L'aumento della domanda totale di energia, l'esaurimento delle risorse fossili e la necessità di limitare l'impatto ambientale dei processi (emissioni di inquinanti e gas a effetto serra) rappresentano oggi le principali sfide a livello mondiale. Richiedono l'uso di soluzioni ecoefficienti per il mix energetico che integra le interazioni multi-energia, il cui sviluppo e ottimizzazione devono essere accompagnati da ricerche in un'ampia gamma di campi, discipline e approcci. Tra tutte le opzioni del mix energetico, l'uso di combustibili gassosi alternativi sta diventando sempre più importante rispetto alle risorse di combustibili fossili. Questi combustibili possono essere biogas generato dalla fermentazione anaerobica, gas sintetici da biomassa, gas residui industriali o diidrogeno prodotti da vari processi. La lotta al riscaldamento globale richiede la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra attraverso, tra l'altro, i concetti di cattura e sequestro di CO2 nei siti industriali centralizzati. Tra i processi CCS, la tecnica di precombustione consiste nella gassificazione, riforma e conversione di idrocarburi per produrre principalmente diidrogeno utilizzabile come vettore energetico e, d'altro canto, anidride carbonica che viene poi raccolta e immagazzinata geologicamente. Il diidrogeno — chiamato come di consueto nel resto del documento sull'idrogeno — ha il vantaggio di essere un combustibile decarbonizzato che genera solo vapore acqueo durante la sua ossidazione e può essere prodotto da processi a base biologica. Si stima che se l'idrogeno fosse utilizzato su larga scala, da solo potrebbe contribuire a una riduzione del 20 % delle emissioni di CO2. Il recupero dell'idrogeno come vettore energetico è suddiviso in tre fasi successive: la produzione, lo stoccaggio e la distribuzione e l'uso. L'idrogeno non è praticamente presente allo stato naturale sulla Terra nella sua forma molecolare stabile ed esiste un gran numero di processi per la sua produzione antropica. L'idrogeno può essere prodotto mediante gassificazione di combustibili fossili — come precedentemente gas di carbone utilizzato come "gas urbano" nella rete di distribuzione — o mediante gassificazione della biomassa. L'idrogeno è presente anche nei gas residui dei processi industriali, come il gas da cokeria e il gas di altoforno, alcuni dei quali sono ancora scarsamente valutati. L'idrogeno è inoltre considerato un vettore energetico per compensare le differenze tra produzione e domanda di energia elettrica, producendolo mediante elettrolisi dell'acqua in periodi cavi. Questa soluzione power-to-gas è tanto più rilevante per i sistemi di energia rinnovabile molto intermittenti come solare (alternanza giorno/notte) o eolico (condizioni meteorologiche). Esistono altri mezzi di produzione di idrogeno senza produzione di elettricità, come la decomposizione fotocatalitica dell'acqua sotto luce visibile (solare). Questi sistemi innovativi devono sempre essere ottimizzati in termini di efficienza e utilizzo di materiali costosi. ...... Per maggiori informazioni si veda il documento allegato: Modulo di domanda RAPYD 2018 INSA.
