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Spina dorsale dell’Idrogeno europeo (EHB) – Mappa, Corridoi e Costi
Che cos’è la Spina dorsale dell’Idrogeno europeo (EHB)?
Si prevedeva che l’idrogeno avrebbe avuto un ruolo notevolmente più ampio nella nostra infrastruttura energetica da tempo. In generale, non si è ancora concretizzato, con i veicoli elettrici a batteria (BEV) che hanno fatto progressi molto più rapidi rispetto ai sistemi basati sull’idrogeno.
Lo stesso vale per lo stoccaggio dell’energia, con reti elettriche più dense, pacchi batteria e altre forme di accumulo energetico come l’idroelettrico a pompaggio che si sono sviluppate meglio dell’idrogeno.
Una ragione chiave è che l’infrastruttura energetica deve essere diffusa, efficiente e densa per avere senso economico. Le reti elettriche erano già in grado di accogliere più veicoli elettrici e macchinari per sostituire i combustibili fossili, mentre l’idrogeno richiedeva un’infrastruttura completamente nuova.
È, in gran parte, per risolvere questo problema che è stato avviato in Europa un nuovo megaprogetto massiccio: l’iniziativa European Hydrogen Backbone (EHB).
Questa iniziativa riunisce 33 operatori di infrastrutture energetiche, sostanzialmente uno per ogni paese dell’UE e paesi limitrofi (include anche Norvegia, Svizzera, Regno Unito e Ucraina).
Fonte: EHB
L’obiettivo è sviluppare un piano infrastrutturale paneuropeo per una rete dedicata al trasporto di idrogeno, con trasporto e stoccaggio dell’idrogeno.
Perché l’Europa ha bisogno dell’idrogeno (oltre batterie e reti)
Se le batterie e i veicoli elettrici sono finora stati in prima linea nell’elettrificazione e nella sostituzione dei combustibili fossili, hanno anche alcune limitazioni.
Una è che l’elettricità è molto difficile da immagazzinare in grandi quantità. Se volessimo davvero conservare solo pochi giorni di produzione elettrica a scala UE, avremmo bisogno di centinaia di volte più batterie rispetto a quelle attualmente installate E in progetti.
Un’altra è che non tutte le applicazioni dei combustibili fossili possono essere facilmente sostituite dall’elettricità. Il trasporto marittimo a lunga distanza richiede un combustibile più denso di quello che le batterie possono fornire, così come il trasporto aereo. Diverse industrie necessitano anche di calore molto intenso che solo il gas naturale (o l’idrogeno) può fornire, come la metallurgia, la produzione di prodotti chimici, ecc.
Allineare produzione, stoccaggio e domanda
Poiché l’idrogeno è un prodotto completamente nuovo, non può fare affidamento sulle infrastrutture esistenti usate per trasportare petrolio, gas o elettricità, almeno non su larga scala.
Ciò è particolarmente importante poiché i potenziali siti di produzione di idrogeno sono idealmente situati vicino a fonti abbondanti di acqua e a siti di produzione di energia rinnovabile. Questi potrebbero non essere le location migliori per lo stoccaggio dell’idrogeno, o dove la domanda di consumo di idrogeno è presente.
Pertanto, è necessario un trasporto efficiente dell’idrogeno dalla produzione allo stoccaggio e dallo stoccaggio ai consumatori.
Come verrà spostato l’idrogeno: gasdotti, camion e navi
L’idrogeno può essere trasportato in due forme: come gas compresso o liquido. L’idrogeno liquido ha più senso per il trasporto su lunghe distanze o tra continenti, poiché riduce il volume richiesto a bordo di una nave.
Tuttavia, per il trasporto su lunghe distanze via terra, la forma gassosa è preferita, poiché la liquefazione consuma una parte significativa dell’energia immagazzinata nell’idrogeno, rendendo la sua viabilità economica complessiva peggiore.
Per l’ultimo tratto di trasporto, soprattutto per veicoli o esigenze industriali più piccole, il trasporto su camion è probabilmente una buona opzione per rifornire serbatoi locali presso stazioni di rifornimento e siti di produzione.
Tuttavia, per lunghe distanze, la naturale e relativamente bassa densità del gas idrogeno lo rende un’opzione molto migliore da trasportare tramite gasdotti.
A questo proposito, si può notare che l’idrogeno si trova in una situazione simile al gas naturale, che tende a essere significativamente più costoso nella sua forma LNG. Tuttavia, a differenza del gas naturale, la cui disponibilità è legata alla geologia, l’idrogeno può essere praticamente prodotto ovunque sia disponibile energia, dal clima soleggiato della Spagna al vento del Mare del Nord.
In definitiva, se il LNG americano si dimostra un’alternativa al gas russo per l’Europa, l’unica opzione domestica che è sia conveniente sia adatta per lo stoccaggio energetico e le esigenze industriali sarebbe l’idrogeno prodotto localmente.
Sviluppo dell’EHB: Roadmap 2030 e 2040
Una visione paneuropea
L’obiettivo finale dell’EHB è allontanarsi dall’approccio “cluster dell’idrogeno” finora favorito, verso una rete globale di idrogeno che attraversa l’intero continente. Questo cambiamento dovrebbe generare risparmi per 330 miliardi di euro, consentendo lo stesso livello di produzione e utilizzo dell’idrogeno.
Un fattore chiave dietro i risparmi è che, consentendo una maggiore connettività, la European Hydrogen Backbone ridurrà la necessità di stoccaggio e ridondanza. Per esempio, se la produzione in una settimana senza vento è ridotta per il cluster del Mare del Nord, la produzione da un impianto solare nel sud Europa può essere inviata al Nord.
L’obiettivo è produrre 20 milioni di tonnellate (Mt) di idrogeno all’anno, o l’equivalente di 665 terawattora (TWh) di energia.
Fonte: EHB
Dovrebbe essere organizzato attorno a pochi sotto-corridoi di idrogeno:
- Una rete principale e densa centrata intorno ai Paesi Bassi e collegata ai parchi eolici del Mare del Nord.
- Un blocco franco-spagnolo che si sposta verso nord lungo la valle del Rodano e collega Parigi e la valle del Reno.
- Una connessione polacco-baltico-scandinava che collega il Nord dell’Europa al resto del continente.
- Una linea italo-austriaca che collega questi paesi alla rete tedesca, e potenzialmente anche al Nord Africa.
- Una linea greca e balcanica che collega al resto d’Europa.
Fonte: EHB
In ciascuno di questi corridoi, alcune aziende selezionate contribuiranno alla costruzione e gestione della European Hydrogen Backbone.
Fonte: EHB
Nel complesso, la domanda più elevata è prevista per la regione dell’Europa centrale, seguita dal Mare del Nord (Regno Unito, Irlanda, Norvegia, Danimarca) e da Francia-Spagna-Portogallo.
Fonte: EHB
Il piano identifica non solo il possibile percorso per i gasdotti di idrogeno, ma anche i siti naturali potenzialmente utilizzabili per lo stoccaggio dell’idrogeno, siano essi caverne saline, acquiferi o giacimenti di gas esauriti (la maggior parte dei quali si trovano in Francia, Spagna, Italia e Germania).
Fonte: EHB
2030 a 2040
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| Traguardo | Totale gasdotti (km) | Riutilizzati (km) | Quota riutilizzati |
|---|---|---|---|
| Rete 2030 | 32,616 | 16,864 | 51.7% |
| Rete 2040 | 57,662 | 34,290 | 59.5% |
Per il 2030, il progetto prevede la creazione delle prime strutture che collegano la maggior parte dei paesi europei per il trasporto di idrogeno, utilizzando un mix di nuovi gasdotti e gasdotti riutilizzati.
La lunghezza totale dei gasdotti entro il 2030 sarebbe di 32.616 km (20.266 miglia), di cui 16.864 km (10.478 miglia) sarebbero riutilizzati.
Fonte: EHB
Entro il 2040, l’obiettivo è densificare ulteriormente questa rete, in particolare con una rete densa costruita su Polonia, Svezia, Balcani e la costa orientale francese, più gasdotti all’interno del Regno Unito e collegati ad esso, e un gasdotto che attraversa la Svizzera.
Fonte: EHB
La lunghezza totale dei gasdotti entro il 2040 sarebbe di 57.662 km (35.829 miglia), di cui 34.290 km (21.306 miglia) sarebbero riutilizzati.
Entrambe queste stime sono i numeri rivisti che ammettono che l’uso del gas naturale dovrà protrarsi più a lungo rispetto a quanto stimato inizialmente, a causa dell’invasione russa dell’Ucraina.
A causa di questi sviluppi e dell’importanza crescente di mantenere la sicurezza dell’approvvigionamento, diversi gasdotti di gas naturale attualmente in funzione saranno utilizzati più a lungo del previsto, spiegando perché una gran parte della crescita prevista deriva da gasdotti di idrogeno di nuova costruzione.
Oltre la produzione europea
Il piano non considera solo la produzione dei paesi europei, ma anche le abbondanti risorse di energia rinnovabile che potrebbero essere sfruttate dai loro vicini.
Quindi include anche un calcolo per la costruzione di una capacità di elettrolizzatori in Nord Africa di 24 GW e 8 GW in Ucraina, da sviluppare entro il 2030.
Ulteriori produzioni e connessioni potrebbero essere considerate con altri paesi, in particolare, ad esempio, Turchia, Israele, o anche Egitto e gli stati del Golfo.
L’importazione di idrogeno liquefatto potrebbe anche essere una possibilità, a seconda dell’innovazione tecnologica che riduce il costo dell’idrogeno (sia costi più bassi dell’energia rinnovabile sia costi più bassi di produzione dell’idrogeno), e il collegamento della European Hydrogen Backbone alla maggior parte dei principali porti europei tiene conto anche di questa opzione.
Costi: Gasdotti vs. Linee elettriche, Gas e LNG
Confrontato con le linee elettriche
Spostare il sistema energetico europeo dal combustibile e gas all’idrogeno potrebbe avere molto senso dal punto di vista della lotta al cambiamento climatico e del recupero di maggiore indipendenza energetica non solo dalla Russia, ma anche dagli USA.
Tuttavia, funzionerà solo se ha senso dal punto di vista economico e può competere equamente con altre forme di approvvigionamento energetico, inclusa l’alternativa verde di reti rinforzate e veicoli elettrici.
La prima parte confronta il costo del trasporto di energia usando le linee elettriche.
Fortunatamente, i gasdotti di idrogeno, sebbene siano infrastrutture massicce, utilizzano meno materiali rari rispetto alle linee elettriche e ai trasformatori (che richiedono rame), risultando in un costo molto più basso per “TWh” trasportato, tra 2-4 volte più economico per i nuovi o riutilizzati (da gasdotti) gasdotti di idrogeno rispetto alle linee elettriche aeree.
L’impronta è anche un fattore importante per un progetto di questa scala. L’idrogeno è qui più denso di energia rispetto alle linee elettriche, con un gasdotto che trasporta fino a 4 volte più energia.
Fonte: EHB
Confrontato con Gas e LNG
Qui il confronto è un po’ più complicato, poiché dipende molto dal prezzo attribuito al cambiamento climatico e alle emissioni di carbonio.
Nel complesso, è probabile che il gas naturale trasportato via gasdotto sia più economico per ora. Ciò perché il costo di trasporto è simile, e la produzione di idrogeno tende ancora a essere più costosa rispetto al gas naturale (escludendo le tasse sul carbonio).
Confrontato con il LNG, la situazione è un po’ meno chiara, poiché richiede sia un gasdotto per il trasporto interno sia impianti di rigassificazione da costruire in Europa. Inoltre, il costo delle strutture di liquefazione negli USA o in Qatar, e l’energia persa nella liquefazione, rendono questo gas più costoso.
Quindi, finché il gas naturale abbondante non è disponibile tramite gasdotti, realisticamente accessibile solo dalla Russia, scenario improbabile al momento, la European Hydrogen Backbone ha senso rispetto alla fornitura di LNG, anche senza considerare le emissioni di carbonio.
Inoltre, la maggior parte dei soldi spesi per la produzione domestica di idrogeno e la logistica saranno iniettati nell’economia dell’UE, contribuendo a ridurre i deficit commerciali guidati dalle importazioni di energia.
Unificare i mercati energetici europei
Un impatto significativo della European Energy Backbone saranno i benefici economici per i progetti di energia rinnovabile. Man mano che la percentuale di energia verde nella rete aumenta, il problema della sovrapproduzione in periodi di bassa domanda sta crescendo.
Ciò può portare a una grande quantità di elettricità prodotta durante periodi ventosi o soleggiati a finire sprecata, perché la rete elettrica locale non può utilizzarla in quel preciso momento.
Una grande capacità di generazione di idrogeno potrebbe aiutare ad assorbire localmente questo surplus di produzione e poi trasportarlo a basso costo verso un’area che non sta producendo abbastanza in quel momento.
Ciò sarà probabilmente particolarmente importante per riequilibrare la domanda tra Sud e Nord dell’Europa:
- Giorni invernali senza sole al nord possono assorbire la buona produzione solare dei paesi meridionali.
- Settimane tempestose al nord durante periodi di cattivo tempo possono aiutare a compensare la bassa produzione solare in tutto il continente.
I corridoi che collegano regioni con abbondanti risorse di energia rinnovabile servirebbero così non solo per le importazioni di idrogeno, ma anche a migliorare il sistema energetico integrato collegando diverse fonti rinnovabili, come l’eolico offshore al nord e il solare fotovoltaico al sud.
Lo stesso vale per lo squilibrio tra produzione di energia verde e domanda energetica tra estate e inverno.
In generale, l’estate vede una maggiore produzione di energia rinnovabile, soprattutto grazie al solare, mentre il consumo energetico aumenta in inverno, con giornate più buie, soprattutto per il riscaldamento nel nord Europa.
Poiché l’idrogeno è molto più efficiente energeticamente quando bruciato direttamente rispetto a quando viene riconvertito in elettricità, immagazzinare il surplus solare in estate sotto forma di idrogeno e poi bruciarlo in inverno per il riscaldamento aiuterà a ridurre il problema di mantenere bassa la domanda di gas naturale in inverno, utilizzando invece le rinnovabili.
Quindi, complessivamente, un effetto della European Hydrogen Backbone potrebbe essere quello di rendere i progetti rinnovabili più redditizi, anche quando raggiungono una percentuale sempre crescente della fornitura totale di energia, che altrimenti aumenterebbe la capacità sprecata.
Cosa deve fare l’Europa ora (permessi, finanziamento, integrazione)
I rapporti dell’EHB sottolineano la necessità che i decisori europei agiscano rapidamente nell’implementare questo progetto.
Ciò è in gran parte dovuto al fatto che i 2-3 anni di costruzione di un progetto di idrogeno sono in realtà inferiori al complesso processo di 4 anni necessario per completare tutti i progetti di design e permessi.
Fonte: EHB
Per questo motivo, l’EHB propone alcune azioni chiave che i paesi europei possono implementare il prima possibile:
- Rendendo le normative più chiare, favorendo uno sviluppo più rapido di nuove strutture di idrogeno e di quelle riutilizzate.
- Semplificare e abbreviare le procedure di pianificazione e concessione dei permessi.
- Facilitare l’integrazione delle infrastrutture di idrogeno, gas naturale ed elettricità.
- Sbloccare risorse finanziarie aumentando la flessibilità dei regolatori regionali e tramite eventuali prestiti garantiti dallo Stato.
Conclusione
La European Hydrogen Backbone è forse il progetto europeo più ambizioso finora in termini di sicurezza energetica e transizione verde.
In modo unico, mira a integrare le diverse infrastrutture energetiche dei paesi europei in una visione unificata, piuttosto che nell’approccio frammentario finora prevalente di collegare iniziative verdi separate dei singoli paesi.
Ciò che potrebbe rallentare il progetto rispetto al suo obiettivo dichiarato è la difficoltà nel coordinare un progetto così tra non meno di 33 paesi. Questo può essere particolarmente impegnativo se alcuni paesi chiave non riescono a svolgere efficacemente il loro ruolo, con Francia, Germania e Polonia che sono i principali connettori tra tutti i cinque corridoi di idrogeno costruiti in tutta Europa, e i più cruciali per la loro importanza geografica.
Il finanziamento potrebbe anche rappresentare un ostacolo, poiché la regione europea sta vivendo una prolungata stagnazione economica e sta reindirizzando i bilanci statali non solo verso l’indipendenza energetica ma anche verso la spesa militare.
Investire in un innovatore della European Hydrogen Backbone
Engie / NaTran (ENGI.PA)
Ex‑GRTgaz, e oggi ribattezzata NaTran per illustrare il suo impegno a superare il trasporto di gas naturale, la società fa parte del gigante energetico francese Engie, attivo nella generazione e distribuzione di elettricità, gas naturale, energia nucleare, energia rinnovabile, energia di distretto e nell’industria petrolifera, e possiede il 60,8 % di NaTran.
GRTgaz/NaTran è coinvolta in 3 dei 5 corridoi della European Hydrogen Backbone (Europa occidentale, Mare del Nord, Sud e Centro Europa esclusa la Polonia).
Nel complesso, NaTran gestisce direttamente 32.500 km di gasdotti ad alta pressione in Francia, nonché 14 unità di stoccaggio sotterranee e 4 terminali LNG situati sulla costa francese.
Fonte: NaTran
In totale, la società impiega 3.854 persone e ha trasportato 588 TWh di gas nel 2024.
Quindi NaTran ha una vasta esperienza nella gestione del gas, e ha anche due filiali al di fuori della Francia:
- Elengy, il leader europeo nei servizi di terminali LNG,
- NaTran Deutschland, l’operatore della rete di trasmissione MEGAL che collega la Repubblica Ceca, la Germania, l’Austria e la Francia.
Oltre all’idrogeno, NaTran sta anche promuovendo altre soluzioni alternative di biogas, inclusa la produzione da rifiuti, ad esempio, biogas, pirolisi, gassificazione idrotermale e produzione di e-metano (da idrogeno rinnovabile e CO2 riciclato).
Il gruppo più grande Engie, precedentemente noto come GDF Suez, è un gigante energetico e una delle prime 10 società francesi quotate in borsa, classificate per fatturato. Il gruppo è il risultato della fusione tra GDF (“Gas De France” – Gas francese) e Suez SA (attiva nella fornitura e trattamento dell’acqua, nella gestione dei rifiuti e nell’energia) nel 2006, rendendolo, all’epoca, la seconda più grande utility al mondo.
Dalla fusione, Engie ha acquisito altre società di utility come International Power (con attività in ) per formare Engie Energy International, la società francese di energia solare Solairedirect, la società di stoccaggio di batterie con sede a Houston, Broad Reach Power, nonché il 90 % di Transportadora Associada de Gás (TAG), il più grande proprietario del sistema di trasmissione di gas naturale del Brasile nel 2019.
Fonte: Engie
Con l’espansione di NaTran nell’idrogeno e il suo ruolo chiave nel progetto European Hydrogen Backbone, e le acquisizioni nell’ultimo decennio, Engie è una società di utility di gas naturale e energia elettrica che abbraccia fermamente la transizione energetica, diventando non solo un leader francese ma anche internazionale nelle forme di energia a basse emissioni di carbonio, inclusi biogas, idrogeno e nucleare.
