Metti l´idrogeno nel motore e appare un mondo nuovo
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di Adriano Sofri

[da la Repubblica di oggi]

Dopo aver letto il bel dossier sull´Occidente che andrà a idrogeno (Repubblica, 17 giugno) mi è venuta voglia di scrivere anch´io sul futuro dell´idrogeno. Il fatto è che io sono del tutto profano di idrogeno, e abbastanza destituito di futuro. Però ho pensato che, futuro a parte, la gran maggioranza delle persone condivide la mia incompetenza, e tuttavia si pone domande impegnative. E Rubbia ha altro da fare, spero, che leggere i miei articoli.

Dunque, usciremo dall´era del dannato petrolio? È possibile scientificamente? E se lo è, quali inconfessabili interessi intralciano il passaggio? E se l´energia ricavata dall´idrogeno è pulita, non rischierà di portare altri guai: esplodendo, magari, come la bomba atomica, o il dirigibile Hindenburg? Eccetera. Ho provato a farmene un´idea, ed ecco che cosa ne ho ricavato.
Prima di tutto, le parole che ho appena scritto: «L´energia ricavata dall´idrogeno», sono un errore blu. L´idrogeno non è una fonte, ma un vettore di energia: l´energia che lo produrrà potrà essere il vecchio petrolio, o un´energia nuova, quella solare soprattutto. La distinzione circoscrive l´inevitabile sospetto sull´interesse di petrolieri e automobilisti a boicottare la rivoluzione dell´idrogeno. I petrolieri possono trovare conveniente buttarsi nella corsa, e gli automobilisti lo fanno già: in particolare, in Germania. La Bmw si è molto impegnata in questo campo e l´aeroporto di Monaco ha per primo installato un distributore per rifornire con idrogeno gli autobus Man.
L´atomo di idrogeno è il più semplice e il più leggero di tutti gli atomi, contiene solo un protone ed un elettrone; ed è anche il più abbondante nell´universo. A sua volta la molecola di idrogeno, formata da due atomi, è la molecola più semplice e più leggera. La sua leggerezza può tornare utile. Alle temperature ordinarie l´idrogeno è un gas (solo a bassissime temperature ha forma liquida o solida) ed è privo di colore, di odore e di sapore. Al contrario di quel che si potrebbe pensare, per un gas la mancanza di odore non è un vantaggio: l´odore gli deve essere aggiunto perché si possano avvertire eventuali perdite. Si fa così con il metano distribuito nelle reti cittadine e con il gas in bombola.
La terra è piena di atomi di idrogeno. Ogni molecola d´acqua ne contiene due, ogni molecola di ammoniaca tre, ogni molecola di metano quattro; in gran numero stanno nella materia organica perché sono parte essenziale del ciclo della vita. La molecola di idrogeno è invece rara. Per questo l´idrogeno non è una fonte, ma un vettore di energia. Fonti sono il carbone, il petrolio, l´energia nucleare, solare, geotermica, eolica, idraulica... Vettore di energia è l´elettricità: grandi quantità di energia elettrica non si trovano facilmente in natura, ma è molto comodo trasformare in elettricità l´energia di un´altra fonte, per portarla con la rete fino al luogo di utilizzo e qui ritrasformarla nella forma desiderata: calore, luce, movimento.... Finora l´elettricità è il vettore energetico principe. Ha però un inconveniente: è facile da trasportare, ma è più difficile da immagazzinare. Le batterie sono costose e pesanti, vanno bene per un telefonino, meno quando si ha che fare con un´automobile o un aereo. L´idrogeno mira a integrare la catena. Può essere prodotto, ad esempio estraendolo dall´acqua, poi può essere immagazzinato e trasportato (e qui sta il centro degli studi attuali), e infine trasformato in un´altra forma di energia. Se lo si vuole usare per far andare un´automobile, la catena prevede ancora un passaggio. Una cella a idrogeno trasforma l´energia dell´idrogeno in energia elettrica, trasformata poi in energia meccanica da un motore elettrico. Dunque una parte importante degli studi sull´idrogeno riguarda il miglioramento delle celle a idrogeno, che le renda più efficienti, leggere, durevoli e meno costose.
Senza la distinzione fra fonti e vettori di energia non si capirebbe perché l´Islanda sia così impegnata sul fronte dell´idrogeno. Ha tanta energia geotermica da potersi disinteressare ad altre fonti. Ma siccome non è semplice mandare i veicoli con i geyser, con la geotermia si può piuttosto produrre idrogeno da mettere nel serbatoio del furgone del latte.
Se appunto si rendesse efficiente l´immagazzinamento dell´idrogeno, si otterrebbe un vantaggio netto sull´elettricità. Le alternative sono tre. L´idrogeno può essere immagazzinato in forma gassosa, come si presenta naturalmente. Ma per averne adeguate quantità in volumi non eccessivi bisogna comprimerlo molto e questo richiede bombole robuste, quindi pesanti. Si può ricorrere alla forma liquida (LH2 è la sigla dell´idrogeno liquido), raffreddandolo a bassissima temperatura. C´è però una spesa energetica per la liquefazione e poi i serbatoi vanno rigorosamente isolati, in pratica devono essere degli ottimi thermos, e continuamente raffreddati. Alla refrigerazione contribuisce l´evaporazione dell´idrogeno liquido, che però ne provoca un consumo. La terza alternativa pare promettente, ma è agli inizi. Si tratta di far assorbire grandi quantità di idrogeno da un materiale solido, per esempio grafite, che funziona come una spugna, per poi rilasciarlo al momento opportuno. L´idrogeno è minuto e si incastra bene in tutti i buchi.
Il ciclo dell´idrogeno non è inquinante: si scinde l´acqua consumando energia per estrarne idrogeno e ossigeno. Poi, all´utilizzo, l´idrogeno si ricombina con l´ossigeno producendo acqua ed energia. C´è però quella domanda allarmata: l´idrogeno è pericoloso? Ma se pensiamo alla bomba all´idrogeno siamo per fortuna completamente fuori strada: questa reazione nucleare avviene spontaneamente nelle stelle, non sulla terra. Qui da noi per farla avvenire c´è bisogno delle impervie tecnologie che realizzino l´arricchimento isotopico e le altissime temperature e pressioni necessarie. Altrimenti l´idrogeno non dà reazioni nucleari, e tutt´al più, per incidente, può bruciare come qualsiasi altro combustibile. Non esplose ma si incendiò nel 1937 il dirigibile Hindemburg, pieno di idrogeno, e dette un colpo fatale all´impiego di quelle aeromobili. Una grande fiammata divampò nel cielo del 28 gennaio 1986, quando bruciò il serbatoio LH2 della navicella Challenger. Ma né per il dirigibile né per la navicella l´incendio si sviluppò dall´idrogeno. Fra le 97 persone a bordo dell´Hindemburg 33 persone morirono per la caduta a terra e 2 per le ustioni provocate dal gasolio, che alimentava i motori e che bruciò per ore. Nessuna vittima si ebbe per le fiamme dell´idrogeno che si diressero verso l´alto e si esaurirono in brevissimo tempo. La leggerezza dell´idrogeno è infatti preziosa in caso di incidente. In Germania sono stati fatti esperimenti per confrontare gli effetti della rottura di un serbatoio di idrogeno con quella di uno di gas propano, comunemente usato sui veicoli. L´idrogeno se ne va subito in alto, lontano da possibili sorgenti di incendio, mentre il propano ristagna a lungo al suolo e può riempire locali e cavità. Oggi è proibito tenere veicoli a gas nelle autorimesse. Una fuga potrebbe saturare l´ambiente e provocare esplosioni. Nel caso dell´idrogeno basta qualche bocca di aerazione nel soffitto per scongiurare il pericolo. Solo un timore sembra aver fondamento: l´uso massiccio di idrogeno potrebbe aumentare la presenza di questo gas negli alti strati dell´atmosfera con effetti negativi sul ciclo dell´ozono.
Quanto alla produzione dell´idrogeno, la prospettiva più affascinante è di usare l´energia solare. Prendiamo la Toscana: immaginando un´efficienza del 10 per cento, basterebbe l´energia solare che investe un quadrato di 12 Km di lato per coprire il fabbisogno energetico dell´intera regione. Nelle zone desertiche l´insolazione è molto maggiore e basterebbe una piccola porzione di uno dei grandi deserti per dare energia pulita e rinnovabile a tutto il pianeta. Se l´idrogeno verrà usato su larga scala, per un lungo periodo lo si otterrà ancora dagli idrocarburi: petrolio e metano. Dunque ancora a costo di produrre anidride carbonica, il gas dell´effetto serra, benché con un migliore rapporto fra energia ottenuta e gas serra prodotto. E l´anidride carbonica potrebbe essere recuperata e non rilasciata nell´atmosfera. È la via americana, che Rubbia con vegetariana indulgenza definisce "né carne né pesce".
La produzione su larga scala dell´idrogeno dall´energia solare è per ora una lontana speranza, ma magnifica. Se avessi un futuro, lo investirei lì, un posto al sole, e senza chiedere interessi. Che i petrolieri non intralcino la strada, e neanche i persuasi che tutto il male del mondo venga dalla maledetta fame di petrolio. Dopotutto, se si lasceranno perdere le caverne di oro nero e si punterà all´insolazione dei deserti, il paese strategico diventerà - indovinate: l´Arabia Saudita!