produrre elettricità in inverno, per la mobilità, per fornire calore ai processi industriali o per la produzione centralizzata di calore per i distretti o le reti di calore. Ciò che è decisivo è la rilevanza tecnica ed economica dell'utilizzo dell'idrogeno in relazione all'elettrificazione. Attualmente stanno emergendo i seguenti ambiti di applicazione e potenzialità:

• Mobilità: l'idrogeno potrebbe svolgere un ruolo importante in futuro come vettore energetico nel traffico pesante a lunga distanza, su rotaia o su acqua. Il potenziale è valutato in modi molto diversi. Nel trasporto terrestre, il consumo finale di energia dovrebbe essere di circa 36,4 TWh nel 2050. Di questi, fino a 19,5 TWh potrebbero provenire da idrogeno e gas rinnovabili. Nel settore dell'aviazione, i carburanti sintetici a base di idrogeno rappresentano un'innovazione fondamentale. La nuova legge sul CO₂ prevede un aumento delle quote di miscelazione allo stesso ritmo dell'UE (a partire dal 2% dal 2025). Il volume del mercato è destinato ad aumentare esponenzialmente a partire dal 2030.
• Calore (economie domestiche): nel settore del calore, i gas rinnovabili vengono utilizzati laddove le pompe di calore o le reti termiche non sono tecnicamente o economicamente fattibili. Allo stesso tempo, supportano e integrano altre fonti di calore rinnovabili (copertura dei picchi di carico, CCF). • Elettricità: l'idrogeno, i gas rinnovabili e l'energia idroelettrica su larga scala sono essenziali per il futuro stoccaggio stagionale dell'elettricità. Certo, la Svizzera non dispone attualmente di uno stoccaggio di gas proprio per creare una riserva invernale. Ma l'accesso alle riserve europee sarà in futuro decisivo per la sicurezza dell'approvvigionamento elettrico in inverno.
• Calore industriale: oggi l'industria utilizza principalmente combustibili fossili per produrre calore. Nella fascia di temperatura bassa e media (da 200 a 300 gradi), i processi possono probabilmente funzionare in gran parte con l'elettricità. Non è così per le alte temperature (700 gradi e oltre). È qui che in futuro l'idrogeno e i gas rinnovabili saranno necessari, come combustibili neutrali per il clima. Un recente studio indica che circa il 73% dell'attuale domanda di energia industriale è tecnicamente elettrificabile . Partendo da questo presupposto, abbiamo quindi bisogno di circa il 27% dell'attuale domanda di energia sotto forma di idrogeno e gas rinnovabili, o del 30% per essere sicuri. L'industria svizzera consuma attualmente circa 46 TWh di energia finale. Abbiamo quindi bisogno di almeno 15 TWh all'anno di energia rinnovabile sotto forma di molecole. Ciò rappresenterebbe circa il 50% dell'attuale domanda di gas industriale (32 TWh). In vista della crescita, ipotizziamo che il 70-80% dell'attuale domanda di gas dovrà essere sostituito.

L'idrogeno e i suoi derivati sono attualmente molto costosi. Il motivo principale è che le economie di scala sono ancora inadeguate. In futuro, una produzione efficace dal punto di vista dei costi richiederà molta elettricità rinnovabile e CO₂ a basso costo. Ma anche con un aumento della produzione, il prezzo dell'idrogeno non sarà in grado di competere con quello del gas fossile. Secondo le stime attuali, nel 2050 il prezzo dell'idrogeno verde sarà compreso tra 0,3 e 1 dollaro/kWh. Si tratta di circa tre volte il prezzo attuale del gas.

Questi fattori economici rendono improbabile la produzione di grandi volumi in Svizzera o in Europa centrale. È invece probabile che in futuro si produrranno qui piccole quantità di idrogeno, mentre la maggior parte del fabbisogno proverrà da regioni dove c'è una costante abbondanza di sole o di vento. Sono previsti impianti di produzione su larga scala in molti luoghi, tra cui il Nord Africa, il Medio Oriente e l'Australia. La Svizzera dovrebbe valutare tempestivamente le opzioni di investimento e di approvvigionamento a lungo termine.

Viene spesso sollevata l'idea di utilizzare l'elettricità rinnovabile in eccesso in estate per produrre idrogeno. Ma si scontra con alcuni ostacoli importanti:

• L'elettricità in eccesso in Svizzera sarà limitata. Secondo un recente studio, sarebbe possibile produrre 2 TWh di idrogeno nel 2030 e 5 TWh entro il 2050.
• Per garantire prezzi competitivi, il costo dell'elettricità utilizzata per produrre idrogeno deve essere il più basso possibile. Rappresenta la voce maggiore del costo totale di produzione.
• Secondo la Confederazione, gli elettrolizzatori utilizzati per produrre idrogeno devono funzionare almeno 3000 ore all'anno per garantire una produzione redditizia. Per AXPO, il tasso di utilizzo deve essere almeno dell'85%.