di Antonio Cianciullo

Un’energia pulita, fatta in casa, senza forniture che rischiano di essere tagliate all’improvviso, prezzi che raddoppiano nell’arco di mesi e bilancia commerciale in sofferenza. Non è ancora realtà ma è qualcosa più di un sogno. Con l’idrogenodotto di Arezzo, il primo al mondo ad essere costruito in area urbana, il progetto idrogeno ha mosso un passo in avanti in direzione della concretezza grazie a un’utenza industriale particolare: il distretto orafo da sempre grande utilizzatore di questo gas. Dal primo maggio, seguendo le condutture che corrono lungo un chilometro ad un metro di profondità, 40 metri cubi all’ora di idrogeno a bassa pressione prendono la strada di quattro aziende orafe in località San Zeno: la Mgz del gruppo di oreficeria Unoaerre, la Falco, la Treemme e la Co.Ar. che li utilizzano come materia prima per le saldature e l’eliminazione degli ossidi. Inoltre con lo stesso idrogeno alimentano delle piccole centrali elettriche da 5 Mw (la Fabbrica del Sole ha costruito anche altre centraline da 2 Mw "portatili" che installa in luoghi diversi). Non è finita: per raffreddare queste centrali si usa acqua, e il vapore da questa prodotto al contatto con la centrale calda è usato per il riscaldamento.

I clienti industriali hanno fatto da volano a un programma più ambizioso che nei prossimi mesi porterà l’idrogeno nelle case per sostituire il metano in cucina e fornire, attraverso le "fuel cell", sia elettricità che calore e fresco. «La prima tappa è stata semplice: si trattava di passare dalla fornitura di idrogeno trasportato in bombole alla fornitura di idrogeno che arriva comodamente in casa attraverso un tubo, come il gas. Adesso viene il bello», spiega Emiliano Cecchini, presidente della Fabbrica del Sole, una piccola cooperativa di trentenni che, investendo 800 mila euro (più i 400 mila stanziati dalla Regione Toscana) ha disegnato il progetto a cui hanno partecipato la Sapio srl, l’Arcotronics, l’Enea, Coingas, gli enti locali, Assindustria, Cna e Confartigianato. L’idrogenodotto è stato inaugurato pochi giorni fa dal sindaco di Arezzo, Giuseppe Fanfani.

La prossima innovazione, a fine anno, sarà il passaggio dall’idrogeno ricavato dal metano all’idrogeno pulito che si ottiene utilizzando l’energia solare per scindere le molecole di acqua in idrogeno e ossigeno (usato per scopi medici). «Abbiamo costruito un elettrolizzatore con una membrana in grado di rendere il processo 4 o 5 volte più efficiente», aggiunge Cecchini. «Se riusciremo a confermare le prestazioni che abbiamo ottenuto, si aprirà una strada di grande interesse per un uso molto largo dell’idrogeno. Dai nostri test risulta che per alimentare per otto ore un fornello medio da cucina basta un metro cubo di idrogeno: questi numeri ci permetterebbero di assicurare forniture domestiche di questo gas a un prezzo più basso di quello del metano. E sarebbe un’energia sicura, ricavabile sotto il tetto di casa».

L’uscita dal sistema energetico basato sui combustibili fossili avverrebbe con un guadagno netto in termini di costi e di sicurezza di approvvigionamento visto che si tratta di una griglia produttiva estremamente decentrata e meno esposta ai rischi di black out. La seconda frontiera innovativa che ad Arezzo stanno cercando di percorrere è il «solar cooling»: un apparente ossimoro che nasconde la possibilità di trasformare il caldo in freddo attraverso sistemi ispirati al principio delle pompe di calore. In questo caso per la prima volta viene usato l’idrogeno. Il calore di scarto delle fuel cell alimentate con l’idrogeno e il calore proveniente dai pannelli solari termici a tubi sotto vuoto vengono immessi in una macchina frigorifera ad assorbimento che cattura questo calore e, attraverso un processo basato su una forte evaporazione di un liquido composto da acqua e bromuro di litio, consente la produzione di acqua fredda da utilizzare per gli impianti di aria condizionata. Il salto innovativo è dato dalla miniaturizzazione che ha permesso di arrivare a costruire una macchina grande come una grossa lavatrice che soddisfa le necessità di condizionamento di una casa di cento metri quadrati.

La nuova applicazione aumenta l’efficienza complessiva del ciclo dell’idrogeno che avrebbe così quattro utilizzazioni: materia prima industriale, vettore energetico, gas domestico, carburante per i trasporti. Il Comune di Arezzo ci crede e sta già predisponendo nella nuova rotonda di Olmo, vicino all’Hydrolab della Fabbrica del Sole, le opere necessarie ad allargare la rete di infrastrutture necessaria a consentire un più ampio uso anche domestico dell’idrogeno. Ma non è solo la Toscana a guardare con interesse allo sviluppo dell´idrogeno. Gli esperti della Fabbrica del Sole sono stati chiamati in Cina per studiare la possibilità di costruire altri idrogenodotti. Il Giappone ha scommesso sull’idrogeno 20 miliardi di euro nel periodo 2006–12. Il Parlamento europeo ha deciso di realizzare, entro il 2025, una capillare rete infrastrutturale per utilizzare questo gas. E in Puglia entro un anno entreranno in funzione cinque distributori di idrometano, una miscela formata dal 30 per cento di idrogeno e dal 70% di metano, che potrà essere utilizzato dalle macchine a metano.

Come sciogliere il nodo di costi e inquinamento

di Giovanni Giacometti *

Le speranze nell’idrogeno sono all’ordine del giorno. Si racconta la storia ottimistica di un mondo libero da combustibili fossili in cui l’energia viene prodotta in modo efficiente e utilizzata sotto forma di idrogeno. Ci sono investimenti cospicui, negli Usa, in Giappone, in Europa, per l’immagazzinamento, la distribuzione e l’utilizzo. Il problema è che l’idrogeno in uso è per il 95% di origine fossile, prodotto dal gas naturale o dalla benzina con il processo chimico del reforming. Gli impianti petrolchimici producono tonnellate di idrogeno che viene poi utilizzato per scopi industriali. Il reforming utilizza catalizzatori al platino e richiede una quantità di energia maggiore di quella che si ritrova nell’idrogeno prodotto, rilasciando 3 tonnellate di anidride carbonica per ognuna di idrogeno. I problemi di inquinamento si trasferiscono dal luogo dell’utilizzo a quello della produzione.

L’alternativa per un idrogeno pulito è produrlo con fonti rinnovabili, essenzialmente il solare. Molti considerano la possibilità di produrne con l’elettrolisi dell’acqua usando elettricità: ma non è che la trasformazione di una forma già nobile di energia in un’altra.

E’ invece interessante una possibilità meno nota che coinvolge i più efficienti produttori di idrogeno che esistono: "i batteri". Persino l'Escherichia coli che vive nell’intestino. Più di un miliardo di anni fa, gli antichi batteri svilupparono la capacità di usare il ferro e il nickel per fabbricare l’idrogeno dall’acqua. Avevano incorporato i metalli in enzimi speciali (proteine che in generale funzionano da catalizzatori biologici) che vanno sotto il nome di Idrogenasi e che i biochimici conoscono sia nella loro struttura molecolare che nel meccanismo della loro funzione. Quest’ultima consiste nell’utilizzare elettroni ad energia elevata, prodotti dal normale metabolismo del batterio, per ridurre i protoni dell’acqua ad idrogeno molecolare, il gas delle nostre speranze. Nel caso dei batteri fotosintetici, invece, quelli che formano il plancton, il compito di dare l’energia necessaria agli elettroni è affidato alla luce del sole. Nel processo fotosintetico, lo stesso che avviene nelle piante, questi elettroni ad alta energia sono utilizzati per la riduzione dell’anidride carbonica a zuccheri e ad altre specie molecolari che vengono poi usate come fonte di energia dagli esseri viventi. Ecco come, dalla conoscenza di ciò che avviene in natura, si stanno sviluppano in tutto il mondo ricerche di base che se avessero successo sarebbero in grado di cambiare l’economia della produzione dell’idrogeno in modo straordinario.

*Accademico dei Lincei, già ordinario di Chimica Fisica all’Università di Padova.

Fonte: www.repubblica.it supplemento Affari&Finanza 15 giugno 2008