L'industria cinese dell'idrogeno passa alla commercializzazione su larga scala

di Yu Sinan, Quotidiano del Popolo

A Kuqa, città della Regione Autonoma Uigura dello Xinjiang, file di pannelli solari si estendono attraverso il deserto del Gobi. L'energia verde da essi generata percorre oltre 20 chilometri fino a un impianto di produzione di idrogeno, dove viene utilizzata per elettrolizzare l'acqua e ottenere idrogeno. Quest'ultimo viene poi convogliato tramite condutture verso un'azienda di raffinazione e chimica per il suo utilizzo.

L'impianto in questione è il progetto pilota di idrogeno verde Sinopec Xinjiang Kuqa, il primo impianto cinese di produzione di idrogeno da fonte fotovoltaica a raggiungere una capacità di 10.000 tonnellate. Avviato il 30 giugno 2023, il progetto integra le fasi di produzione, stoccaggio, trasporto e utilizzo dell'idrogeno. Sfruttando l'abbondante energia solare della regione, produce idrogeno verde direttamente dall'energia fotovoltaica e lo fornisce alla Tahe Refining & Chemical Company, una sussidiaria di Sinopec, il più grande gruppo cinese di raffinazione petrolifera. L'idrogeno verde sostituisce il gas naturale precedentemente impiegato nel processo di raffinazione del petrolio.

"Se il progetto operasse a pieno regime, potrebbe ridurre le emissioni di anidride carbonica di circa 485.000 tonnellate all'anno", ha affermato Li Ruixia, responsabile del dipartimento di gestione dell'energia a idrogeno presso Sinopec Star New Energy Co., Ltd. Li ha sottolineato che il progetto è operativo in modo sicuro e costante da oltre tre anni, dimostrando la fattibilità di applicazioni industriali su larga scala dell'idrogeno verde.

L'idrogeno è una fonte di energia secondaria abbondante, a basse emissioni di carbonio e caratterizzata da un'ampia gamma di applicazioni. La produzione di idrogeno rappresenta il primo anello della filiera industriale del settore. In base ai metodi di produzione e alle relative emissioni di carbonio, l'idrogeno viene generalmente classificato in tre categorie: idrogeno grigio, derivato da combustibili fossili come carbone e gas naturale e associato a elevate emissioni di carbonio; idrogeno blu, anch'esso prodotto da combustibili fossili ma tramite tecnologie più complesse e costose in grado di catturare le emissioni; e idrogeno verde, prodotto mediante elettrolisi dell'acqua utilizzando energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili, come l'eolico e il solare.

L'idrogeno costituisce una materia prima industriale essenziale nella raffinazione del petrolio. Sostituire l'idrogeno grigio e blu convenzionale con l'idrogeno verde può aprire nuove prospettive di crescita per l'industria dell'idrogeno, sostenendo al contempo la transizione a basse emissioni di carbonio del settore petrolchimico. Il potenziale dell'idrogeno verde si estende oltre il settore della raffinazione a comparti quali la siderurgia, la produzione di energia e i trasporti. Presso la Zona di sviluppo economico di Linyi Lingang, nella città di Linyi (provincia dello Shandong, Cina orientale), una linea dimostrativa di altoforno a tino alimentato a idrogeno puro, gestita dal China Iron & Steel Research Institute Group Co., Ltd., ha completato l'intero ciclo di produzione di ferro ad alta purezza utilizzando la tecnologia metallurgica basata sull'idrogeno puro. L'impianto ha raggiunto una produzione regolare di ferro preridotto con un tasso di metallizzazione superiore al 96%, oltre a realizzare produzioni sperimentali in lotti di ferro ad alta purezza di grado 3N (99,9%).

Quando l'idrogeno viene utilizzato per ridurre l'ossido di ferro, i principali sottoprodotti sono ferro metallico e vapore acqueo; ciò significa che i gas di scarico dell'altoforno a tino alimentato a idrogeno puro non contengono emissioni nocive e riducono significativamente l'impatto ambientale. Il progetto dimostrativo rappresenta la prima applicazione riuscita in Cina della tecnologia dell'altoforno a tino a idrogeno puro. L'impianto ha operato in modo stabile per oltre 8.000 ore, con un singolo ciclo di funzionamento continuo superiore alle 2.000 ore, dimostrando appieno la propria sicurezza e affidabilità.

L'elevata densità energetica dell'idrogeno lo rende particolarmente adatto al trasporto a lunga distanza; attualmente viene impiegato nel trasporto pubblico, nella logistica a temperatura controllata (catena del freddo) e nel trasporto merci su tratte principali.

Durante i Giochi Olimpici Invernali di Beijing 2022, 200 autobus alimentati a idrogeno, dotati di sistemi a celle a combustibile sviluppati da SPIC Hydrogen Energy (parte della State Power Investment Corporation), hanno garantito il servizio di trasporto per l'evento. I veicoli hanno operato in condizioni impegnative, tra cui basse temperature, nevicate e percorsi montuosi, percorrendo complessivamente oltre 880.000 chilometri e riducendo le emissioni di anidride carbonica di oltre 620 tonnellate; il tutto senza emissioni di carbonio, incidenti o errori operativi per l'intera durata dell'evento.

Entro la fine del 2025, le vendite complessive di veicoli a celle a combustibile a idrogeno in Cina avevano raggiunto quasi 40.000 unità. Le applicazioni di questa tecnologia si sono estese oltre i veicoli passeggeri, includendo autocarri per l'industria mineraria, navi, droni e trasporti ferroviari. Parallelamente, il Paese ha realizzato 574 stazioni di rifornimento di idrogeno, con una capacità di erogazione giornaliera complessiva superiore a 360 tonnellate. Nel settore industriale, l'idrogeno verde ha iniziato a sostituire progressivamente i combustibili convenzionali in alcuni processi di raffinazione e di chimica del carbone, portando la capacità produttiva nazionale di idrogeno verde a circa 250.000 tonnellate.

Tali sviluppi segnalano una transizione più ampia: l'industria cinese dell'idrogeno sta passando dalla fase di dimostrazione tecnologica a quella di diffusione commerciale su larga scala, con un potenziale applicativo in costante crescita.

La crescita costante dell'industria cinese dell'idrogeno riflette sia la crescente domanda di mercato sia l'impatto combinato dell'innovazione aziendale lungo l'intera filiera industriale, sostenuta da politiche governative proattive. Diversi piani nazionali hanno elevato l'idrogeno a priorità strategica: il 15° Piano Quinquennale (2026-2030) lo individua come settore chiave per le industrie del futuro, mentre il piano per la creazione di un nuovo sistema energetico nello stesso periodo lo include nel sistema di approvvigionamento di energia non fossile, fissando l'obiettivo di produrre 2 milioni di tonnellate di idrogeno da fonti rinnovabili.

Dopo anni di sviluppo, la Cina è diventata il principale produttore e consumatore di idrogeno al mondo, vantando una vasta esperienza e solide basi industriali nella filiera di approvvigionamento. Tuttavia, il settore è ancora agli inizi e deve affrontare diverse criticità, tra cui costi di produzione elevati, redditività economica limitata e meccanismi di mercato e di determinazione dei prezzi ancora incompleti: sfide che continuano a ostacolare la diffusione commerciale dell'idrogeno verde.

L'idrogeno verde coniuga i vantaggi dell'energia pulita e dello stoccaggio energetico, rappresentando una via fondamentale per la profonda decarbonizzazione industriale e per il raggiungimento dei duplici obiettivi climatici cinesi: il picco delle emissioni di carbonio entro il 2030 e la neutralità carbonica entro il 2060, ha affermato Li.

Li ha aggiunto che, di pari passo con i progressi tecnologici e la riduzione dei costi nel solare, nell'eolico e in altre forme di energia verde, e con il miglioramento della capacità e delle prestazioni di elettrolizzatori e celle a combustibile, la continua innovazione tecnologica e l'evoluzione dei materiali contribuiranno a ridurre i costi di produzione e utilizzo dell'idrogeno verde, rafforzando al contempo la competitività del settore.

Un autobus a celle a combustibile a idrogeno fa rifornimento presso una stazione nella Zona di sviluppo economico e tecnologico di Jiujiang, a Jiujiang, nella provincia del Jiangxi (Cina orientale). (Foto: Wei Dongsheng)

La prima imbarcazione cinese alimentata a celle a combustibile a idrogeno naviga attraverso le Tre Gole sul fiume Yangtze, a Yichang, nella provincia cinese centrale dello Hubei. (Foto: Liu Junfeng)

Ingegneri assemblano un sistema a celle a combustibile a idrogeno presso un'officina di produzione di un'azienda del settore dell'energia a idrogeno a Lushan, nella provincia del Jiangxi, nella Cina orientale. (Foto: Han Junxuan)