L’idrogeno è la migliore opzione per sostituire il gas naturale in casa? Guardando i numeri

Recentemente si è parlato molto dell'idrogeno come sostituto del gas naturale. Lo schema prevede l'aggiunta graduale di H2 alla rete del gas naturale, ricavato dall'acqua utilizzando l'elettricità rinnovabile “in eccesso” quando disponibile.

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Grafico per gentile concessione di Lazard

Di Paul Martin, esperto di sviluppo di processi chimici

Recentemente si è parlato molto dell'idrogeno come sostituto del gas naturale. Lo schema prevede l'aggiunta graduale di H2 alla rete del gas naturale, ricavato dall'acqua utilizzando l'elettricità rinnovabile “in eccesso” quando disponibile. Ma, alla fine, ci sono persone che pensano che dovremmo fornire idrogeno puro alle nostre case invece del gas naturale, utilizzando la stessa rete di tubazioni e distribuzione che abbiamo ora. Nella loro mente, tutto ciò che dovremmo fare è rilanciare tutte le nostre caldaie, forni, piani cottura e forni e saremo via per le gare. Non c'è bisogno di abbandonare tutto quel costoso capitale: cambieremo solo il carburante! Bruceremo idrogeno incolore e inodore, producendo solo vapore acqueo, e il riscaldamento globale sarà un passo avanti verso la soluzione.

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Aspetta, non così in fretta!

La prima e più ovvia critica a questo schema è l’efficienza. Non importa se inizi con il gas naturale o l’elettricità, la cosa migliore che puoi fare è convertire circa il 70% dell’energia di alimentazione – potere calorifico inferiore (LHV) del metano o kWh di elettricità – in LHV dell’idrogeno prodotto. Caso migliore. Se l’alternativa è utilizzare direttamente il gas naturale o l’elettricità, l’idrogeno non apporta altro che perdite a tale equazione.

Ovviamente, l'idea qui è quella di eliminare le emissioni di gas serra fossili (GHG) associate alla combustione che avviene all'estremità del loro tubo. L’idrogeno offre la possibilità di farlo. Puoi iniziare con il biometano derivante dalla digestione anaerobica, quindi la CO2 che emetti quando produci idrogeno è solo una parte del ciclo naturale del carbonio. Oppure puoi catturare tutta o parte della CO2 prodotta quando produci idrogeno dal gas naturale fossile nell’impianto a idrogeno, o pirolizzando il metano e vendendo carbonio come sottoprodotto per usi diversi dalla combustione, oppure puoi evitare completamente la CO2 rendendo la CO2 elettricità con cui alimenti il ​​tuo elettrolizzatore dall'energia eolica o solare, nucleare, idroelettrica, geotermica ecc. Questi sono tutti modi in cui potresti ritrovarti con un combustibile fossile privo di emissioni di gas serra per il tuo bruciatore - idealmente, supponendo che tu possa permettertelo.

Ovviamente potresti invece alimentare la rete con il metano ricavato dal biogas, ma anche se sono convinto che il biogas sarà un combustibile importante per quegli usi di cui abbiamo davvero bisogno in un futuro post-fossile, nessuno dovrebbe cercare di convincerti che ci sarà abbastanza biogas MAI per sostituire semplicemente le forniture di gas naturale esistenti – o anche una piccola parte di tali forniture. Quindi, se vuoi mantenere i tuoi bruciatori e non emettere gas serra fossili, l’idrogeno sembra la tua unica opzione. Ed è esattamente ciò che l'industria del gas naturale sta dicendo ai governi di tutto il mondo.

Naturalmente, queste aziende del gas e questi fornitori di elettrolizzatori non danno i loro consigli senza tenere presente il proprio interesse. Stanno partendo dalla posizione di cui hanno bisogno per rimanere in affari e tu devi mantenere i tuoi bruciatori: abbastanza giusto! L’alternativa ovvia è sostituire i bruciatori direttamente con l’elettricità ed eliminare gli intermediari dell’idrogeno in perdita, ma ciò li lascerebbe fuori dal mercato. Per il riscaldamento domestico, e anche per l’acqua calda sanitaria, una pompa di calore non solo ti farà risparmiare il 30% della perdita di conversione in idrogeno, ma ti fornirà anche circa 3 kWh di calore per ogni kWh di elettricità alimentata. Molto, molto più efficiente. Ma non è economico – la pompa di calore ti costerà parecchi dollari – e mentre l’elettricità rinnovabile diventa ogni giorno più economica, l’elettricità di rete viene ancora venduta a un grande multiplo del costo del gas naturale per unità di energia – perché le tasse sul carbonio sono inadeguati e perché in alcuni luoghi i combustibili fossili continuano ad alimentare la rete.

Per il tuo piano cottura, un riscaldatore a induzione ti offrirà prestazioni ancora migliori di una fiamma: potresti dover buttare via alcune delle tue vecchie pentole e padelle in alluminio, ma per il resto probabilmente sarai molto soddisfatto di questo cambiamento. E il tuo forno funzionerà bene con un semplice e vecchio riscaldatore a resistenza, con un controllo della temperatura molto migliore.