Dopo grid parity e market parity, ecco a voi la hydrogen parity!

A quali condizioni l’idrogeno potrà servire come stoccaggio dell’elettricità prodotta da fonti rinnovabili? Bisogna tener conto delle inevitabili perdite di efficienza presenti in ogni trasformazione (da elettricità a idrogeno e di nuovo da idrogeno a elettricità). Dopodiché, al netto di sussidi e correzioni fiscali, è necessario vi sia eccedenza strutturale di generazione rinnovabile rispetto alle capacità di assorbimento della rete. E ancora, che il prezzo di mercato di quanto immesso in rete renda comunque conveniente l’investimento in capacità eccedente. Dopo grid parity e market parity, ecco a voi la hydrogen parity, e cioè il prezzo che rende conveniente la produzione di idrogeno (verde) da elettricità prodotta da fonti rinnovabili.

L’idrogeno dicono che lo si debba fare verde. Per fare idrogeno verde ci vuole elettrolisi, e dunque quel processo con cui via nel nostro caso elettrizzatore si trasforma un vettore energetico (elettricità) in un diverso vettore (idrogeno); ed occorre poi che l’elettricità sia da generazione rinnovabile.

Il processo di trasformazione (per brevi cenni rivolgersi alla termodinamica) per definizione non è efficiente al 100%. Oggi te lo calcolano dal 60 al 75%; il che significa che con 100 kWh di elettricità si producono al meglio 75 kWh equivalenti di idrogeno.

Il costo di produzione dell’idrogeno verde è sempre più alto di quello dell’elettricità rinnovabile da cui è generato

Aggiungete all’efficienza il fatto che dovete investire in un convertitore (detto elettrolizzatore) e quindi ripagarvelo, e ve ne verrà che per legge di natura il costo di produzione dell’idrogeno verde non potrà che essere sempre più alto di quello dell’elettricità da cui è generato. Che magari sembra ovvio; ma anche implica che l’idrogeno è fuori concorso agli usi per i quali sia possibile fare direttamente fronte con l’energia elettrica.

Dove poi con la sola elettricità non si potesse decarbonizzare (i c.d. settori hard-to-abate) la trasformazione si farà conveniente ove, magari aiutati da tassazione e divieti applicati ai fossili, si possano spuntare prezzi più che sostitutivi dell’inefficienza della trasformazione (vendere insomma, in estrema semplificazione, 75 kWh di idrogeno almeno allo stesso prezzo cui si venderebbero 100 kWh di elettricità).

Da elettricità a idrogeno e di nuovo da idrogeno a elettricità: ad ogni trasformazione vi è un’inevitabile perdita di efficienza

Sin qui il power-to-gas (ptg). Poi ci sarebbe il power-to-power (ptp). Prendi l’idrogeno verde, e grosso modo con la stessa efficienza della prima trasformazione lo riconverti in energia elettrica. Parti producendo 100 kWh, e alla fine del processo ne rimetti in rete 40-60. Detta così sembra stravagante, ma ci sono un paio di condizioni di mercato che potrebbero fartelo succedere. Ricordarsi il tema del prezzo negativo dell’elettricità può aiutare a capire.

Al netto di sussidi e correzioni fiscali, le due condizioni sono infatti che
a) ci sia eccedenza strutturale di generazione rinnovabile rispetto alle capacità di assorbimento della rete (di regola si parla di overproduction, ma forse sarebbe meglio overcapacity);
b) e che il prezzo di mercato di quanto immesso in rete renda comunque conveniente l’investimento in capacità eccedente.

Il margine della vendita è tale che posso permettermi di “sprecare” parte della mia produzione di picco. Sprecato per sprecato, tanto vale, se non vendo l’idrogeno, fare ptp, che almeno un 40% dello spreco ti torna indietro.

Affinché sia conveniente serve un costo livellato dell’elettricità da rinnovabili inferiore del 30% all’attuale

Il produttore/generatore, a queste condizioni, può poi partecipare direttamente via ptp agli oneri di intermittenza (anziché lasciarli in toto a carico della rete).

Il suo costo di produzione deve però collocarsi molto al di sotto della market parity; il ché, in prima stima ed in assenza di sussidi/tassazione, significa con l’efficienza di conversione odierna poter abbassare di almeno un 30% l’attuale costo livellato dell’elettricità generata da rinnovabili.

Dopo grid parity e market parity, ecco a voi la hydrogen parity, e cioè il prezzo che rende conveniente la produzione di idrogeno (verde) da elettricità prodotta da fonti rinnovabili.

Questa la cornice, e a seguire alcuni degli interrogativi che suscita.

[Segue]

P.S. Hydrogen parity è cosa che provo a definire rispetto al solo idrogeno verde. Le capacità concorrenziali dell’idrogeno blu e di altri colori dell’idrogeno sono altra cosa, ma ciascuna meriterebbe una propria analisi. Grigio, blu, viola, giallo e verde. Al netto del grigio, la tavolozza (?) della decarbonizzazione.

Massimo Nicolazzi è docente di economia delle risorse energetiche presso l’Università di Torino

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