KARLSRUHE/BERLINO (dpa-AFX) - L'espansione della produzione di idrogeno è minacciata dalla mancanza di materie prime, dall'aumento dei prezzi e dalla dipendenza da pochi Paesi esportatori. Secondo gli esperti, per contrastare questa situazione sono necessari ricerca e sviluppo e una precisa pianificazione dell'approvvigionamento.

L'idrogeno sostituirà gradualmente il gas naturale nel corso della transizione energetica. Può essere prodotto scindendo l'acqua in idrogeno e ossigeno. Il processo si chiama elettrolisi. Se è alimentato da energia rinnovabile, viene chiamato idrogeno verde.

Esistono varie forme di elettrolisi. Il problema è che alcune funzionano con elementi chimici come lo scandio e l'iridio, che scarseggiano. Secondo uno studio dell'Agenzia tedesca per le materie prime (Dera), la domanda di scandio nel 2040 potrebbe essere di circa 24 tonnellate in uno scenario molto orientato alla sostenibilità, ovvero più di due volte e mezzo la quantità prodotta nel 2018. Nel caso dell'iridio, le previsioni ipotizzano addirittura una domanda cinque volte superiore, pari a 34 tonnellate.

L'iridio è attualmente considerato insostituibile, afferma Viktoriya Tremareva di Dera. Il metallo prezioso viene estratto principalmente in Sudafrica e in Russia come sottoprodotto di platino e palladio. "È improbabile un aumento significativo della produzione di iridio", afferma Dera. "In caso di perdite di produzione, potrebbero verificarsi drastici aumenti di prezzo, come osservato nel 2021".

Lo scandio, a sua volta, proviene principalmente dalla Cina. Segue anche la Russia, che dopo l'attacco all'Ucraina non è più un partner commerciale appetibile per l'Occidente. Ma il Dera vede più opportunità di estrazione qui - ad esempio in Canada e nelle Filippine.

Tuttavia, sono necessari diversi anni per preparare un giacimento per la produzione e per rendere le materie prime realmente disponibili, afferma Christoph Hilgers dell'Istituto di Geoscienze Applicate del Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Tuttavia, il mercato investe solo quando la domanda è a lungo termine. È allora che si cerca di capire quanto siano serie le intenzioni dell'idrogeno, afferma Hilgers. Per valutare questo aspetto, è necessaria una visione globale. "La Germania è un grande Paese industriale. Ma non si aprono nuovi impianti di stoccaggio solo per un paese".

L'elettrolisi alcalina non richiede metalli rari, afferma Maike Schmidt del Centro per l'energia solare e la ricerca sull'idrogeno del Baden-Württemberg. Tuttavia, è necessario il nichel e, prima della guerra in Ucraina, la Germania e l'Europa ne importavano circa il 35-50% dalla Russia. Esistono alternative, ma la lavorazione del nichel è concentrata in Cina. "Questo può portare a nuove dipendenze geopolitiche, che non rappresentano un collo di bottiglia acuto, ma che devono essere monitorate.

La scarsità minaccia l'aumento dei prezzi delle materie prime e, di conseguenza, l'aumento dei costi degli elettrolizzatori - impianti per l'elettrolisi - e dell'idrogeno. "Al momento non è possibile prevedere l'entità di questi aumenti", afferma Schmidt. Tuttavia, la ricerca e lo sviluppo per ridurre l'uso di materie prime critiche dovrebbe contrastare questo scenario.

Ciò include l'utilizzo di meno iridio nella cosiddetta elettrolisi a membrana con elettrolita polimerico. "Altre tecnologie per la produzione di idrogeno, come i processi di pirolisi, sono in fase di sviluppo", afferma Schmidt, "ma sarebbero in grado di sostituire solo in minima parte la tecnologia dell'elettrolisi in una futura produzione di idrogeno su larga scala e a impatto climatico zero".

Sono in corso anche ricerche sui sostituti dell'iridio, spiega il geologo Tremareva di Dera. Inoltre, può essere riciclato bene e potrebbe essere utilizzato in futuro per più componenti con un carico minore. "Prevediamo che le attività di ricerca per migliorare l'economia degli elettrolizzatori ad acqua avranno un effetto complessivamente positivo sulla futura domanda di materie prime potenzialmente critiche".

Claudia Nehring di Siemens Energy, in qualità di produttore di elettrolizzatori, spiega: "Per l'avvio dell'economia dell'idrogeno, è importante costruire catene di approvvigionamento solide e avviare la produzione di massa con i fornitori". Siemens Energy si affida agli acquisti strategici e si avvale di un'ampia base di fornitori globali, ad esempio. L'efficienza dei prodotti viene continuamente aumentata e l'uso dei materiali migliorato. Circa il 90% delle materie prime potrebbe essere riutilizzato.

Tuttavia, il ricercatore del KIT Hilgers ha chiarito che il riciclaggio richiede anche temperature elevate e molta energia. Gli scavi per la ricerca dei metalli lasciano buchi nel terreno. Questi aspetti vengono talvolta tralasciati quando si parla di tecnologia verde ed energie rinnovabili./kre/DP/stk