- INFO POINT
- Di Arianna Andalusi
- Non esiste un solo idrogeno: ecco perché il colore
- La rivoluzione degli elettrolizzatori è appena ini
- Dall'acqua al sole: le nuove frontiere della produ
- Camion, autobus e navi: dove l'idrogeno può fare l
- Le Hydrogen Valleys: l'Italia costruisce la sua re
- I nodi ancora aperti: costi, infrastrutture ed eff
- Una tecnologia destinata a convivere con le altre
Dalla produzione verde ai camion del futuro: tecnologie, ricerca e progetti che stanno ridisegnando l'economia dell'idrogeno
Per molti anni è stato considerato il "combustibile del futuro". Oggi, invece, l'idrogeno è entrato nella fase della sperimentazione industriale su larga scala. Non rappresenta una soluzione universale alla decarbonizzazione, ma sempre più studi concordano sul fatto che potrà svolgere un ruolo decisivo nei settori dove l'elettrificazione diretta risulta difficile o economicamente poco sostenibile. È il caso del trasporto pesante su gomma, del trasporto ferroviario non elettrificato, della navigazione, di alcune applicazioni aeronautiche e soprattutto di industrie energivore come siderurgia, chimica e produzione di fertilizzanti.
Secondo il Global Hydrogen Review 2025 dell' AZIInternational Energy Agency (IEA)ENDA , negli ultimi cinque anni gli investimenti mondiali nell'idrogeno a basse emissioni sono cresciuti rapidamente, sostenuti dalle politiche europee, dall'Inflation Reduction Act statunitense e dai grandi programmi industriali di Cina, Giappone e Corea del Sud. Parallelamente si sta assistendo a un'evoluzione delle tecnologie di produzione, con elettrolizzatori sempre più efficienti, nuovi materiali catalitici e sistemi che sfruttano direttamente energia solare, biomasse e perfino microorganismi.
L'Europa punta a produrre entro il 2030 fino a 10 milioni di tonnellate annue di idrogeno rinnovabile e ad importarne un quantitativo analogo. Anche l'Italia, attraverso il PNRR, ha scelto di investire nelle Hydrogen Valleys, ecosistemi nei quali produzione, distribuzione e utilizzo dell'idrogeno vengono concentrati nello stesso territorio per accelerarne la diffusione.
Tuttavia la vera sfida non riguarda soltanto la quantità di idrogeno disponibile, ma soprattutto la sua sostenibilità ambientale, il costo di produzione e la capacità di utilizzarlo nei comparti dove può offrire vantaggi rispetto alle alternative elettriche. Oggi il settore è in una fase di profonda trasformazione, nella quale ricerca scientifica, industria e politiche energetiche stanno procedendo parallelamente per individuare le tecnologie più promettenti.
Non esiste un solo idrogeno: ecco perché il colore conta
Quando si parla di idrogeno si tende a considerarlo come un combustibile unico. In realtà, dal punto di vista ambientale, la differenza è enorme e dipende esclusivamente dal metodo utilizzato per produrlo.
Attualmente oltre il 95% dell'idrogeno mondiale viene ancora ottenuto da combustibili fossili, principalmente attraverso il reforming del gas naturale. Questo processo produce il cosiddetto idrogeno grigio, largamente utilizzato nelle raffinerie e nell'industria chimica, ma caratterizzato da elevate emissioni di anidride carbonica. Per ogni chilogrammo di idrogeno prodotto possono essere emessi tra 9 e 12 chilogrammi di CO2, rendendo questa tecnologia incompatibile con gli obiettivi di neutralità climatica.
Una prima evoluzione è rappresentata dall'idrogeno blu, ottenuto con lo stesso processo, ma associato a sistemi di cattura e stoccaggio della CO2 (CCS). Sebbene consenta una significativa riduzione delle emissioni, la sua sostenibilità dipende dall'efficienza degli impianti di cattura e dalla disponibilità di siti geologici sicuri per l'immagazzinamento permanente del carbonio. Per questo motivo continua a essere oggetto di un intenso dibattito scientifico.
La soluzione sulla quale si concentrano gran parte degli investimenti europei è invece l'idrogeno verde, prodotto mediante elettrolisi dell'acqua alimentata esclusivamente da fonti rinnovabili. In questo caso non vengono generate emissioni dirette di CO2 e l'impatto ambientale dipende essenzialmente dalla provenienza dell'energia elettrica utilizzata.
Negli ultimi anni si sono affermate anche nuove categorie. L'idrogeno rosa sfrutta elettricità prodotta da centrali nucleari, mentre l'idrogeno turchese deriva dalla pirolisi del metano. In quest'ultimo processo il carbonio non viene emesso sotto forma di anidride carbonica, ma separato come carbonio solido, potenzialmente riutilizzabile nell'industria. Diversi istituti di ricerca europei stanno valutando questa tecnologia come possibile soluzione di transizione, anche se rimane legata all'impiego del gas naturale.
Esiste infine il cosiddetto idrogeno bianco, presente naturalmente nel sottosuolo terrestre. Negli ultimi due anni importanti giacimenti sono stati individuati in Francia, Australia, Stati Uniti e Africa occidentale. La possibilità di estrarre direttamente questo idrogeno naturale è ancora in fase di studio, ma potrebbe modificare profondamente il mercato nel prossimo decennio.
La crescita dell'idrogeno verde: sfide e prospettive
Secondo l'IEA, la produzione mondiale di idrogeno a basse emissioni è destinata ad aumentare rapidamente, ma rimane ancora marginale rispetto alla domanda complessiva. Il vero obiettivo dei prossimi anni sarà ridurre il costo dell'idrogeno verde, oggi ancora superiore rispetto alle produzioni convenzionali, attraverso la diminuzione del prezzo degli elettrolizzatori e dell'energia rinnovabile.
La rivoluzione degli elettrolizzatori è appena iniziata
Se l'idrogeno verde rappresenta il traguardo della transizione energetica, gli elettrolizzatori costituiscono il cuore tecnologico di questa trasformazione. Sono infatti questi impianti a separare l'acqua nei suoi componenti fondamentali, ossigeno e idrogeno, sfruttando energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili.
Per decenni il mercato è stato dominato dagli elettrolizzatori alcalini, una tecnologia consolidata, affidabile e relativamente economica. Oggi continuano a essere utilizzati negli impianti di grande capacità, soprattutto dove la disponibilità di energia è costante. Tuttavia presentano limiti nella gestione delle oscillazioni di potenza tipiche degli impianti eolici e fotovoltaici.
Per questo motivo stanno crescendo rapidamente gli investimenti nei sistemi PEM (Proton Exchange Membrane). Grazie all'impiego di membrane polimeriche e catalizzatori a base di metalli nobili come platino e iridio, questi impianti rispondono in pochi secondi alle variazioni della produzione elettrica, risultando particolarmente adatti all'integrazione con le fonti rinnovabili. Il rovescio della medaglia è rappresentato dai costi ancora elevati dovuti all'impiego di materiali critici.
La frontiera più promettente è rappresentata dagli elettrolizzatori SOEC (Solid Oxide Electrolysis Cell), sviluppati da centri di ricerca come il CEA francese, il Fraunhofer Institute e numerose università europee nell'ambito della Clean Hydrogen Partnership. Questi sistemi operano ad alte temperature, tra 700 e 850 °C, e possono raggiungere rendimenti superiori all'80%, sfruttando anche calore di recupero proveniente da processi industriali. Pur essendo ancora in fase di sviluppo commerciale, sono considerati una delle tecnologie chiave per ridurre il costo dell'idrogeno verde.
Negli ultimi anni stanno emergendo anche gli elettrolizzatori AEM (Anion Exchange Membrane), che combinano alcuni vantaggi delle tecnologie alcaline e PEM. Utilizzano infatti materiali meno costosi rispetto ai catalizzatori tradizionali e potrebbero rappresentare una soluzione competitiva per la produzione distribuita di idrogeno.
Lo sviluppo della capacità produttiva degli elettrolizzatori
Secondo la Commissione Europea, la capacità produttiva degli elettrolizzatori installati nell'Unione dovrà crescere di oltre dieci volte entro il 2030 per raggiungere gli obiettivi fissati dalla strategia europea sull'idrogeno. Una sfida industriale che coinvolge ricerca, manifattura avanzata e sviluppo delle filiere tecnologiche continentali.
Dall'acqua al sole: le nuove frontiere della produzione
Se gli elettrolizzatori rappresentano la tecnologia più matura per produrre idrogeno verde, la ricerca internazionale sta esplorando soluzioni ancora più efficienti e meno energivore. L'obiettivo è ridurre uno dei principali ostacoli alla diffusione dell'idrogeno: il costo dell'elettricità necessaria per ottenerlo.
Una delle strade più promettenti è la fotoelettrolisi, che utilizza materiali semiconduttori per sfruttare direttamente la luce solare nella scissione delle molecole d'acqua. Diversi progetti europei, sostenuti dalla Clean Hydrogen Partnership e da Horizon Europe , stanno sviluppando dispositivi in grado di integrare pannelli fotovoltaici ed elettrolizzatori in un unico sistema, riducendo le perdite energetiche.
Un secondo filone riguarda la fotocatalisi, nella quale catalizzatori avanzati – spesso basati su ossidi metallici o nuovi materiali organici – sfruttano la radiazione solare per produrre idrogeno senza passare attraverso una vera e propria cella elettrolitica. Sebbene le efficienze siano ancora inferiori rispetto agli impianti convenzionali, negli ultimi anni la ricerca ha compiuto importanti progressi grazie allo sviluppo di materiali nanostrutturati più stabili e selettivi.
Accanto alle tecnologie solari si stanno affermando processi che valorizzano biomasse e residui organici. Attraverso la gassificazione di legno, scarti agricoli o fanghi di depurazione è possibile ottenere un syngas (gas di sintesi) dal quale estrarre idrogeno, trasformando rifiuti e sottoprodotti in una risorsa energetica. Anche il biogas, prodotto dalla digestione anaerobica di reflui zootecnici e rifiuti organici, può essere convertito in idrogeno mediante reforming, con un'impronta carbonica inferiore rispetto al gas naturale.
Tra le tecnologie più innovative figura inoltre il bioidrogeno, ottenuto sfruttando batteri fotosintetici, microalghe o fermentazioni biologiche. Per ora si tratta di applicazioni prevalentemente sperimentali, studiate da numerosi centri di ricerca europei e statunitensi, ma il loro potenziale è significativo perché potrebbero produrre idrogeno utilizzando reflui agricoli o acque di scarico, riducendo contemporaneamente il carico inquinante.
Un'altra soluzione che sta attirando l'interesse dell'industria è la pirolisi del metano, dalla quale si ottiene il cosiddetto idrogeno turchese. In questo processo il metano viene decomposto ad alta temperatura senza combustione, producendo idrogeno e carbonio solido anziché anidride carbonica. Se alimentata con energia rinnovabile, questa tecnologia potrebbe ridurre sensibilmente le emissioni rispetto ai processi convenzionali, anche se resta legata all'utilizzo del gas naturale.
La ricerca, quindi, non punta su un'unica tecnologia. L'orientamento condiviso da IEA e Commissione Europea è che il futuro sarà caratterizzato da un mix di soluzioni, differenziate in funzione delle risorse disponibili e delle applicazioni finali.
Camion, autobus e navi: dove l'idrogeno può fare la differenza
Il settore dei trasporti è uno degli ambiti nei quali l'idrogeno viene considerato maggiormente strategico. Tuttavia non tutte le applicazioni presentano gli stessi vantaggi. Se per le automobili elettriche a batteria hanno ormai raggiunto un elevato grado di maturità, il discorso cambia radicalmente quando si parla di mezzi pesanti.
Secondo la International Energy Agency , l'idrogeno offre il maggiore potenziale nei camion a lunga percorrenza, dove autonomia, tempi di rifornimento e peso delle batterie rappresentano ancora limiti significativi. Le celle a combustibile consentono infatti di percorrere centinaia di chilometri con tempi di rifornimento paragonabili a quelli del diesel, riducendo al contempo le emissioni allo scarico a semplice vapore acqueo.
Lo stesso principio vale per autobus extraurbani, mezzi destinati alla raccolta dei rifiuti e trasporto merci. Diverse case costruttrici – tra cui Daimler Truck, Volvo, Hyundai e Toyota – stanno sviluppando flotte sperimentali alimentate a idrogeno, mentre in Europa sono già operativi centinaia di autobus a celle a combustibile grazie ai programmi JIVE e Clean Hydrogen Partnership.
Anche il trasporto ferroviario rappresenta un settore particolarmente interessante. Nei tratti non elettrificati, sostituire i locomotori diesel con convogli alimentati a idrogeno permette di evitare costosi interventi di elettrificazione. In Germania il Coradia iLint di Alstom è stato il primo treno passeggeri a idrogeno a entrare in servizio commerciale, mentre in Italia il progetto H2iseO, promosso in Lombardia, punta a realizzare la prima linea ferroviaria nazionale alimentata con questa tecnologia.
Le prospettive riguardano anche il trasporto marittimo. L'idrogeno, direttamente o trasformato in ammoniaca o metanolo sintetico, viene considerato uno dei combustibili più promettenti per ridurre le emissioni delle navi mercantili. L'Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) prevede infatti che carburanti alternativi saranno indispensabili per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione del settore entro la metà del secolo.
Le Hydrogen Valleys: l'Italia costruisce la sua rete
L'Italia ha scelto di concentrare buona parte della propria strategia sull'idrogeno nello sviluppo delle Hydrogen Valleys, ecosistemi territoriali nei quali produzione, distribuzione e utilizzo dell'idrogeno vengono integrati all'interno dello stesso distretto industriale. Il modello è sostenuto dal PNRR , che ha destinato centinaia di milioni di euro alla realizzazione di questi poli, con l'obiettivo di accelerare la nascita di una filiera nazionale.
Uno degli esempi più avanzati è Hydrogen Adige Valley, inaugurato a Bolzano. Il progetto integra un elettrolizzatore alimentato da energia fotovoltaica con la produzione di idrogeno destinato agli autobus del trasporto pubblico locale, dimostrando come le fonti rinnovabili possano essere collegate direttamente ai sistemi di mobilità.
Un altro caso emblematico è H2iseO, in Lombardia, che punta a realizzare la prima linea ferroviaria italiana alimentata a idrogeno lungo la tratta Brescia-Iseo-Edolo. Il progetto comprende non solo l'acquisto dei nuovi convogli, ma anche la costruzione degli impianti di produzione e rifornimento dell'idrogeno, configurandosi come una vera Hydrogen Valley.
Anche Porto Marghera, Taranto, Brindisi, Piombino e numerose aree industriali del Mezzogiorno stanno sviluppando iniziative dedicate alla produzione di idrogeno verde, spesso sfruttando la disponibilità di grandi impianti fotovoltaici ed eolici. L'obiettivo non riguarda esclusivamente il settore dei trasporti, ma anche la decarbonizzazione dell'industria siderurgica, chimica e della raffinazione.
Secondo la Commissione Europea, il modello delle Hydrogen Valleys rappresenta oggi uno degli strumenti più efficaci per ridurre i costi logistici dell'idrogeno, concentrando produzione e consumi nello stesso territorio e limitando la necessità di trasportare il combustibile su lunghe distanze.
Nei prossimi anni il successo di queste iniziative dipenderà dalla capacità di creare una domanda stabile, favorire gli investimenti privati e sviluppare infrastrutture di distribuzione in grado di collegare i diversi distretti produttivi italiani.
I nodi ancora aperti: costi, infrastrutture ed efficienza
Nonostante il crescente interesse, l'idrogeno è ancora lontano dal rappresentare una soluzione economicamente competitiva in tutti i contesti. La principale criticità riguarda il costo di produzione dell'idrogeno verde, fortemente influenzato dal prezzo dell'energia elettrica e dagli investimenti necessari per realizzare gli elettrolizzatori.
Negli ultimi anni il costo degli impianti è diminuito grazie all'aumento della capacità produttiva e alla crescita della domanda internazionale, ma secondo l'IEA saranno necessari ulteriori progressi tecnologici per raggiungere una piena competitività rispetto ai combustibili fossili.
Un ruolo decisivo sarà svolto anche dalla diffusione delle energie rinnovabili, che consentiranno di abbattere il costo dell'elettricità impiegata nell'elettrolisi.
A incidere è anche il rendimento complessivo della filiera. Ogni passaggio – dalla produzione alla compressione, dal trasporto allo stoccaggio fino alla riconversione in elettricità o movimento – comporta inevitabili perdite energetiche. Per questo motivo molti esperti ritengono che l'idrogeno debba essere utilizzato solo dove l'elettrificazione diretta non è praticabile, evitando impieghi che risulterebbero meno efficienti rispetto alle batterie.
Anche la logistica rappresenta una sfida significativa. L'idrogeno possiede una densità energetica elevata in rapporto alla massa, ma molto bassa in termini di volume. Per essere trasportato deve quindi essere compresso fino a pressioni di 350 o 700 bar, liquefatto a circa -253 °C oppure trasformato in altri vettori energetici, come ammoniaca o LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers). Ognuna di queste soluzioni presenta vantaggi e limiti, sia dal punto di vista economico sia sotto il profilo della sicurezza.
Non meno importante è il tema delle infrastrutture. Per alimentare una rete capillare di mezzi a idrogeno saranno necessari nuovi impianti di produzione, stazioni di rifornimento, sistemi di distribuzione e, in alcuni casi, il riutilizzo delle reti esistenti del gas naturale.
In questo ambito operatori come Snam stanno sperimentando l'impiego delle infrastrutture già presenti per favorire il trasporto di miscele contenenti quote crescenti di idrogeno.
Una tecnologia destinata a convivere con le altre
Il dibattito sull'idrogeno è spesso caratterizzato da posizioni contrapposte: da un lato chi lo considera la soluzione definitiva alla crisi climatica, dall'altro chi ne evidenzia costi e limiti. La realtà, come spesso accade nelle transizioni tecnologiche, è più articolata.
Le analisi della International Energy Agency , della Commissione Europea e dell' IPCC convergono su un punto: l'idrogeno non sostituirà l'elettrificazione, ma la completerà. Le pompe di calore continueranno a rappresentare la soluzione più efficiente per il riscaldamento degli edifici; le automobili elettriche a batteria rimarranno probabilmente la scelta prevalente per la mobilità privata; allo stesso tempo, camion, treni, navi, acciaierie e impianti chimici avranno bisogno di vettori energetici differenti per raggiungere gli obiettivi di neutralità climatica.
È proprio in questo scenario che l'idrogeno può diventare un elemento strategico della transizione energetica. La ricerca sta rendendo gli elettrolizzatori più efficienti, sta sviluppando nuovi catalizzatori privi di metalli critici e sperimenta tecnologie in grado di produrre idrogeno direttamente dalla luce solare, dalle biomasse e perfino dai microrganismi. Parallelamente, i grandi progetti europei stanno costruendo le prime filiere industriali integrate, nelle quali produzione, distribuzione e utilizzo vengono progettati come un unico sistema.
La sfida, tuttavia, non sarà produrre semplicemente più idrogeno, ma produrlo nel modo più sostenibile possibile e destinarlo agli impieghi nei quali può realmente offrire un vantaggio ambientale, economico ed energetico. Se riuscirà a rispettare queste condizioni, l'idrogeno non sarà il combustibile del futuro evocato per decenni, ma una delle tecnologie chiave del presente per costruire un sistema energetico più resiliente, meno dipendente dai combustibili fossili e coerente con gli obiettivi europei di neutralità climatica
