La rivoluzione dello stoccaggio dell’idrogeno: svelare l’anello mancante dell’energia pulita

Alla fine del 2024, il National Renewable Energy Laboratory (NREL) e GKN Hydrogen hanno messo in funzione un “mega-serbatoio” di idruro metallico per idrogeno da 500 kg, il primo del suo genere, in Colorado.
La nave giapponese per LH2 Suiso Frontier ha dimostrato il trasporto di idrogeno liquido dall’Australia al Giappone nel 2022.
Hydrogenious LOHC Technologies sta costruendo il più grande impianto LOHC al mondo, il Progetto Hector, a Dormagen, Germania, per immagazzinare circa 1.800 tonnellate di idrogeno all’anno in un sistema LOHC a benzil-toluene, con approvazione prevista per aprile 2025 e apertura pianificata nel 2027.
Advanced Clean Energy Storage (ACES) nello Utah utilizzerà due caverne saline per immagazzinare idrogeno prodotto da un impianto di elettrolizzatori da 220 MW, con una miscela iniziale al 30% di idrogeno prevista per il 2025 e un obiettivo del 100% di idrogeno entro il 2045.
Il progetto pilota di Uniper in caverna salina in Germania ha iniziato a riempirsi di idrogeno a settembre 2024, e i primi risultati mostrano un sigillo e un recupero riusciti.
Le auto a celle a combustibile Toyota Mirai immagazzinano idrogeno a circa 700 bar nei serbatoi, consentendo un’autonomia di circa 500–600 km (oltre 300 miglia).
La caverna sotterranea per lo stoccaggio di idrogeno di HYBRIT a Luleå, Svezia, ha una capacità di 100 metri cubi ed è stata inaugurata nel 2022.
L’Unione Europea ha approvato l’IPCEI Hy2Move a maggio 2024 per promuovere la catena del valore dell’idrogeno, incluse innovazioni nello stoccaggio.
Un test della NASA a fine 2024 ha dimostrato un’isolazione che ha ridotto l’evaporazione nei serbatoi di idrogeno liquido di circa il 50%.
Liquefare l’idrogeno consuma circa il 30% del suo contenuto energetico, evidenziando il costo energetico dello stoccaggio criogenico.

L’idrogeno è spesso presentato come il “carburante del futuro” in un’economia a energia pulita. Ma per mantenere questa promessa, dobbiamo risolvere una sfida critica: come immagazzinare l’idrogeno in modo efficiente, sicuro e su larga scala. Perché è così importante? L’idrogeno può essere prodotto in quantità illimitate da acqua ed elettricità rinnovabile (producendo “idrogeno verde”), e quando viene utilizzato non emette gas serra – solo acqua. Inoltre, trasporta più energia per libbra di qualsiasi altro combustibile, ma come gas ha una densità estremamente bassa energy.gov. In termini pratici, ciò significa che l’idrogeno non compresso richiederebbe un serbatoio più grande di una casa per eguagliare l’energia in un serbatoio di benzina. Metodi di stoccaggio efficaci sono quindi essenziali per racchiudere abbastanza idrogeno in volumi ragionevoli per l’uso in veicoli, sistemi energetici e industria energy.gov. Come afferma l’Agenzia Internazionale dell’Energia, “L’idrogeno è una delle principali opzioni per immagazzinare energia da fonti rinnovabili”, potenzialmente al costo più basso per lo stoccaggio a lungo termine su giorni e persino mesi iea.org.

Il ruolo dell’idrogeno nella transizione energetica globale è multifaccettato. Offre un modo per decarbonizzare settori difficili da elettrificare (come l’industria pesante, il trasporto marittimo o l’aviazione) e per immagazzinare l’energia rinnovabile in eccesso per quando il sole non splende o il vento non soffia iea.org. Molti esperti vedono lo stoccaggio dell’idrogeno come il “anello mancante” che può collegare la generazione rinnovabile intermittente con una domanda energetica costante, 24 ore su 24. “L’idrogeno oggi gode di uno slancio senza precedenti. Il mondo non dovrebbe perdere questa occasione unica per rendere l’idrogeno una parte importante del nostro futuro energetico pulito e sicuro,” ha dichiarato Fatih Birol, Direttore Esecutivo dell’IEA iea.org. In breve, padroneggiare lo stoccaggio dell’idrogeno è la chiave per sbloccare il potenziale dell’idrogeno come combustibile pulito e riserva energetica in un’economia a zero emissioni nette.

Come (e perché) immagazziniamo l’idrogeno

A differenza del petrolio o del gas naturale, l’idrogeno non si trova già pronto nel sottosuolo – deve essere prodotto, poi immagazzinato e trasportato prima dell’uso. Ma immagazzinare l’idrogeno non è un compito leggero, nonostante l’idrogeno sia l’elemento più leggero nrel.gov. In condizioni normali è un gas diffuso, quindi gli ingegneri hanno sviluppato vari metodi per compattare l’idrogeno in modo più denso per lo stoccaggio. In generale, l’idrogeno può essere immagazzinato fisicamente come gas compresso o liquido criogenico, oppure chimicamente all’interno di altri materiali.

Perché fare tutto questo sforzo? Perché uno stoccaggio efficace dell’idrogeno ci permette di costruire riserve di energia pulita. Ad esempio, l’energia solare o eolica in eccesso può scindere l’acqua per produrre idrogeno, che viene immagazzinato e poi riconvertito in elettricità in una cella a combustibile o in una turbina quando necessario. Questa capacità di spostare nel tempo la fornitura di energia è cruciale per le reti dominate dalle rinnovabili. Lo stoccaggio dell’idrogeno consente anche ai veicoli a celle a combustibile di trasportare a bordo una quantità utile di carburante per lunghe percorrenze, e permette agli impianti industriali di mantenere una scorta di riserva per processi critici. In sostanza, immagazzinare l’idrogeno lo trasforma in una valuta energetica flessibile – prodotto quando c’è energia verde in eccesso, e consumato ovunque e ogni volta che serve energia.

Principali metodi di stoccaggio dell’idrogeno

Oggi, ricercatori e industrie stanno perseguendo diversi metodi di stoccaggio dell’idrogeno, ciascuno con vantaggi e sfide:

Idrogeno compresso: Il modo più semplice per immagazzinare l’idrogeno è come gas in bombole ad alta pressione. Il gas di idrogeno viene compresso in serbatoi robusti a una pressione di 350–700 bar (5.000–10.000 psi) energy.gov, il che ne aumenta notevolmente la densità. Questo è il metodo con cui le auto a celle a combustibile immagazzinano H₂ – ad esempio, i serbatoi di una Toyota Mirai contengono idrogeno a circa 700 bar, sufficiente per circa 500–600 km (oltre 300 miglia) di percorrenza. L’immagazzinamento come gas compresso è collaudato e consente rifornimenti rapidi, ma i serbatoi sono ingombranti (pareti spesse in fibra di carbonio) e anche a 700 bar, l’energia per volume dell’idrogeno è solo una frazione di quella della benzina. È un metodo ideale per veicoli e stoccaggio su piccola scala grazie alla sua semplicità, anche se per aumentare la scala occorre utilizzare molti grandi cilindri o addirittura serbatoi cavernosi per lo stoccaggio in grandi quantità.
Idrogeno liquido (stoccaggio criogenico): Raffreddando il gas di idrogeno a -253 °C (-423 °F) si trasforma in liquido, raggiungendo una densità energetica per litro molto più elevata energy.gov. L’idrogeno liquido (LH₂) è stato utilizzato per decenni nei serbatoi di carburante dei razzi (ad esempio Saturn V e Space Shuttle della NASA). Ora viene esplorato per il trasporto su larga scala (tramite autocisterne o persino navi) e nelle stazioni di rifornimento. Il vantaggio è che l’idrogeno liquido è circa 8 volte più denso del gas a 700 bar. Tuttavia, richiede serbatoi criogenici costosi con super-isolamento e una parte dell’idrogeno evapora nel tempo. Mantenere l’idrogeno a questa temperatura richiede molta energia. Lo stoccaggio liquido ha senso quando è necessaria la massima densità – ad esempio, la nave pionieristica giapponese per il trasporto di LH₂ Suiso Frontier ha dimostrato il trasporto di idrogeno liquido dall’Australia al Giappone nel 2022. In futuro, l’idrogeno liquido potrebbe alimentare aerei e navi o essere utilizzato come forma di distribuzione, ma le perdite per evaporazione e i costi di refrigerazione restano ostacoli importanti.
Idruri metallici (stoccaggio allo stato solido): Un metodo interessante è quello di immagazzinare l’idrogeno all’interno di materiali solidi. Alcuni metalli e leghe (come composti di magnesio, titanio o nichel-lantanio) assorbono facilmente il gas idrogeno nella loro struttura cristallina, formando idruri metallici – in pratica, spugne metalliche per l’idrogeno. Questo trasforma l’idrogeno in una forma solida stabile nrel.gov. Ad esempio, alcune leghe a base di nichel possono assorbire idrogeno a pressione e temperatura moderate, e rilasciarlo quando vengono riscaldate. Il grande vantaggio è sicurezza e densità: l’idrogeno è immobilizzato in una matrice solida, senza bisogno di alta pressione o freddo estremo nrel.gov. Questo può evitare la necessità di serbatoi a pareti spesse, ed è molto compatto in termini di volume (gli idruri metallici possono raggiungere una densità volumetrica superiore a quella dell’H₂ liquido). Lo svantaggio è il peso – i metalli sono pesanti – e il calore necessario per rilasciare l’idrogeno. I sistemi a idruri metallici sono in fase di dimostrazione per lo stoccaggio stazionario. Alla fine del 2024, una partnership guidata da NREL e GKN Hydrogen ha messo in funzione un “mega-serbatoio” di idruro metallico da 500 kg di idrogeno in Colorado nrel.gov nrel.gov. “Anche se gli idruri metallici come tecnologia di stoccaggio dell’idrogeno esistono da anni, sono relativamente nuovi su scala commerciale”, osserva Alan Lang di GKN Hydrogen. Dimostrazioni come quella di NREL stanno dimostrando la loro fattibilità e il loro valore unico in termini di sicurezza, ingombro ed efficienza per lo stoccaggio di energia su larga scala nrel.gov.
Trasportatori Organici Liquidi di Idrogeno (LOHC): Un altro approccio innovativo immagazzina l’idrogeno in composti chimici liquidi, in modo simile a un combustibile ricaricabile. I Trasportatori Organici Liquidi di Idrogeno sono liquidi stabili simili all’olio (ad esempio, toluene o dibenzyltoluene) che possono essere chimicamente “caricati” con idrogeno e poi “scaricati” per rilasciarlo. In sostanza, il gas idrogeno viene chemisorbito nel liquido tramite una reazione di idrogenazione, creando un liquido ricco di idrogeno; successivamente, un processo di deidrogenazione (con calore e un catalizzatore) rilascia gas H₂ su richiesta en.wikipedia.org. Il grande vantaggio dei LOHC è che il liquido può essere gestito a temperatura e pressione ambiente – non sono necessari criogenia o serbatoi ad alta pressione. I fluidi LOHC utilizzano le infrastrutture esistenti per i combustibili: possono essere pompati e trasportati in autocisterne come la benzina. Sono non esplosivi e possono immagazzinare grandi quantità di idrogeno in modo denso (alcuni LOHC trasportano circa il 6–7% di idrogeno in peso). Lo svantaggio è il costo energetico delle reazioni chimiche – è necessario riscaldare per liberare l’idrogeno e servono catalizzatori. Questo riduce l’efficienza complessiva (tipicamente solo il 60–70% di efficienza per il rilascio senza recupero di calore) en.wikipedia.org. Tuttavia, la ricerca sta migliorando questo aspetto, e i vantaggi in termini di sicurezza e logistica sono convincenti per il trasporto di idrogeno su lunghe distanze. Infatti, nel 2020 il Giappone ha lanciato la prima catena di approvvigionamento internazionale di idrogeno al mondo, utilizzando LOHC a base di toluene per spedire idrogeno dal Brunei a Kawasaki en.wikipedia.org. Grandi aziende come la tedesca Hydrogenious LOHC Technologies stanno ampliando la scala dei LOHC. Hydrogenious sta costruendo la più grande impianto LOHC del mondo (Progetto “Hector”) a Dormagen, Germania, per immagazzinare circa 1.800 tonnellate di idrogeno all’anno in un sistema LOHC a benzil-toluene h2-international.com. L’impianto ha appena ricevuto l’approvazione nell’aprile 2025 e dovrebbe aprire nel 2027 h2-international.com. L’amministratore delegato di Hydrogenious, Andreas Lehmann, lo definisce la prova “della maturità e dell’applicabilità su scala industriale della nostra tecnologia LOHC” h2-international.com.
Vettori chimici (ammoniaca e altri): L’idrogeno può anche essere immagazzinato indirettamente convertendolo in altre sostanze chimiche ricche di idrogeno come ammoniaca (NH₃) o metanolo. L’ammoniaca – un composto di idrogeno e azoto – è già ampiamente prodotta e trasportata a livello globale (come fertilizzante), e contiene più idrogeno per litro rispetto all’H₂ liquido senza la necessità di serbatoi criogenici (l’ammoniaca si liquefa a -33 °C, molto più facilmente rispetto ai -253 °C dell’H₂). L’idea è produrre “ammoniaca verde” dall’idrogeno verde, trasportare o immagazzinare l’ammoniaca (che è più facile da gestire rispetto all’idrogeno puro), quindi usarla come combustibile (alcune turbine e navi vengono adattate per bruciare ammoniaca) oppure “scinderla” nuovamente in idrogeno a destinazione. Il vantaggio è sfruttare l’infrastruttura esistente dell’ammoniaca – oleodotti, serbatoi, navi – ma la scissione dell’ammoniaca in idrogeno richiede molta energia e non è ancora diffusa. Allo stesso modo, il metanolo o altri combustibili sintetici possono fungere da vettori liquidi di idrogeno in modo carbon neutral (se prodotti da CO₂ + H₂). Questi vettori chimici sono promettenti per il commercio internazionale di idrogeno: ad esempio, enormi progetti di ammoniaca verde in Medio Oriente e Australia prevedono di spedire ammoniaca ai paesi importatori di energia come sostituto dell’idrogeno. La scelta del vettore spesso dipende dall’uso finale: per celle a combustibile e veicoli che necessitano di H₂ puro, si potrebbe preferire LOHC o idrogeno compresso, mentre per carburante per navi o centrali elettriche, l’ammoniaca potrebbe essere usata direttamente.

Ciascuno di questi metodi di stoccaggio affronta il problema principale di aumentare la densità energetica dell’idrogeno e gestire le sue proprietà complesse, ma nessun metodo è il migliore per tutte le situazioni. In pratica, coesisterà una combinazione di tecnologie di stoccaggio – dai serbatoi pressurizzati nelle stazioni di rifornimento, ai camion cisterna LOHC, fino allo stoccaggio allo stato solido per unità di alimentazione di backup.

Sfide tecniche e recenti progressi

Lo stoccaggio dell’idrogeno ha fatto molta strada, ma rimangono importanti sfide tecniche. Una questione fondamentale è raggiungere un’alta densità senza sistemi eccessivamente pesanti o costosi. Ad esempio, i serbatoi a gas compresso per veicoli devono essere realizzati in compositi di fibra di carbonio per resistere a 700 bar, che sono costosi e occupano molto spazio nell’auto. Anche così, un tipico serbatoio da 700 bar contiene solo circa 5–6 kg di H₂ – sufficiente per qualche centinaio di chilometri di guida. In applicazioni come aerei o camion a lunga percorrenza, il peso e il volume dello stoccaggio sono grandi sfide rispetto al diesel o al carburante per jet, che sono molto più densi di energia. L’idrogeno liquido migliora la densità, ma le perdite per evaporazione (boil-off) e l’energia necessaria per liquefare l’idrogeno (circa il 30% del suo contenuto energetico) sono degli svantaggi. L’idrogeno è anche noto per le sue perdite – la molecola di H₂ è minuscola e può passare attraverso guarnizioni che trattengono altri gas. Garantire sistemi a tenuta e rilevare le perdite è una priorità per la sicurezza, poiché l’idrogeno è infiammabile.

Un’altra sfida è la compatibilità dei materiali: l’idrogeno può rendere alcuni metalli fragili nel tempo (un fenomeno chiamato fragilizzazione da idrogeno), il che può indebolire serbatoi o oleodotti energy.ec.europa.eu. Gli ingegneri devono utilizzare acciai speciali o materiali compositi e testare accuratamente le attrezzature – ad esempio, i nuovi oleodotti o materiali per serbatoi di idrogeno sono sottoposti a rigorosi test di cicli di pressione e fragilizzazione per garantire la sicurezza a lungo termine energy.ec.europa.eu. C’è anche la questione dell’efficienza: ogni fase di stoccaggio (compressione, raffreddamento, assorbimento, ecc.) richiede energia, riducendo l’efficienza complessiva di un sistema a “idrogeno verde”. Ridurre queste perdite con tecnologie migliori è una sfida continua.

La buona notizia è che si stanno facendo rapidi progressi su molti fronti. I ricercatori stanno sviluppando nuovi materiali come i metal-organic frameworks (MOF) – essenzialmente spugne cristalline con pori di dimensioni nanometriche – che possono adsorbire idrogeno ad alta densità. Sono già stati scoperti oltre 95.000 materiali MOF, molti dei quali promettenti per lo stoccaggio di gas southampton.ac.uk. Nel 2024, un team dell’Università di Southampton ha creato un nuovo materiale poroso utilizzando sali organici che potrebbe immagazzinare idrogeno come una spugna, potenzialmente a costi inferiori e con maggiore stabilità rispetto ai MOF convenzionali southampton.ac.uk. Nel frattempo, startup come H2MOF (co-fondata dal premio Nobel Sir Fraser Stoddart) stanno correndo per commercializzare lo stoccaggio di idrogeno basato su MOF che possa funzionare a temperatura quasi ambiente e bassa pressione, il che sarebbe rivoluzionario gasworld.com gasworld.com. Come ha osservato Sir Fraser Stoddart, “Il combustibile a idrogeno ha la più alta densità energetica tra tutti i combustibili combustibili; allo stesso tempo, ha emissioni zero.” gasworld.com L’implicazione è che se risolviamo il problema dello stoccaggio con materiali avanzati, l’idrogeno potrebbe davvero competere con i combustibili fossili in termini di praticità offrendo energia pulita.

Anche la tecnologia dei serbatoi e delle infrastrutture sta migliorando. Per il gas compresso, i nuovi design di serbatoi compositi (cilindri di Tipo IV e V) stanno riducendo il peso e aumentando la capacità per i veicoli. Le aziende stanno testando l’idrogeno criocompresso – un ibrido tra idrogeno freddo e compresso – per immagazzinare più gas nei serbatoi senza una liquefazione completa. Nel campo dello stoccaggio solido, il recente progetto NREL–GKN Hydrogen ha dimostrato che il calore di scarto di un impianto può essere utilizzato per rilasciare idrogeno dagli idruri metallici in modo efficiente, migliorando l’efficienza del sistema nrel.gov nrel.gov. L’avviamento di quell’unità di stoccaggio a idruri da 500 kg nel 2024 dimostra che lo stoccaggio allo stato solido sta passando dalla scala di laboratorio a quella pratica, connessa alla rete nrel.gov. Allo stesso modo, la tecnologia LOHC sta avanzando: nuovi catalizzatori e liquidi vettori vengono sviluppati per abbassare la temperatura e l’energia necessarie a rilasciare l’idrogeno, mentre progetti pilota reali (come le unità di stoccaggio LOHC da 5 tonnellate/giorno di Hydrogenious) stanno validando la ciclicità a lungo termine e l’economia. Ogni miglioramento incrementale – un serbatoio che contiene più H₂ per litro, un materiale che rilascia H₂ a 10 °C in meno, una pompa che riduce la perdita per evaporazione – avvicina lo stoccaggio dell’idrogeno alle prestazioni necessarie per un’adozione su larga scala.

Considerazioni su infrastrutture e sicurezza

Costruire un sistema energetico basato sull’idrogeno non riguarda solo il mezzo di stoccaggio; richiede infrastrutture di supporto e rigorose misure di sicurezza. Dal punto di vista infrastrutturale, immagina una futura catena di approvvigionamento dell’idrogeno: inizia con la produzione (elettrolizzatori o reformatori), poi la distribuzione (gasdotti, camion o navi), quindi lo stoccaggio e infine l’utilizzo finale (celle a combustibile, turbine, ecc.). Ogni anello di questa catena è in fase di sviluppo oggi.

Gasdotti: Il modo più efficiente per trasportare grandi volumi di idrogeno a livello nazionale potrebbe essere tramite gasdotti, simile al gas naturale. Alcuni paesi stanno pianificando gasdotti dedicati all’idrogeno (in Europa è stato proposto un “Hydrogen Backbone” che attraversa il continente) e, nel frattempo, si sta testando la miscelazione dell’idrogeno nelle attuali reti di gas naturale. In molti sistemi è possibile miscelare fino a circa il 20% di idrogeno in volume nel gas naturale, il che può ridurre le emissioni di CO₂ del gas distribuito (anche se superare questa percentuale spesso richiede nuove tubature o aggiornamenti a causa dell’infragilimento dei materiali e della compatibilità degli apparecchi). Le aziende di servizi pubblici nel Regno Unito, ad esempio, hanno effettuato prove a livello di quartiere fornendo una miscela al 20% di idrogeno nella rete del gas alle abitazioni ordinarie, senza differenze percepibili dai consumatori se non emissioni leggermente inferiori. Negli Stati Uniti, SoCalGas ha un progetto chiamato “H2 Hydrogen Home” che dimostra la miscelazione di idrogeno nei gasdotti per cucinare e riscaldare in casa uci.edu. Nel lungo termine, l’obiettivo è costruire gasdotti per idrogeno puro per cluster industriali e “hub” dell’idrogeno. I gasdotti esistenti per il gas naturale a volte possono essere riconvertiti – ma è necessario sostituire le sezioni che non possono gestire le proprietà dell’idrogeno. L’UE si sta già muovendo in questa direzione: una direttiva UE del 2024 ha posto le basi per operatori di reti per l’idrogeno (ENNOH) e standard per i gasdotti separati da quelli del gas naturale energy.ec.europa.eu.

Impianti di stoccaggio all’ingrosso: Proprio come immagazziniamo il gas naturale in enormi caverne sotterranee per bilanciare la domanda stagionale, possiamo fare lo stesso con l’idrogeno. Infatti, le caverne di sale sotterranee stanno emergendo come una soluzione per lo stoccaggio massiccio di idrogeno, poiché le formazioni saline hanno le proprietà giuste (sono ermetiche e possono essere svuotate per formare grandi cavità). Un esempio notevole si trova nel nord-est della Germania: l’utility Uniper ha inaugurato a settembre 2024 il progetto pilota “HPC Krummhörn”, una caverna di sale convertita per contenere fino a 500.000 metri cubi di idrogeno sotto pressione gasworld.com. Questa caverna sarà utilizzata per testare il funzionamento reale dello stoccaggio stagionale di idrogeno su larga scala, immagazzinando idrogeno verde prodotto in estate per l’uso in inverno gasworld.com. Negli Stati Uniti, è in costruzione un progetto ancora più grande chiamato Advanced Clean Energy Storage (ACES) nello Utah. Sostenuto da una garanzia di prestito DOE da 504 milioni di dollari energy.gov, ACES utilizzerà due enormi caverne di sale (ognuna delle dimensioni di diversi Empire State Building) per stoccare idrogeno pulito prodotto da un impianto di elettrolizzatori da 220 MW energy.gov energy.gov. L’idrogeno stoccato alimenterà le turbine dell’Intermountain Power Project – inizialmente con una miscela al 30% di idrogeno nel 2025, con l’obiettivo di arrivare al 100% di combustibile a idrogeno entro il 2045 energy.gov. Questi progetti evidenziano come l’idrogeno possa fornire uno stoccaggio di lunga durata per la rete elettrica, simile a una gigantesca batteria che immagazzina l’energia rinnovabile in eccesso per mesi.

Trasporto e rifornimento: Per la distribuzione su scala più piccola, oggi sono comuni i rimorchi tubolari per idrogeno compresso (camion che trasportano fasci di bombole ad alta pressione) per consegnare H₂ a industrie e stazioni di rifornimento. Ogni rimorchio può trasportare 300–400 kg di H₂. In futuro, i autocisterne per idrogeno liquido (camion criogenici isolati simili a quelli per GNL) potranno trasportare quantità maggiori (~3.500 kg per camion) per rifornire le stazioni. Il Giappone ha persino lanciato una nave dimostrativa per idrogeno liquido, come già menzionato, per esplorare il trasporto marittimo. La creazione di una rete di stazioni di rifornimento di idrogeno è fondamentale per i veicoli a celle a combustibile – entro il 2025 ci sono oltre 1.000 stazioni a livello globale (con Giappone, Germania, California e Corea del Sud in testa), ma ne serviranno molte di più se i veicoli a idrogeno si diffonderanno. I governi stanno sostenendo l’espansione di queste stazioni, spesso co-localizzate con le stazioni di servizio esistenti, progettate con speciali sensori di sicurezza, ventilazione e sistemi di arresto di emergenza.

Parlando di sicurezza, è comprensibile che sia una preoccupazione importante dato la reputazione dell’idrogeno (il mito dell’Hindenburg aleggia nell’immaginario pubblico). In realtà, l’idrogeno può essere gestito in modo sicuro come altri combustibili comuni, ma ha proprietà diverse che richiedono un’attenta progettazione. L’idrogeno è estremamente infiammabile su un’ampia gamma di concentrazioni nell’aria (circa dal 4% al 75% di H₂ in aria può incendiarsi). Dal lato positivo, ha una temperatura di autoaccensione molto elevata (cioè richiede una fonte di calore significativa per accendersi) e le sue molecole sono così leggere che, in caso di perdita all’aperto, il gas di idrogeno sale e si disperde rapidamente – a differenza della benzina o del propano che possono ristagnare a terra. Questa rapida dispersione può ridurre il rischio di incendio in ambienti aperti. Tuttavia, in spazi chiusi l’idrogeno può accumularsi vicino al soffitto (essendo più leggero dell’aria), quindi gli impianti necessitano di una ventilazione adeguata e di rilevatori di idrogeno. Un aspetto insolito è che l’idrogeno brucia con una fiamma quasi invisibile alla luce del giorno; perciò, nei siti che utilizzano idrogeno si usano rilevatori di fiamma (sensori ultravioletti/infrarossi) per individuare eventuali accensioni che l’occhio non può vedere.

Anche gli standard per i materiali e i componenti sono fondamentali per la sicurezza. La tendenza dell’idrogeno a rendere fragili alcuni metalli significa che serbatoi, valvole e tubazioni devono essere realizzati o rivestiti con materiali compatibili (ad esempio acciai inossidabili, polimeri, compositi testati per resistere alla penetrazione dell’idrogeno). Tutti i serbatoi di idrogeno per veicoli sono sottoposti a test di esposizione al fuoco, test di caduta e test di pressione estrema per garantire che non si rompano nemmeno in caso di incidenti gravi. Le stazioni di rifornimento utilizzano giunti di sicurezza di alta qualità e cavi di messa a terra per prevenire scintille statiche. L’industria ha sviluppato codici e standard approfonditi (come gli standard ISO e NFPA) che regolano la progettazione dei sistemi a idrogeno, analoghi a quelli da tempo utilizzati per il gas naturale.

L’educazione pubblica è anch’essa parte della sicurezza – ad esempio, informare le persone che in un’auto a idrogeno non si può sentire l’odore di una perdita di idrogeno (l’H₂ è inodore, a differenza degli odorizzanti mercaptani del gas naturale), motivo per cui vengono installati rilevatori automatici. In generale, i decenni di esperienza nella gestione dell’idrogeno in ambito industriale (raffinerie di petrolio, impianti di fertilizzanti, strutture NASA) danno fiducia che, con le giuste precauzioni, l’idrogeno possa essere reso sicuro quanto i combustibili convenzionali. Mentre costruiamo l’infrastruttura dell’idrogeno, regolatori e aziende stanno adottando un approccio “safety first”, facendo scelte progettuali conservative e testando a fondo i sistemi per guadagnare la fiducia del pubblico.

Principali attori, progetti e investimenti

La spinta globale verso l’idrogeno ha galvanizzato una vasta gamma di attori industriali e grandi investimenti, dai giganti dell’energia alle startup tecnologiche fino ai governi. Ecco una panoramica di chi sta guidando il boom dello stoccaggio dell’idrogeno e alcuni progetti di rilievo:

Società di Gas Industriali: Aziende consolidate come Linde, Air Liquide e Air Products – che da tempo forniscono idrogeno all’industria – stanno investendo fortemente in nuove infrastrutture per l’idrogeno. Sono esperte in ambiti come la liquefazione su larga scala, la compressione e la distribuzione. Ad esempio, Air Liquide ha annunciato un investimento di 850 milioni di dollari in un progetto per l’idrogeno in Texas con ExxonMobil nel 2024, che include la costruzione di nuove unità di separazione dell’aria e gasdotti per supportare un enorme impianto di idrogeno e ammoniaca a basse emissioni di carbonio a Baytown, TX gasworld.com. Air Liquide e Linde gestiscono insieme migliaia di chilometri di gasdotti per idrogeno (in particolare lungo la costa del Golfo degli Stati Uniti e nel nord Europa) che sono in fase di espansione. Queste aziende stanno anche sviluppando stoccaggio di idrogeno in grandi quantità – Air Liquide ha costruito impianti di liquefazione dell’idrogeno (uno dei più grandi al mondo si trova in Nevada, fornendo H₂ liquido alle stazioni di rifornimento della West Coast). Air Products sta investendo in enormi progetti di produzione ed esportazione di “idrogeno verde” (come un progetto da 5 miliardi di dollari in Arabia Saudita per produrre ammoniaca verde da esportare). Questi operatori storici portano un know-how ingegneristico profondo e sono essenziali per la crescita delle tecnologie di stoccaggio (ad esempio, Linde produce molti dei serbatoi ad alta pressione e dei recipienti criogenici utilizzati nei progetti di idrogeno in tutto il mondo).
Grandi Aziende Energetiche e Oil & Gas: Molte compagnie petrolifere tradizionali e utility stanno virando verso l’idrogeno. Shell, BP, TotalEnergies e Chevron hanno lanciato divisioni e progetti pilota sull’idrogeno. Shell ha costruito stazioni di rifornimento a idrogeno in Europa ed è partner nel progetto REFHYNE (uno dei più grandi elettrolizzatori dell’UE presso una raffineria in Germania). BP è coinvolta in un hub dell’idrogeno pianificato in Australia. Chevron ha investito nel progetto ACES nello Utah e detiene una quota in Hydrogenious LOHC. Le compagnie petrolifere mediorientali (Saudi Aramco, ADNOC negli Emirati Arabi Uniti) stanno investendo ingenti fondi in piani di esportazione di idrogeno/ammoniaca per rimanere fornitori di energia in un mondo decarbonizzato. Grandi utility come Uniper, RWE, Enel stanno sviluppando stoccaggio di idrogeno per l’equilibrio della rete e la riconversione delle infrastrutture del gas per l’H₂. Mitsubishi Power è un altro attore chiave: fornisce le turbine a gas compatibili con l’idrogeno per il progetto ACES nello Utah, e nel 2023 ha completato un test di riferimento su una centrale elettrica in Giappone alimentata con una miscela di combustibile al 30% di idrogeno. Queste grandi aziende spesso agiscono come integratori, unendo produzione, stoccaggio e utilizzo finale in progetti dimostrativi.
Startup innovative: Dall’altro lato, molte startup e spin-off di ricerca stanno affrontando tecnologie di stoccaggio specifiche. Abbiamo menzionato H2MOF (focalizzata su materiali MOF). Un altro esempio è Hydrogenious LOHC (fondata nel 2013, ora leader nell’LOHC con il supporto di Chevron e Mitsubishi). GKN Hydrogen (sostenuta da un’azienda di ingegneria britannica) sta promuovendo sistemi di stoccaggio a idruro metallico per microreti. Plug Power, sebbene sia principalmente nota per celle a combustibile ed elettrolizzatori, sta anche innovando nella liquefazione e nello stoccaggio dell’idrogeno per supportare la sua rete nazionale di distribuzione di idrogeno per il rifornimento dei carrelli elevatori. Le startup stanno inoltre lavorando su stoccaggio chimico dell’idrogeno come Powerpaste (una pasta a base di idruro di magnesio sviluppata dal Fraunhofer per piccoli veicoli) e nuovi catalizzatori per la decomposizione dell’ammoniaca. L’ecosistema va da piccole aziende sostenute da venture capital a grandi conglomerati industriali, tutti in corsa per migliorare il modo in cui immagazziniamo e trasportiamo l’idrogeno.
Progetti di punta: Oltre alle aziende, alcuni progetti meritano di essere evidenziati per la loro scala e importanza:
- Advanced Clean Energy Storage (Utah, USA): Come descritto, sarà uno dei più grandi siti di stoccaggio di energia a idrogeno al mondo, con stoccaggio in caverna equivalente a un giorno di elettricità per una grande città. Collega energia solare/eolica, enormi elettrolizzatori, stoccaggio in caverne saline e una centrale elettrica alimentata a idrogeno energy.gov energy.gov. Esemplifica l’uso dell’idrogeno per stoccaggio stagionale della rete.
- Hector LOHC Plant (Germania): Il più grande impianto di stoccaggio al mondo basato su LOHC in fase di pianificazione (1.800 tonnellate di H₂ all’anno). Sarà collegato al progetto di importazione di idrogeno Green Hydrogen @ Blue Danube, mostrando l’LOHC per il commercio interregionale di idrogeno h2-international.com.
- HyStock (Paesi Bassi): Un progetto di Gasunie per sviluppare una caverna salina per l’idrogeno e relative condutture, parte della strategia olandese per lo stoccaggio di idrogeno rinnovabile come buffer per l’energia eolica offshore.
- H₂H Saltend (Regno Unito): Un hub dell’idrogeno proposto nel nord-est dell’Inghilterra dove l’idrogeno in eccesso dalla produzione industriale sarà stoccato (inizialmente in serbatoi fuori terra, successivamente in caverne sotterranee) per alimentare una centrale elettrica e l’industria vicina.
- Asian Renewable Energy Hub (Australia): Una gigantesca operazione pianificata per produrre idrogeno verde e ammoniaca nell’Australia Occidentale per l’esportazione, che richiederà stoccaggio e liquefazione in loco. Sebbene principalmente focalizzato sulla produzione, la sua scala implica l’adozione di nuove tecnologie di stoccaggio (come serbatoi di ammoniaca delle dimensioni di quelli petroliferi).
- Catena di approvvigionamento di LH₂ Giappone-Australia: I progetti dimostrativi del Giappone non solo hanno spedito LOHC dal Brunei, ma anche idrogeno liquido dall’Australia. La nave LH₂ Suiso Frontier, all’inizio del 2022, ha trasportato idrogeno liquefatto per circa 9.000 km, dimostrando che il trasporto marittimo è fattibile. Kawasaki Heavy Industries del Giappone ha costruito serbatoi speciali in grado di mantenere l’idrogeno a -253 °C durante i viaggi.
- Hydrogen Valleys dell’UE: L’UE sta finanziando cluster (valli) in cui produzione, stoccaggio e utilizzo dell’idrogeno sono integrati. Molti di questi prevedono stoccaggi innovativi – ad esempio, un progetto in Catalogna, Spagna, sta realizzando una hydrogen valley con stoccaggio sotterraneo in un giacimento di gas esaurito, e una valle svedese integra lo stoccaggio sotterraneo di idrogeno del progetto HYBRIT per la produzione di acciaio.
- Progetto HYBRIT Steel (Svezia): Questo progetto sta trasformando la produzione di acciaio utilizzando idrogeno invece del carbone. Per garantire una fornitura costante di idrogeno all’acciaieria, HYBRIT ha costruito una caverna sotterranea unica per lo stoccaggio di idrogeno a Luleå, Svezia – in sostanza una vecchia caverna rocciosa rivestita e pressurizzata per contenere gas idrogeno hybritdevelopment.se. Nel 2022 è stato inaugurato questo stoccaggio da 100 m³, che da allora funziona con successo, immagazzinando idrogeno prodotto da fonti rinnovabili per alimentare l’impianto pilota di acciaio hybritdevelopment.se. È su scala più piccola rispetto alle caverne saline, ma rappresenta un uso pionieristico dello stoccaggio di idrogeno per consentire un funzionamento industriale continuo. L’esempio dell’industria siderurgica dimostra che lo stoccaggio di idrogeno può decarbonizzare direttamente i processi industriali: il pilota HYBRIT ha già prodotto acciaio di alta qualità con zero emissioni di carbonio utilizzando idrogeno privo di fonti fossili stoccato fasken.com.
Governo e settore pubblico: Ultimo ma non meno importante, i governi stessi sono attori principali tramite finanziamenti e politiche. Negli ultimi due anni si è assistito a un ondata senza precedenti di investimenti pubblici nell’idrogeno. Negli Stati Uniti, la legge bipartisan sulle infrastrutture del 2021 ha stanziato 8 miliardi di dollari per i Regional Clean Hydrogen Hubs, portando a un annuncio nell’ottobre 2023 di sette progetti di hub dell’idrogeno che riceveranno 7 miliardi di dollari di finanziamenti federali bidenwhitehouse.archives.gov. Questi hub – distribuiti in tutto il paese dalla Pennsylvania al Texas fino alla California – hanno attirato oltre 40 miliardi di dollari di co-investimenti privati bidenwhitehouse.archives.gov. Complessivamente puntano a produrre 3 milioni di tonnellate di idrogeno pulito all’anno entro il 2030 (circa un terzo dell’obiettivo statunitense per quell’anno) e a creare decine di migliaia di posti di lavoro bidenwhitehouse.archives.gov. È importante notare che molti hub includono piani per caverne di stoccaggio dell’idrogeno, gasdotti e infrastrutture di distribuzione per collegare i produttori di idrogeno con gli utenti. Il governo degli Stati Uniti ha inoltre introdotto incentivi generosi come il Clean Hydrogen Production Tax Credit (45V) – fino a 3 dollari per chilogrammo di idrogeno pulito prodotto – per stimolare gli investimenti in tutta la filiera projectfinance.law. Questo credito d’imposta (parte dell’Inflation Reduction Act del 2022) ha portato a un aumento del 247% nei progetti di idrogeno pianificati, poiché gli sviluppatori prevedono crediti che rendono l’idrogeno verde molto più competitivo in termini di costi. In Europa, il Green Deal dell’UE e il piano REPowerEU hanno posto l’idrogeno al centro dell’attenzione. L’UE ha fissato l’obiettivo di produrre 10 milioni di tonnellate di idrogeno rinnovabile all’anno entro il 2030 e di importarne altre 10 milioni di tonnellate energy.ec.europa.eu. Per sostenere questo, l’UE e gli stati membri hanno lanciato programmi di finanziamento come Important Projects of Common European Interest (IPCEI). Nel periodo 2022–2024, sono stati approvati tre programmi IPCEI (Hy2Tech, Hy2Use, Hy2Infra), che canalizzano miliardi nella tecnologia e nelle infrastrutture dell’idrogeno. Il Hy2Infra IPCEI (febbraio 2024) sostiene esplicitamente la costruzione di “strutture di stoccaggio dell’idrogeno su larga scala e gasdotti” in diversi paesi energy.ec.europa.eu. Inoltre, l’UE sta istituendo una “European Hydrogen Bank” per sovvenzionare l’idrogeno verdela produzione di idrogeno e garantire l’acquisto, il che aiuta indirettamente lo stoccaggio assicurando la domanda. I singoli paesi europei hanno le proprie strategie: la Germania, ad esempio, ha raddoppiato i finanziamenti per l’idrogeno a 20 miliardi di euro e cofinanzia la ricerca e sviluppo sullo stoccaggio dell’idrogeno, mentre la Francia sta investendo nella tecnologia dei serbatoi di idrogeno liquido per l’aviazione. Anche i governi della Asia-Pacifico sono in gioco: il Giappone prevede di utilizzare 5 milioni di tonnellate di idrogeno all’anno entro il 2030 e ha una strategia che punta sulla costruzione di navi cisterna LH₂ e terminal di stoccaggio; la Corea del Sud punta a numerose città dell’idrogeno alimentate a celle a combustibile e ha realizzato un grande impianto di stoccaggio di idrogeno e produzione di energia a celle a combustibile (il progetto “Hanam Fuel Cell”). La Cina, sebbene attualmente si concentri su veicoli e uso industriale, sta rapidamente aumentando la produzione di elettrolizzatori e probabilmente implementerà grandi sistemi di stoccaggio di idrogeno man mano che integrerà l’idrogeno nel proprio sistema energetico.

Tutti questi attori e progetti sottolineano un punto chiave: lo stoccaggio dell’idrogeno sta attirando grandi capitali e talenti in tutto il mondo. La convergenza tra industria consolidata, startup innovative e investimenti pubblici sta accelerando i progressi. Questo ampio sostegno è il motivo per cui molti analisti credono che questa volta l’idrogeno sia destinato a restare (a differenza dei precedenti cicli di entusiasmo). Come ha affermato un osservatore del settore, la storia dell’idrogeno ha raggiunto un vero punto di svolta – con la maturazione della tecnologia e l’afflusso di investimenti massicci, l’idrogeno è pronto a svolgere un ruolo sempre più importante nella transizione energetica globale fasken.com.

Applicazioni: Trasporti, Accumulo di Rete e Usi Industriali

Cosa faremo effettivamente con tutto questo idrogeno stoccato? Un grande vantaggio dell’idrogeno è la sua versatilità: lo stesso idrogeno può alimentare un’auto, riscaldare un forno industriale o fornire energia a una centrale elettrica. Ecco alcune delle principali aree di applicazione e come lo stoccaggio dell’idrogeno le rende possibili:

Trasporti: I veicoli a celle a combustibile a idrogeno (FCEV) sono un pilastro della visione dell’economia dell’idrogeno. Questi includono automobili (come la Toyota Mirai, Hyundai Nexo), autobus, camion (ad es. prototipi di Nikola, Toyota/Kenworth, Hyundai Xcient), treni e persino carrelli elevatori. Nei veicoli, lo stoccaggio compatto a bordo è fondamentale. La maggior parte dei FCEV utilizza serbatoi di gas compresso a 700 bar come menzionato. Questi serbatoi avanzati offrono alle auto autonomie di 300–400 miglia, rendendo i FCEV competitivi con la benzina in termini di autonomia energy.gov. I camion e gli autobus pesanti spesso utilizzano sistemi a 350 bar (serbatoi più grandi a pressione inferiore), ma si affidano comunque a uno stoccaggio ad alta densità per avere un’autonomia/frequenza di rifornimento accettabile. La tecnologia di stoccaggio dell’idrogeno incide direttamente sulla fattibilità dei veicoli: serbatoi migliori significano veicoli più leggeri o maggiore autonomia. Il vantaggio dell’idrogeno rispetto alle batterie è il rifornimento rapido e il peso inferiore a parità di autonomia, motivo per cui viene considerato per il trasporto a lunga percorrenza e ad alta utilizzazione. Ad esempio, nel 2023, i treni a celle a combustibile di Alstom hanno iniziato il servizio in Germania su linee regionali – ogni treno ha serbatoi di idrogeno sul tetto per percorrere 1.000 km con un pieno, sostituendo i treni diesel sulle tratte non elettrificate. Nell’aviazione, le aziende stanno testando droni e piccoli aerei alimentati a idrogeno, e stanno persino valutando l’idrogeno liquido per aerei di medie dimensioni negli anni 2030. Il settore navale sta esplorando carburanti derivati dall’idrogeno: alcune imbarcazioni dimostrative utilizzano celle a combustibile a idrogeno con stoccaggio a bordo, ma molte stanno puntando su ammoniaca o metanolo (che richiedono serbatoi di altro tipo). È importante sottolineare che è necessaria anche un’infrastruttura di stoccaggio dell’idrogeno fuori dai veicoli: una rete di stazioni di rifornimento e depositi di idrogeno per servire questi veicoli. Per le rotte dei camion, l’industria sta considerando “corridoi dell’idrogeno” con stazioni di rifornimento ogni 100 miglia circa. Nei porti e negli aeroporti, lo stoccaggio di idrogeno (probabilmente come liquido o ammoniaca) potrebbe alimentare le navi e gli aerei del futuro. Il settore dei carrelli elevatori e dei magazzini è stato un successo precoce per l’idrogeno – aziende come Amazon e Walmart già utilizzano migliaia di carrelli elevatori a celle a combustibile nei centri di distribuzione. Questi carrelli elevatori hanno piccoli serbatoi a 350 bar che gli operatori riforniscono in pochi minuti presso un distributore di idrogeno in loco (supportato da una fornitura di idrogeno liquido o da un compressore e bombole in loco). Il rifornimento rapido e il funzionamento continuo (senza necessità di sostituire la batteria) si sono rivelati un caso d’uso vincente. Questo dimostra come lo stoccaggio dell’idrogeno consenta guadagni di produttività in alcune nicchie già oggi.
Accumulo di energia in rete: Man mano che la quota di solare ed eolico nelle reti elettriche cresce, aumenta anche la necessità di accumulo di lunga durata per compensare la loro variabilità. Le batterie sono ottime per alcune ore, ma per immagazzinare giorni o settimane di energia, l’idrogeno è un candidato forte. L’idea è di utilizzare l’energia rinnovabile in eccesso (ad esempio, giornate ventose o fine settimana soleggiati con bassa domanda) per produrre idrogeno tramite elettrolisi, immagazzinare quell’idrogeno in serbatoi o caverne, e poi utilizzarlo in celle a combustibile o turbine per generare elettricità quando necessario (come durante un lungo periodo nuvoloso o inverni con poco vento). Questo crea essenzialmente una riserva di energia rinnovabile. Sono in corso progetti pilota: oltre ad ACES nello Utah, in Europa il progetto “BigBattery” in Austria sta immagazzinando idrogeno rinnovabile in una caverna per alimentare una turbina a gas nei momenti di picco. Il progetto Uniper in Germania che abbiamo menzionato testerà come una caverna salina possa bilanciare la rete e fornire sicurezza energetica conservando idrogeno verde che può essere rapidamente utilizzato. Se questi progetti avranno successo, i paesi potrebbero mantenere riserve strategiche di idrogeno proprio come le riserve strategiche di petrolio – ma per l’energia pulita. Un altro utilizzo in rete è il power-to-gas: convertire energia rinnovabile in idrogeno e iniettarlo nella rete del gas (come miscela o convertito in metano sintetico) per immagazzinare energia nell’infrastruttura del gas esistente. Alcune utility lo stanno già facendo su piccola scala, utilizzando di fatto la rete del gas naturale come una gigantesca “batteria” tramite l’iniezione stagionale di idrogeno. L’idrogeno può anche fornire servizi di rete: impianti a celle a combustibile possono aumentare o diminuire la produzione per stabilizzare la frequenza, oppure generatori distribuiti a celle a combustibile possono fornire alimentazione di backup a ospedali e data center (celle a combustibile con stoccaggio di idrogeno in loco sono state installate per backup critico, poiché possono avere una scorta di carburante per più giorni in sede, superando in alcuni casi i generatori diesel).
Usi industriali: L’idrogeno è già utilizzato nell’industria (raffinerie, impianti di fertilizzanti, impianti chimici), ma per lo più si tratta di idrogeno “grigio” da combustibili fossili. La transizione consiste nell’utilizzare idrogeno pulito negli stessi processi per eliminare le emissioni di CO₂. Ad esempio, le raffinerie di petrolio usano l’idrogeno per desolforare i combustibili; potrebbero usare idrogeno verde da un elettrolizzatore vicino e immagazzinarlo in loco per una fornitura costante. Gli impianti di fertilizzanti a base di ammoniaca necessitano di idrogeno come materia prima; nuovi progetti mirano a produrre ammoniaca verde utilizzando idrogeno immagazzinato proveniente da fonti rinnovabili variabili. La produzione di acciaio è un’applicazione di grande rilievo: tradizionalmente, l’acciaio viene prodotto utilizzando carbone in altiforni, ma l’uso dell’idrogeno in un processo di riduzione diretta del ferro (DRI) può ridurre la CO₂ di oltre il 90%. Il progetto HYBRIT in Svezia ha dimostrato nel 2021–2022 che l’idrogeno privo di fonti fossili può produrre acciaio di alta qualità fasken.com. L’idrogeno viene temporaneamente immagazzinato in loco in modo che l’acciaieria possa funzionare 24/7 anche se gli elettrolizzatori o l’energia eolica fluttuano. ArcelorMittal e altri giganti dell’acciaio stanno seguendo l’esempio, con forni dimostrativi alimentati a idrogeno in Germania, Canada, ecc. Qui lo stoccaggio dell’idrogeno (anche solo serbatoi tampone per alcune ore di fornitura) è fondamentale per mantenere continuo il processo industriale ed evitare fermi. Altri usi industriali includono il calore ad alta temperatura nella produzione di cemento o vetro: l’idrogeno può essere immagazzinato e poi bruciato in forni o fornaci per fornire calore molto elevato senza CO₂. Alcune fabbriche di vetro sperimentali (ad esempio in Germania) hanno fatto funzionare forni con miscele di idrogeno. Immissione in rete per il riscaldamento: le caldaie a idrogeno potrebbero un giorno fornire calore per edifici o vapore industriale. Nel Regno Unito, un progetto pilota “Hydrogen Homes” mostra caldaie e fornelli alimentati al 100% a idrogeno; se la rete del gas di una città passasse all’idrogeno, sarebbe necessaria una produzione e uno stoccaggio centrale di idrogeno per gestire le variazioni della domanda (come un grande serbatoio per gestire i picchi di richiesta di riscaldamento mattutini). Un’applicazione industriale in crescita è l’uso dell’idrogeno per l’accumulo di energia in siti remoti o microreti – in pratica sostituendo i generatori diesel con soluzioni a idrogeno. Ad esempio, torri di telecomunicazione o laboratori isolati possono utilizzare pannelli solari + un elettrolizzatore per produrre idrogeno, immagazzinarlo in bombole o idruri metallici, quindi utilizzare una cella a combustibile quando serve energia di notte. Anche alcuni data center stanno testando celle a combustibile a idrogeno come alimentazione di backup al posto dei generatori diesel, il che comporta lo stoccaggio di idrogeno in loco (tipicamente in serbatoi pressurizzati).

In sintesi, lo stoccaggio dell’idrogeno sblocca flessibilità: separa la produzione di idrogeno dal suo utilizzo. Questo significa che i veicoli a idrogeno possono fare rifornimento rapidamente perché il carburante è stato prodotto e immagazzinato in anticipo; le centrali elettriche possono aumentare la produzione utilizzando idrogeno immagazzinato prodotto in momenti di minor costo; le fabbriche possono funzionare senza interruzioni perché hanno riserve di idrogeno a disposizione. Con l’espansione di queste applicazioni, cresce la domanda di soluzioni di stoccaggio dell’idrogeno migliori ed economiche, creando un circolo virtuoso di miglioramento tecnologico e di scala.

Ultime notizie, tendenze e politiche (2024–2025)

Il settore dello stoccaggio dell’idrogeno si sta evolvendo rapidamente, con frequenti notizie su nuovi progetti e politiche di supporto. Ecco alcuni degli sviluppi più rilevanti dell’ultimo anno:

Hydrogen Hubs e Piogge di Finanziamenti: Alla fine del 2023, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha annunciato i vincitori del programma Regional Clean Hydrogen Hubs – sette progetti hub in tutto il paese, dalla California alla Pennsylvania, che si divideranno 7 miliardi di dollari di finanziamenti federali bidenwhitehouse.archives.gov. Si prevede che questi hub attireranno altri oltre 40 miliardi di dollari di investimenti privati bidenwhitehouse.archives.gov e metteranno gli Stati Uniti sulla strada per produrre oltre 3 milioni di tonnellate di idrogeno all’anno entro un decennio bidenwhitehouse.archives.gov. Fondamentale, molti hub includono componenti dedicate allo stoccaggio dell’idrogeno (ad esempio, caverne pianificate in Texas e Louisiana, grandi depositi di serbatoi in California) per gestire domanda e offerta. Questa iniezione di capitale è una delle più grandi mai viste nelle infrastrutture dell’idrogeno negli Stati Uniti, segnalando una forte volontà politica. A rafforzare ulteriormente la fiducia, il Tesoro degli Stati Uniti nel 2023 ha chiarito le regole per il credito d’imposta sulla produzione di idrogeno (45V), garantendo ai produttori fino a 3 dollari/kg per idrogeno pulito projectfinance.law – un punto di svolta per l’economia. Di conseguenza, aziende come Plug Power, Air Products e diversi sviluppatori di energie rinnovabili hanno aumentato drasticamente i loro progetti di idrogeno in Nord America.
Accelerazione dell’idrogeno in Europa: L’Europa ha raddoppiato gli sforzi sull’idrogeno in risposta alle preoccupazioni sulla sicurezza energetica (dopo la crisi del gas del 2022) e agli obiettivi climatici. Nel maggio 2024, l’UE ha approvato IPCEI Hy2Move, un progetto multinazionale che copre l’intera catena del valore dell’idrogeno, comprese le innovazioni nello stoccaggio energy.ec.europa.eu. L’UE ha inoltre introdotto nuove regole nel 2023–2024 (attraverso il Pacchetto per il Mercato dell’Idrogeno e dei Gas Decarbonizzati) per facilitare lo sviluppo delle infrastrutture e del commercio dell’idrogeno energy.ec.europa.eu. Una nuova iniziativa dell’UE è la European Hydrogen Bank, che sta preparando le prime aste per sovvenzionare il divario di prezzo dell’idrogeno verde – garantendo di fatto un mercato per l’idrogeno affinché i progetti (e gli impianti di stoccaggio) possano operare con entrate stabili. Diversi paesi europei hanno aggiornato le proprie strategie sull’idrogeno: la Germania ha aumentato il proprio obiettivo di domanda di idrogeno al 2030 e sta finanziando una rete nazionale dell’idrogeno; il Regno Unito ha annunciato una strategia nel 2023 che include sperimentazioni per il riscaldamento domestico al 100% a idrogeno e ha stanziato fondi per concorsi sullo stoccaggio dell’idrogeno (ad es. il Net Zero Innovation Portfolio). Italia e Spagna sono andate avanti con progetti pilota che miscelano idrogeno nelle reti del gas fino al 10%. E per affrontare le barriere tecniche, l’UE ha pubblicato a fine 2024 delle linee guida per accelerare le autorizzazioni dei siti di stoccaggio dell’idrogeno, riconoscendoli come infrastrutture critiche.
Iniziative Asia-Pacifico: Il Giappone, pioniere dell’idrogeno, ha rivisto la sua Strategia di Base sull’Idrogeno nel giugno 2023, raddoppiando il proprio obiettivo di approvvigionamento di idrogeno al 2030 a 12 milioni di tonnellate (inclusa l’ammoniaca importata) e impegnando 107 miliardi di dollari in finanziamenti pubblico-privati in 15 anni per costruire catene di approvvigionamento. Questo include finanziamenti per più vettori di idrogeno liquido, terminal di stoccaggio e possibilmente una rete di gasdotti per l’idrogeno nelle regioni industriali del Giappone. La Corea del Sud ha approvato una Legge sull’Economia dell’Idrogeno che prevede incentivi per la costruzione di impianti di produzione e stoccaggio dell’idrogeno e mira a diffondere ampiamente le celle a combustibile nella generazione di energia (che a sua volta richiede una fornitura e uno stoccaggio di idrogeno robusti). L’Australia nel 2023 ha stanziato ulteriori fondi per il suo programma di hub regionali dell’idrogeno, con progetti come il Western Sydney Hydrogen Hub che si concentrano su come stoccare l’idrogeno per l’industria locale e i trasporti. E la Cina, già leader nella produzione di elettrolizzatori, ha annunciato all’inizio del 2025 una serie di “Parchi dell’Industria dell’Idrogeno” in varie province – sebbene i dettagli siano scarsi, questi parchi probabilmente includeranno grandi stoccaggi per idrogeno industriale e rifornimento di veicoli, in linea con l’obiettivo della Cina di avere 50.000 FCEV sulle strade entro il 2025.
Progressi tecnologici e dimostrazioni: Abbiamo visto in precedenza alcune innovazioni nei materiali (come i MOF e i nuovi idruri) riportate nel 2024. Inoltre, le aziende stanno aumentando la scala delle tecnologie già collaudate: nell’aprile 2025, Hydrogenious LOHC ha ricevuto il permesso per l’impianto di stoccaggio Hector LOHC (il più grande al mondo) h2-international.com, segnando il passaggio dell’LOHC dalla fase pilota a quella commerciale su larga scala. Sempre nel 2024, un consorzio europeo ha dimostrato un sistema di stoccaggio di idrogeno solido per la ricarica di veicoli elettrici off-grid: in pratica un rimorchio con serbatoi di idruro metallico che immagazzinano idrogeno per alimentare un generatore a celle a combustibile, che può essere parcheggiato per ricaricare auto elettriche in località remote – un’applicazione creativa e alternativa. Sul fronte criogenico, la NASA e aziende spaziali private hanno continuato a innovare nello stoccaggio ultra-freddo: un test della NASA a fine 2024 ha dimostrato una nuova tecnica di isolamento che ha ridotto del 50% l’evaporazione nei serbatoi di idrogeno liquido, il che potrebbe tradursi in uno stoccaggio e trasporto di LH₂ a terra più efficienti. E in particolare, il progetto pilota di Uniper in una caverna salina in Germania ha iniziato a essere riempito di idrogeno nel settembre 2024 gasworld.com, rendendolo una delle prime caverne di idrogeno attive al mondo. I primi risultati mostrano un efficace sigillamento e recupero dell’idrogeno, un segnale incoraggiante per progetti simili. Ognuna di queste tappe – permessi, dimostrazioni, miglioramenti di efficienza – rafforza la fiducia che l’aumento di scala dello stoccaggio di idrogeno non solo sia possibile, ma stia già avvenendo.
Citazioni dai leader del settore: Il sentimento dell’industria è fortemente ottimista, pur restando realistico sulle sfide. Ad esempio, Sanjiv Lamba, CEO di Linde, ha avvertito nel 2024 che la tecnologia degli elettrolizzatori e i costi devono ancora migliorare per una vera diffusione su larga scala dell’idrogeno verde gasworld.com gasworld.com. Il suo punto sottolinea che ridurre il costo di produzione dell’idrogeno renderà i progetti di stoccaggio più economicamente sostenibili. Su una nota più ottimista, Ben Nyland, CEO di Loop Energy (azienda di celle a combustibile), ha dichiarato a fine 2023: “Siamo al punto di svolta in cui le soluzioni a idrogeno scaleranno rapidamente – la tecnologia è pronta e la volontà di implementarla c’è.” Allo stesso modo, Jorgo Chatzimarkakis, CEO di Hydrogen Europe (associazione di settore), sottolinea spesso che i numerosi progetti europei “dimostrano che l’economia dell’idrogeno sta diventando realtà” e che ora il focus è sull’esecuzione: costruire serbatoi, caverne, gasdotti, camion e tutto il resto, non solo parlarne. E per tornare al nostro precedente accenno al momento favorevole, la Global Hydrogen Review 2023 dell’IEA ha osservato che la domanda di idrogeno e i progetti stanno crescendo più rapidamente che mai, ma ha anche esortato i governi a “concentrarsi su infrastrutture e stoccaggio” poiché questi potrebbero diventare colli di bottiglia se trascurati.
Sfide politiche: Vale la pena notare alcune controcorrenti. Alcuni analisti e gruppi ambientalisti invitano alla cautela su certi usi dell’idrogeno (ad esempio, sostengono che miscelarlo nel riscaldamento domestico sia inefficiente rispetto all’elettrificazione diretta). Ci sono richieste di indirizzare l’uso dell’idrogeno verso i settori che ne hanno realmente bisogno (come l’industria e il trasporto pesante) e di non sprecare risorse in ambiti che hanno alternative. Questo dibattito può influenzare il sostegno politico a specifici progetti di stoccaggio – ad esempio, se i governi sovvenzionano l’idrogeno per il riscaldamento residenziale (il che significherebbe investire in distribuzione e stoccaggio) o se si concentrano sui poli industriali. Inoltre, incidenti di sicurezza (per fortuna rari) ricordano l’importanza di mantenere standard rigorosi – un’esplosione nel 2019 in una stazione di rifornimento di idrogeno in Norvegia e una nel 2022 di un rimorchio per idrogeno in California hanno entrambe portato a rallentamenti temporanei nell’installazione di stazioni fino a quando non sono state comprese le cause e apportate le correzioni (in quei casi, sono stati identificati difetti di fabbricazione). I responsabili politici continuano a perfezionare le normative per garantire che l’idrogeno sia utilizzato in modo sicuro e sostenibile. Nel complesso, la tendenza politica è di supporto, ma con l’obiettivo di indirizzare l’idrogeno dove può avere il maggiore impatto.

Guardando alla traiettoria, la seconda metà degli anni 2020 si preannuncia come un periodo di svolta per lo stoccaggio dell’idrogeno. Decine di siti di stoccaggio multi-megawatt o di scala kiloton saranno probabilmente costruiti in tutto il mondo, alimentando una rete crescente di utilizzatori di idrogeno. Con un forte sostegno politico, miglioramenti tecnologici e aziende pronte a investire, l’idrogeno sta passando costantemente dall’hype alla realtà concreta.

Conclusione: Verso un futuro alimentato a idrogeno

Lo stoccaggio dell’idrogeno, un tempo argomento tecnico di nicchia, è ora diventato un pilastro dei piani per l’energia pulita in tutto il mondo. La capacità di immagazzinare idrogeno in modo sicuro ed efficiente ci sta permettendo di ripensare i nostri sistemi energetici – dalle auto e camion che emettono solo acqua, alle reti elettriche che possono accumulare il vento invernale per il calore estivo, fino alle grandi industrie come l’acciaio e la chimica che possono funzionare senza emissioni di carbonio. Rimangono delle sfide, ovviamente, tra cui la riduzione dei costi e il miglioramento ulteriore delle densità di stoccaggio. Ma come abbiamo visto, una ondata globale di innovazione e investimenti sta affrontando queste sfide in modo diretto.

Ogni metodo di stoccaggio – serbatoi ad alta pressione, liquidi criogenici, idruri metallici, vettori chimici – contribuisce a completare il quadro. Nei prossimi anni, probabilmente vedremo queste soluzioni perfezionate e combinate in modi ingegnosi (immaginate, ad esempio, una futura stazione di rifornimento di idrogeno che utilizza una criopompa per riempire le auto, serbatoi a idruri metallici per bilanciare la fornitura e un camion LOHC che arriva periodicamente per scaricare idrogeno catturato da un parco eolico lontano). La rivoluzione dello stoccaggio dell’idrogeno non riguarda una sola tecnologia vincente, ma il dispiegamento della giusta combinazione di soluzioni per ogni applicazione.

L’entusiasmo intorno all’idrogeno è reale e in crescita. “È arrivato il momento dell’idrogeno”, come ha proclamato un rapporto sull’energia fasken.com, sottolineando che la convergenza tra necessità climatica, prontezza tecnologica e supporto politico non è mai stata così forte. Le principali economie stanno investendo miliardi nelle infrastrutture per l’idrogeno, e il settore privato sta tenendo il passo. Questo significa che ciò che un tempo era solo teorico – ad esempio, gestire un intero impianto siderurgico a idrogeno o alimentare una città durante un blackout di una settimana con idrogeno immagazzinato – ora è praticamente all’orizzonte.

Per il pubblico, gli sviluppi nello stoccaggio dell’idrogeno potrebbero presto diventare visibili nella vita quotidiana: forse sotto forma di più autobus a celle a combustibile a idrogeno che percorrono silenziosamente le strade cittadine, o nuovi cartelli “H₂” alle stazioni di rifornimento, o notizie locali su un progetto di accumulo energetico che utilizza idrogeno sotterraneo invece di una gigantesca batteria. Questi sono segnali di un cambiamento di paradigma nel modo in cui pensiamo al carburante. L’idrogeno, l’elemento più semplice, è pronto a svolgere un ruolo complesso e prezioso nella nostra transizione verso l’energia pulita. Imparando a immagazzinarlo, ne sblocchiamo tutto il potenziale come vettore energetico pulito e flessibile.

La strada da percorrere richiederà una continua collaborazione tra scienziati, ingegneri, industrie e governi per garantire che i sistemi di stoccaggio dell’idrogeno siano sicuri, accessibili e integrati con le nostre reti energetiche più ampie. Ma se la traiettoria attuale è indicativa, questi sforzi daranno i loro frutti. Immagazzinare il gas più leggero dell’universo non è un compito leggero, ma con ingegno potrebbe davvero illuminare la strada verso un futuro energetico sostenibile. Come spesso dicono i leader dell’industria dell’idrogeno, questa volta è davvero diverso: stiamo assistendo alla nascita di un’era alimentata a idrogeno, e un robusto stoccaggio dell’idrogeno è la chiave che tiene tutto insieme. fasken.com iea.org

Fonti:cs/eus-energy-system/hydrogen_en#:~:text=La priorità per l’UE,zero, e sviluppo sostenibile” target=”_blank” rel=”noreferrer noopener”>energy.ec.europa.eu, fasken.com, gasworld.com.

“The most dumb thing" for energy storage: Hydrogen

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