L'idrogeno verde per la decarbonizzazione della produzione di acciaio

L'acciaio è un materiale versatile e indispensabile nella vita moderna. Dalle costruzioni ingegneristiche ai mezzi di trasporto, passando per gli elettrodomestici e i mobili, è presente in una varietà di strumenti e componenti di uso quotidiano.

Tuttavia, la produzione di acciaio è una delle industrie a più alta intensità energetica, responsabile di circa il 7-9% delle emissioni globali di anidride carbonica (CO₂). Questo perché il metodo tradizionale si basa sul carbone da coke o metallurgico, che funge sia da fonte energetica che da agente riducente nella conversione dei minerali di ferro in acciaio.
Questa dipendenza dal carbone ha conseguenze ambientali significative, che spingono alla ricerca di alternative più pulite.

Una soluzione promettente è l'idrogeno verde, ovvero l'idrogeno prodotto dall'elettrolisi dell'acqua utilizzando fonti rinnovabili come l'energia eolica o solare.

Nel metodo convenzionale, si utilizza il carbone per ridurre i minerali di ferro (ossido di ferro) in ferro metallico, rilasciando CO₂ come sottoprodotto:

Nel processo di riduzione diretta del ferro (DRI) basato sull'idrogeno, invece, quest’ultimo sostituisce il carbone come agente riducente. La reazione con il minerale di ferro genera ferro metallico e vapore acqueo anziché CO₂:

Questo processo non solo è più sostenibile, ma è anche in linea con gli obiettivi globali per raggiungere la neutralità del carbonio.

L’uso dell’idrogeno verde per la produzione di acciaio offre numerosi benefici:

• Azzeramento delle emissioni di CO₂

Ogni tonnellata di acciaio prodotta con metodi tradizionali genera circa 1,85 tonnellate di CO₂ (dato 2018). L’utilizzo dell’idrogeno verde, invece, ha come unico sottoprodotto l'acqua, riducendo drasticamente l'impronta di carbonio dell'industria.

• Incentivi e vantaggi di mercato

I produttori di acciaio che usano l’idrogeno possono beneficiare di sussidi, agevolazioni fiscali e avere vantaggi in quei mercati che privilegiano prodotti a basse emissioni e più sostenibili. La crescente domanda di “acciaio verde” da parte di consumatori e industrie attente all'ambiente rafforza ulteriormente le ragioni economiche dell'idrogeno.

In particolare, un recente report ha dimostrato che il sovrapprezzo per l'acquisto di auto prodotte con acciaio verde è talmente trascurabile rispetto al costo totale del veicolo che i clienti non se ne accorgerebbero nemmeno.

• Costi ridotti nel lungo periodo

Sebbene gli investimenti iniziali del passaggio alla produzione di acciaio a idrogeno siano elevati a causa della necessità di nuove infrastrutture, i vantaggi a lungo termine includono costi operativi più bassi. Con il continuo calo dei prezzi delle energie rinnovabili, si prevede che la produzione di idrogeno verde diventi più competitiva.

Al contrario, i prezzi del carbone sono soggetti alla volatilità e alle pressioni normative dovute ai meccanismi di tariffazione sulle emissioni.

Nonostante i vantaggi, l'adozione dell'idrogeno verde nell’industria siderurgica presenta alcune sfide:

• Costo elevato

Questa sostanza chimica è attualmente più costosa da produrre rispetto alla sua controparte grigia (derivata dal gas naturale) o al carbone. Pertanto, l'aumento della sua produzione è fondamentale per ridurre i costi.

• Nuove infrastrutture

La transizione verso la produzione di acciaio a idrogeno richiede investimenti significativi in nuovi impianti DRI e sistemi di stoccaggio e distribuzione.

• Fabbisogno energetico

La produzione di idrogeno verde attraverso l'elettrolisi richiede grandi quantità di energia, stimata in 135 TWh di nuova elettricità rinnovabile, un valore che implica un'espansione significativa della capacità produttiva.

L’idrogeno verde rappresenta una soluzione concreta per decarbonizzare uno dei settori industriali più inquinanti al mondo. Sebbene rimangano sfide tecniche ed economiche, i continui progressi tecnologici e il sostegno delle politiche dovrebbero accelerare l'adozione dell'idrogeno nella produzione di acciaio.

Questa transizione non solo sostiene gli obiettivi climatici, ma posiziona anche l'industria siderurgica come leader nel passaggio globale verso pratiche industriali sostenibili.