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La seconda maggiore economia del mondo si sta trasformando da importatore di energie “sporche” a esportatore di energie “pulite”

L’Agenzia internazionale per l’energia è costretta ad ammettere che lo sviluppo dell’industria globale dell’idrogeno non segue affatto lo scenario previsto dall’agenzia. Secondo le stime del 2022, nel 2027, 80 GW di elettricità solare ed eolica avrebbero dovuto essere destinati alla produzione di idrogeno verde. Nella nuova previsione, l’agenzia ha ridotto questa cifra a 75 GW, spostandola alla fine del 2028. Un GW di elettricità può produrre circa 150mila tonnellate di idrogeno verde. Ma non vi è alcuna certezza che questo scenario venga attuato nella pratica.

La produzione su larga scala di prodotti a basse emissioni nel mondo è rimasta nella fase “low start” per molti anni, ma non è mai stata in grado di decollare. Anche le preferenze che i governi forniscono ai produttori di idrogeno pulito in Europa e negli Stati Uniti non aiutano. Un problema comune è il costo dell’idrogeno a basse emissioni e la riluttanza degli acquirenti a pagare un prezzo elevato per averlo. Gli alti tassi di interesse e l’aumento dei costi degli elettrolizzatori hanno aggiunto ostacoli alla realizzazione di progetti sull’idrogeno verde. I progetti annunciati dagli sviluppatori con una scadenza per l’attuazione entro il 2030 dovrebbero utilizzare 360 GW di capacità di energia elettrica rinnovabile. Tuttavia, solo una piccola parte dei progetti di produzione di idrogeno verde (4% della capacità dichiarata) ha attualmente superato la fase finale della decisione sull’investimento.

Sullo sfondo di questa realtà deprimente, solo un Paese merita una valutazione positiva da parte dell’AIE: la Cina. Quest’anno, 2 GW di energia rinnovabile saranno destinati a progetti di produzione di idrogeno verde, nel 2028, secondo le stime dell’IEA, saranno 28 GW.

La produzione di idrogeno verde in Cina sta crescendo a un ritmo rapido, guidata dalla forte crescita della capacità di energia rinnovabile e da un surplus di elettricità verde in alcune parti del Paese. Sebbene molti investitori nell’idrogeno verde considerino il mercato cinese come uno dei mercati più attraenti per fornire i loro prodotti, sarà la Cina il pioniere nel mercato globale dell’idrogeno verde.

La Cina come un grande impero dell’idrogeno

L’attenzione al potenziale della Cina come importatore si spiega anche con il fatto che la Cina è già un impero globale dell’idrogeno. Il Paese è il più grande produttore e consumatore mondiale di idrogeno, nonché il suo esportatore. Il volume di produzione di idrogeno nel 2022 è stato pari a 37,8 milioni di tonnellate, ovvero un terzo della produzione mondiale. Entro il 2060 dovrebbe crescere fino a 130,3 milioni di tonnellate, ovvero 3,5 volte.

L’economia cinese non ha solo un settore sviluppato di produzione di idrogeno, ma anche catene consolidate di distribuzione e consumo. Circa il 70% dell’idrogeno consumato in Cina viene utilizzato per produrre ammoniaca e metanolo. L’idrogeno è ampiamente utilizzato per aumentare la profondità della raffinazione del petrolio e purificare i prodotti petroliferi dai contaminanti di zolfo. La Cina sta anche iniziando a esplorare nuove applicazioni alternative dell’idrogeno: come combustibile ambientale, dispositivo di stoccaggio di energia pulita e strumento per ridurre le emissioni di gas serra nelle industrie della metallurgia e del cemento.

Mobilità dell’idrogeno

In questa fase, l’area più promettente per l’uso alternativo dell’idrogeno è quella dei trasporti. Attingendo alle proprie risorse di H2, la Cina ha ora iniziato a costruire una vasta rete di stazioni di rifornimento di idrogeno, che dovrebbe rendere il Paese un leader mondiale. Entro la fine del 2025, la Cina prevede di costruire 1.200 stazioni di rifornimento di idrogeno. A marzo di quest’anno ce ne sono già 420 e in totale non ce ne sono più di 1000 nel mondo.

La decisione su tali distributori di rifornimento viene presa a livello dei governi provinciali, 29 dei quali li hanno già inclusi nei loro piani di sviluppo. Ad esempio, il governo di Shanghai intende mettere in circolazione 10mila veicoli a combustibile a idrogeno (HFC) entro il 2025 e dotarli di 70 stazioni di rifornimento di idrogeno.

La società britannica Interact Analysis rileva che oltre ai distributori di benzina, all’inizio del 2026, in Cina dovrebbero essere operativi circa 50mila veicoli VFC, rispetto ai circa 10mila di marzo 2024.

Inizialmente Pechino faceva affidamento sullo sviluppo del trasporto commerciale di merci e di autobus a idrogeno. Lo scorso anno le vendite di auto a idrogeno in tutto il mondo hanno subito un calo del 30%, uno dei motivi è stato il sottosviluppo delle infrastrutture di rifornimento. In Cina, al contrario, sono aumentate le vendite di auto alimentate da VFC, e per la prima volta si è posizionata al primo posto nella classifica internazionale delle vendite di tali vetture. Il numero di queste auto vendute non è paragonabile alle vendite di auto elettriche, che ammontano a oltre 10 milioni all’anno. Ma la continuità della mobilità a idrogeno con la mobilità elettrica è chiaramente visibile. Innanzitutto, la Cina è diventata il campione del mondo nella produzione di auto elettriche. Ora, sostituendo la batteria con celle a combustibile, la Cina sta diventando il leader mondiale nella mobilità a idrogeno. La Chinese Hydrogen Alliance ritiene possibile che il numero di veicoli VFC supererà i 10 milioni nel 2060.

Riformattazione verde dell’industria cinese dell’idrogeno

Il quadro complessivamente positivo del settore dell’idrogeno in Cina è rovinato da una circostanza di fondamentale importanza. L’industria dell’idrogeno in Cina nella sua forma attuale non solo non soddisfa gli scopi e gli obiettivi del progresso del Paese verso la neutralità del carbonio ed è una fonte di emissioni di gas serra. Per un futuro sostenibile a zero emissioni di carbonio, l’idrogeno cinese nella sua forma attuale non è adatto.

L’idrogeno prodotto da combustibili fossili, ovvero carbone e gas naturale, rappresenta il 79%. Questo, utilizzando la tavolozza dei “colori” dell’idrogeno accettata, è, rispettivamente, il marrone, ottenuto dal carbone, e l’idrogeno grigio, dal gas naturale. Solo l’1% dell’idrogeno prodotto nel Paese, ottenuto mediante metodi di elettrolisi dell’acqua, può essere classificato condizionatamente come idrogeno “puro”, e anche in questo caso la fonte di elettricità utilizzata a tale scopo non è sempre quella rinnovabile.

Pertanto, la sfida dello sviluppo di un’economia dell’idrogeno in Cina è quella di modificare l’equilibrio dell’offerta a favore dell’idrogeno a basse emissioni di carbonio. Secondo la società di sviluppo Erasure Development, l’idrogeno verde rappresenterà l’81% di tutta la produzione di idrogeno nel 2060. Pertanto, l’idrogeno verde dovrebbe dominare il bilancio energetico della Cina.

Trasferimento del settore energetico cinese dell’idrogeno su rotaie verdi

Marzo 2022 dovrebbe essere considerato l’inizio della ristrutturazione del settore energetico dell’idrogeno in Cina. La chiara consapevolezza che la transizione energetica è impossibile senza l’idrogeno a basse emissioni si è riflessa nella pubblicazione del primo piano di sviluppo a lungo termine del Paese per l’industria dell’idrogeno fino al 2035. Il governo cinese ha deciso di avviare la produzione di idrogeno basata sull’elettricità verde per 100-200mila tonnellate/anno nel 2025.

Se confrontiamo gli obiettivi per l’idrogeno a basse emissioni in Cina con quelli simili in Europa, sembrano addirittura eccessivamente conservatori. In confronto, secondo la Strategia per l’idrogeno 2020, l’UE prevede di consumare 15 milioni di tonnellate di H2 a basse emissioni nel 2030, di cui 5 milioni di tonnellate saranno importate.

Tuttavia, il lato positivo dei piani conservatori cinesi è che non divergono nei fatti, mentre l’attuazione pratica dei maggiori obblighi dell’UE ha incontrato molte insidie.

Nel luglio 2023, la società cinese di petrolio, gas e chimica Sinopec ha lanciato ufficialmente “il più grande progetto al mondo dal solare all’idrogeno”. Nella città di Kuga, nella regione autonoma cinese dello Xinjiang Uygur, è stato costruito un impianto da 260 MW in grado di produrre 20mila tonnellate di idrogeno verde all’anno. L’idrogeno verde di Kuga è destinato a sostituire l’H2 “sporco” nella raffineria di Tahe e nelle stazioni di idrogeno dell’azienda.

Ma sarà presto superato dall’impianto di Ordos in costruzione nella Regione Autonoma della Mongolia Interna, che dovrebbe avere una capacità di 390 MW. Gli elettrolizzatori sono alimentati da una centrale solare, oltre che da quella eolica, e sono in grado di produrre 30mila tonnellate di idrogeno verde. Entro il 2025, Sinopec nella Mongolia Interna prevede di aumentare la produzione di idrogeno verde a 0,5 milioni di tonnellate.

Nello stesso 2025, nella città di Baotou inizierà a funzionare un impianto della società cinese Mintal Hydrogen, che produrrà 390mila tonnellate di ammoniaca verde all’anno, che verrà fornita alle imprese chimiche dell’azienda.

Nel settembre 2023, la società statale CEEC, nota come Energy China, ha tenuto una cerimonia per iniziare la costruzione del più grande impianto di ammoniaca verde e metanolo del Paese a Songyuan. L’impianto, dal costo di oltre 4 miliardi di dollari e con una capacità di 640 MW, produrrà nel 2030 45mila tonnellate di idrogeno a basse emissioni di carbonio, che verranno poi trasformate in 200mila tonnellate di ammoniaca verde e 20mila tonnellate di metanolo verde.

Tenendo conto degli obiettivi fissati dalle province cinesi, la capacità del Paese di produrre idrogeno rispettoso dell’ambiente nel 2025 ammonterà a circa 2 milioni di tonnellate all’anno, ovvero gli obiettivi del governo per quest’anno verranno superati più volte. Ciò è garantito dal fatto che la capacità di energia solare in Cina è attualmente decine di volte superiore al fabbisogno della produzione nazionale di idrogeno, e il Paese è leader mondiale nella produzione di elettrolizzatori. Sembra che solo la Cina, grazie ai suoi bassi costi, sia riuscita a far decollare la questione globale dell’idrogeno verde.

Condutture dell’idrogeno

La Cina attualmente dispone solo di pochi gasdotti per l’idrogeno e che coprono brevi distanze, che non consentono il trasporto di grandi volumi di idrogeno da nord-ovest a sud-ovest.

All’inizio del 2023, Sinopec ha iniziato la costruzione del primo gasdotto a lunga distanza per l’idrogeno, che si estende per 400 km da Ulanqab nella Mongolia interna al complesso petrolchimico Yanshan a Pechino. La produzione annua del gasdotto nella prima fase sarà di circa 100mila tonnellate e potrà aumentare fino a 500mila tonnellate a lungo termine.

La costruzione di un altro gasdotto per l’idrogeno di 737 km inizierà a metà del 2024, coinvolgendo Tangshan Haitai New Energy Technology, una divisione del produttore di pannelli solari Haitai Solar e una filiale del colosso petrolifero CNPC. La costruzione sarà completata nel giugno 2027. Il gasdotto collegherà un impianto di produzione di idrogeno verde nella città di Zhangjiakou con il porto di Caofeidian nella provincia di Hebei. Il porto si trova a 250 km a sud-est di Pechino. Mentre il progetto del gasdotto Sinopec mira a soddisfare la domanda interna, il nuovo gasdotto è orientato all’esportazione.

Pannelli solari ed elettrolizzatori

Grazie all’idrogeno, per la Cina si è aperta una nuova nicchia di mercato sotto forma di capacità di esportare un’ampia gamma di apparecchiature per la produzione, il trasporto e lo stoccaggio di idrogeno a basse emissioni di carbonio. La Cina si pone il compito di monetizzare la propria leadership tecnologica e altri vantaggi non solo nel mercato dei pannelli solari, ma anche degli elettrolizzatori.

Dieci anni fa, l’espansione della Cina nel mercato globale dei pannelli solari causò il panico in Europa e negli Stati Uniti. Secondo la società di ricerca Info-link, la Cina ha esportato 208 GW di moduli solari nel 2023, in aumento del 34% rispetto ai 154,8 GW del 2022. L’Europa, come nel 2022, è diventata il maggiore acquirente. Nell’ultimo anno, gli europei hanno importato un totale di 101,5 GW di moduli solari dalla Cina, in aumento di quasi il 17% rispetto agli 86,6 GW del 2022. Già quest’anno, il prezzo spot FOB del popolare modulo TOPCon in Europa era di 0,11-0,13 dollari per watt. Prezzi così bassi rendono l’energia solare estremamente competitiva.

Nonostante i disperati tentativi di Europa, India e Stati Uniti di avviare la propria produzione di pannelli solari, la dipendenza globale dai dispositivi cinesi non si è ancora indebolita.

E’ con un senso di déjà vu che questi Paesi guardano alla concorrenza emergente con gli elettrolizzatori cinesi. Secondo BNEF, oltre il 40% di tutti gli elettrolizzatori prodotti oggi provengono dalla Cina. Gli elettrolizzatori cinesi non sono sempre più efficienti di quelli prodotti negli Stati Uniti e in Europa, ma sono molto più economici, circa quattro volte. Le aziende cinesi che producono elettrolizzatori servono ancora principalmente il mercato interno, ma stanno cominciando ad espandere le vendite all’estero nonostante i tentativi con vari pretesti di limitare le esportazioni dalla Cina.

L’idrogeno proveniente dalla Cina ha concorrenti sui mercati esteri?

L’idrogeno verde proveniente dalla Cina ha degni rivali in grado di competere con lui nei mercati globali dell’H2? I costi di produzione sono fondamentali qui. Ci riferiamo ai risultati degli studi sul costo comparativo della produzione di idrogeno condotti da BNEF nel 2023.

BNEF stima che il range di costo dell’idrogeno verde prodotto dagli elettrolizzatori alcalini cinesi sia compreso tra 2,4 e 5,9 dollari per kg di idrogeno. Per gli elettrolizzatori alcalini di produzione occidentale, il costo varia da 4,18 a 11,07 dollari per kg di idrogeno. Per gli elettrolizzatori PEM di fabbricazione occidentale: da 4,75 a 12,0 dollari per kg di idrogeno.

Le possibilità per quei concorrenti della RPC nei mercati globali dell’idrogeno che utilizzano elettrolizzatori non cinesi più costosi, a parità di altre condizioni, sono attualmente praticamente inesistenti.

Zuhreddin Zuhreddinov
Esperto indipendente Oil, Gas & Energia (Uzbekistan)