Multi-model assessment of global hydrogen trade under Paris-aligned scenarios
Questo studio armonizza due modelli energetici globali per rivelare che, sebbene il commercio di idrogeno sia essenziale per una decarbonizzazione in linea con gli Accordi di Parigi, esso rimarrà probabilmente più concentrato a livello regionale con un limitato scambio internazionale liquido, contrastando con le attuali narrazioni politiche che enfatizzano eccessivamente i mercati globali.
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L'idrogeno è spesso descritto come il combustibile del futuro, un vettore energetico pulito che potrebbe aiutare il mondo ad allontanarsi dalla combustione di carbone, petrolio e gas. A differenza dei combustibili fossili, che rilasciano anidride carbonica quando vengono bruciati, l'idrogeno può essere prodotto utilizzando elettricità rinnovabile e acqua, emettendo solo vapore acqueo quando viene utilizzato. Attualmente, la maggior parte dell'idrogeno è prodotta dal gas naturale e utilizzata all'interno di complessi industriali, spesso proprio accanto al luogo in cui viene creato. Tuttavia, poiché il mondo cerca di limitare il riscaldamento globale a 1,5 o 2 gradi Celsius, il ruolo dell'idrogeno si prevede che si espanderà drammaticamente. Potrebbe alimentare camion pesanti, riscaldare fabbriche e alimentare navi, settori che sono difficili da elettrificare direttamente. Poiché il sole splende e il vento soffia in luoghi diversi con intensità diverse, alcune regioni saranno in grado di produrre idrogeno molto più economicamente di altre. Questa realtà ha scatenato una conversazione globale sul fatto che i paesi debbano commerciare l'idrogeno attraverso gli oceani, proprio come commerciano oggi petrolio e gas, per bilanciare offerta e domanda.
Un team di ricercatori dell'University College London e dell'International Institute for Applied Systems Analysis ha deciso di testare la realtà di questo mercato globale dell'idrogeno. Volevano sapere se le ambiziose pianificazioni commerciali annunciate dai governi in tutto il mondo corrispondano effettivamente ai percorsi più efficienti e a basso costo verso un futuro energetico pulito. Per trovare la risposta, non si sono affidati a un singolo modello informatico o a un singolo insieme di ipotesi. Al contrario, hanno riunito due dei modelli di sistemi energetici più sofisticati al mondo, TIAM-UCL e MESSAGEix, per eseguire una serie di simulazioni parallele. Questi modelli agiscono come gemelli digitali dettagliati dell'intera economia globale, calcolando come l'energia fluisce dalla produzione al consumo sotto rigide regole climatiche. I ricercatori hanno chiesto a questi modelli di mappare il percorso verso un mondo a 1,5 e 2 gradi, testando diversi scenari: cosa succederebbe se il commercio di idrogeno fosse facilmente accessibile? Cosa succederebbe se i governi imponessero obiettivi commerciali che potrebbero essere troppo elevati? E cosa succede se rimuoviamo completamente il commercio internazionale?
Le simulazioni hanno rivelato un futuro più locale e meno globale di quanto suggeriscano molte attuali strategie politiche. Sebbene l'idrogeno diventerà effettivamente una parte massiccia del mix energetico globale, passando dal suo livello attuale a fornire tra i 90 e i 130 exajoules all'anno entro la fine del secolo, il commercio di questo combustibile sarà molto diverso dal commercio del petrolio. I modelli mostrano che la stragrande maggioranza del movimento dell'idrogeno avverrà all'interno delle regioni, viaggiando attraverso oleodotti o camion a breve distanza piuttosto che attraversare gli oceani. Negi scenari climatici più ambiziosi, la quantità di idrogeno scambiata internazionalmente come liquido su navi è proiettata ad essere piuttosto piccola, raggiungendo solo tra 1 e 6 exajoules all'anno entro il 2050. Si prevede anche che questo commercio internazionale arriverà più tardi di quanto molti sperino, non diventando una parte significativa del sistema fino agli anni 2050 o addirittura 2060, una volta che le infrastrutture locali saranno già state stabilite.
Questo dato contrasta nettamente con l'attuale ondata di strategie nazionali sull'idrogeno, dove decine di paesi hanno fissato obiettivi audaci per l'importazione o l'esportazione di idrogeno entro il 2030 e il 2050. Quando i ricercatori hanno costretto i loro modelli a soddisfare questi specifici obiettivi governativi, i risultati hanno mostrato una chiara discrepanza. I volumi commerciali richiesti per raggiungere questi obiettivi politici erano più del doppio di quanto i modelli prevedessero come il percorso più conveniente. In questi scenari "guidati dalla politica", il commercio di idrogeno appariva decenni prima rispetto agli scenari ottimizzati in termini di costi, e i volumi erano molto più elevati. I ricercatori suggeriscono che, sebbene questi obiettivi dimostrino la volontà politica, essi potrebbero essere fuori strada rispetto alle realtà fisiche ed economiche della costruzione di un nuovo sistema energetico globale. Se i paesi costruissero massicce infrastrutture di esportazione basandosi su questi obiettivi eccessivamente ottimistici, rischierebbero di creare asset costosi che rimarrebbero inutilizzati perché la domanda globale non si materializza così rapidamente come pianificato.
Lo studio ha inoltre evidenziato quali parti del mondo saranno probabilmente i protagonisti di questa nuova economia. Le simulazioni hanno indicato costantemente regioni come l'Europa, il Giappone e la Corea del Sud come i principali importatori, che avranno bisogno di far arrivare l'idrogeno perché mancano dello spazio o delle risorse per produrne a sufficienza localmente. Al contrario, regioni con abbondante energia rinnovabile, come l'Australia, parti dell'America Latina e il Medio Oriente, sono emerse come naturali esportatori. Tuttavia, i modelli hanno mostrato che, anche per questi esportatori, il mercato non assomiglierà ai mercati petroliferi centralizzati e globali del passato. Invece, l'economia dell'idrogeno sarà più distribuita. La maggior parte dei paesi probabilmente produrrà abbastanza idrogeno per i propri bisogni o commercerà con i propri vicini immediati, facendo affidamento sulla spedizione internazionale solo per una piccola frazione del proprio approvvigionamento totale. Questa struttura suggerisce che l'indipendenza energetica è più realizzabile di quanto precedentemente pensato, a condizione che i paesi si concentrino sulla costruzione di reti di produzione e oleodotti regionali piuttosto che attendere un boom del trasporto marittimo globale.
In definitiva, la ricerca suggerisce che la strada verso un futuro dell'idrogeno pulito richiede pazienza e coordinamento. La tecnologia per commerciare l'idrogeno attraverso gli oceani esiste, ma il caso economico per essa non è così forte o immediato come l'attuale slancio politico implica. I modelli indicano che il modo più efficiente per decarbonizzare il mondo è costruire prima reti locali e regionali robuste, permettendo all'idrogeno di fluire dove è più economico produrlo e più necessario consumarlo. Il commercio internazionale giocherà un ruolo, ma sarà un ruolo di supporto, emergendo lentamente man mano che il sistema matura. Per i governi, la lezione è chiara: allineare le strategie nazionali con il ritmo lento e costante dello sviluppo delle infrastrutture e con le realtà dei costi sarà più efficace che inseguire obiettivi commerciali aggressivi che il sistema globale potrebbe non essere ancora pronto a sostenere. Il futuro dell'idrogeno è luminoso, ma sarà probabilmente costruito regione per regione, non trasportato in un'unica, massiccia onda globale.
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