Il documento di quest’anno Future Energy Scenarios (FES 2021) descrive quattro possibili scenari per la decarbonizzazione dell’energia entro il 2050. Nel Regno Unito, tre di questi scenari raggiungono l’obiettivo di zero emissioni nette di carbonio entro il 2050. Questo è molto promettente. Tuttavia, questi scenari richiederanno soluzioni di sistema complesse e/o cambiamenti consapevoli nello stile di vita della nostra società.

Tenendo presente ciò, ecco alcune delle nostre considerazioni rapide su questi scenari:

Idrogeno

Quali prospettive per il futuro?

Uno degli aspetti più rilevanti del FES 2021 è la prevista dipendenza dall’idrogeno. National Grid Electricity System Operator (NG ESO) stima che, entro il 2035, nei tre scenari a zero emissioni nette saranno necessari tra 2 TWh e 10 TWh di stoccaggio di idrogeno, con una crescita ulteriore negli anni successivi.

Due di questi scenari prevedono anche l’utilizzo di caldaie a idrogeno (alimentate da una rete nazionale di idrogeno) o pompe di calore ibride nella maggior parte delle abitazioni. Si tratta di una grande fiducia riposta nell’idrogeno. Questo non significa che l’idrogeno non possa, non debba o non sarà parte integrante della strategia energetica del Regno Unito. Tuttavia, c’è il rischio di puntare molto su una tecnologia ancora in gran parte da dimostrare.

Produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio

Come sottolineato da Michael Liebreich, servirà tempo (forse decenni) perché l’idrogeno a basse emissioni di carbonio – e in particolare quello ‘verde’ (prodotto tramite energia rinnovabile ed elettrolisi) – possa competere economicamente con l’idrogeno ‘grigio’. L’idrogeno ‘grigio’ viene prodotto tramite reforming del metano senza cattura delle emissioni.

Reforming del metano, gassificazione del carbone e ossidazione parziale del petrolio rappresentano quasi tutta la produzione di idrogeno attuale nel Regno Unito. Nel 2019, l’elettrolisi era responsabile solo del 4% della produzione britannica di idrogeno. Anche in questo caso, la maggior parte degli elettrolizzatori è alimentata da combustibili fossili. Negli scenari a zero emissioni nette di NG ESO, la domanda di idrogeno a basse emissioni varia da 34 TWh a 332 TWh entro il 2050. Attualmente, la produzione di idrogeno a basse emissioni è praticamente nulla.

Qual è il piano?

Il Dipartimento per le Imprese, l’Energia e la Strategia Industriale (BEIS) prevede una produzione di 42 TWh di idrogeno a basse emissioni entro il 2030. Tuttavia, analizzando più a fondo il ‘Energy white paper: Powering our net zero future’ (dicembre 2020), emerge un possibile ostacolo. Serviranno ancora test su larga scala per “garantire sicurezza, affidabilità, costi e potenziale di riduzione delle emissioni”. Se anche solo uno di questi aspetti non potrà essere garantito, l’utilizzo dell’idrogeno su larga scala, come previsto negli scenari, potrebbe essere compromesso. FES 2021 sottolinea che attualmente “non esistono regolamentazioni né mercato” per la fornitura di idrogeno su larga scala. In sintesi: molte aspettative, poche certezze.

Gli scenari a zero emissioni nette dipendono tutti, in misura diversa, da un forte incremento della produzione e dello stoccaggio di idrogeno. Secondo FES 2021, esplorare e sbloccare il potenziale dell’idrogeno sarà fondamentale per il raggiungimento dell’obiettivo 2050 del Regno Unito.

Accumulo di energia tramite batterie

Quali prospettive per il futuro?

Con un forte aumento previsto della produzione da eolico e solare in tutti e quattro gli scenari (tra 34 GW e 77 GW necessari entro il 2030), potrebbero essere richiesti fino a 13 GW di nuove capacità di accumulo elettrico per bilanciare i periodi di alta e bassa produzione da rinnovabili. La crescita maggiore è attesa per l’accumulo di energia tramite batterie. Le batterie rappresenteranno la quota maggiore di potenza (GW) tra tutte le tecnologie di accumulo elettrico.

Nei quattro scenari, la capacità prevista delle batterie varia da:

~5 GW a ~13 GW entro il 2030.

~16 GW a ~28 GW entro il 2050.

Perché queste differenze nelle capacità previste?

Lo scenario System Transformation – in cui l’intero sistema dipende molto di più dall’idrogeno – prevede che la capacità di accumulo tramite batterie cresca più lentamente. Sia lo scenario System Transformation sia lo scenario Steady Progression prevedono livelli praticamente identici di capacità di batterie nel 2030 e nel 2050. Quest’ultimo scenario comporta la “decarbonizzazione più lenta credibile”, richiede “minimi cambiamenti comportamentali” e non raggiunge l’obiettivo 2050.

È troppo semplicistico vedere la questione come una “sfida tra idrogeno e batterie”. Ciascuna tecnologia ha proprietà fondamentali diverse, risolve problemi differenti e opererà in mercati diversi.

Lo scenario Leading the Way di NG ESO prevede forti aumenti sia nello stoccaggio/produzione di idrogeno che nella produzione da batterie. Questo scenario porta anche al ritmo di decarbonizzazione più rapido tra tutti e quattro.

In generale, gli scenari energetici di quest’anno indicano un futuro molto positivo, a patto che decisori politici e consumatori siano consapevoli dell’importanza della decarbonizzazione e disposti ad adattarsi di conseguenza. Sarà interessante osservare e confrontare nei prossimi anni e oltre l’evoluzione dell’idrogeno e dell’accumulo di energia tramite batterie.