Power-to-X: potenziare le energie rinnovabili

Investitori, aziende e governi di tutto il mondo stanno lavorando per raggiungere l'azzeramento delle emissioni nette di carbonio entro il 2050. Di conseguenza, la ricerca di fonti energetiche rinnovabili è diventata sempre più una priorità. I processi Power-to-X potrebbero essere in grado di far fronte alle esigenze degli investitori del futuro, non solo colmando le lacune nel percorso di adozione delle energie rinnovabili, ma anche consentendo alle tecnologie di estendersi a nuovi settori.

Che cos’è il Power-to-X?

Il Power-to-X (PtX) è un concetto che si riferisce alla conversione di fonti energetiche rinnovabili, come l'energia solare o eolica, in diverse forme di energia o materiali che possono essere immagazzinate, trasportate e utilizzate nell’ambito di diverse applicazioni. La “X” di PtX può riferirsi a diversi prodotti finali, come idrogeno e carburanti sintetici, o a prodotti chimici quali ammoniaca e metanolo. Utilizza l'elettricità per attivare reazioni chimiche volte a creare prodotti chimici a più alta energia e a più alto valore, tra cui l'idrogeno, a partire da sostanze chimiche a basso contenuto energetico, come l'acqua - un processo noto come elettrolisi. 

Potenziale per colmare le lacune delle energie rinnovabili

Sono diversi i fattori che stanno guidando le energie rinnovabili. L'invasione dell'Ucraina da parte della Russia ha portato molte Nazioni europee a cercare di ridurre la dipendenza dall'energia ottenuta da combustibili fossili. Inoltre, il percorso per raggiungere la neutralit’ climatica entro il 2050 sta portando a un cambiamento sistemico nelle modalità di approvvigionamento energetico.

L'energia eolica e quella solare si sono dimostrate tra le fonti energetiche alternative più popolari e di successo. Tuttavia, possono affiorare delle sfide dovute all'intermittenza del vento e del sole rispetto ai combustibili fossili. Il processo PtX ha il potenziale di risolvere questo problema, in quanto consente di immagazzinare l'energia o di convertirla in altri vettori energetici. Ciò significa che l'energia solare o eolica in eccesso potrebbe essere resa disponibile quando l'offerta è in calo.

E per decarbonizzare l'economia

È possibile che il processo PtX possa contribuire a decarbonizzare settori tradizionalmente difficili da elettrificare, come le procedure industriali, le tratte dei camion a lungo raggio e i viaggi aerei. A causa delle alte temperature e della densità energetica necessarie per questi settori, i combustibili fossili rimangono la fonte energetica primaria. Tuttavia, la raffinazione delle risorse per realizzare prodotti chimici speciali viene già realizzata attraverso il processo PtX. L'ammoniaca viene utilizzata per creare fertilizzanti e come opzione più ecologica per la fabbricazione di acciaio e prodotti chimici. Grazie al processo PtX, tali materiali vengono realizzati con un processo a minore intensità di anidride carbonica.

Analogamente, stiamo osservando come il processo PtX abbia un impatto positivo sui trasporti pesanti, con la creazione di ammoniaca e metanolo per supportare il trasporto marittimo, gli autobus, i treni e i camion a lunga percorrenza. Il processo PtX può espandersi anche ad altri settori. L'immagazzinamento di energia a lunga durata è un obiettivo a lungo termine, ma è un’area in cui il processo consentirebbe a questi settori di abbandonare i combustibili fossili, offrendo una via verso la decarbonizzazione che non è ancora percorribile con altre fonti energetiche alternative.

La crescita delle fonti energetiche alternative, che sono già supportate dal processo PtX, ha il potenziale per far crescere anche la domanda di auto elettriche ed e-fuel, che, a loro volta, potrebbero incrementare le opportunità disponibili tramite gli investimenti in energia pulita.  

Figure 1: Come viene impiegato il PtX e cosa può risolvere

Permangono gli ostacoli

Prima che il processo PtX venga pienamente adottato, permangono ancora delle sfide da affrontare. Tra queste, spicca il costo elevato per il PtX. Dal 2009, si è registrato un notevole calo del LCOE (Levelized cost of electricity) per l'energia solare ed eolica: il LCOE è diminuito dell'89% per l'energia solare, del 67% per l'eolico onshore e del 66% per l'eolico offshore.  A titolo di raffronto, il costo del processo PtX, soprattutto per la produzione di idrogeno a basse emissioni di anidride carbonica e di combustibili sintetici, rimane più elevato rispetto ai combustibili fossili tradizionali.

Per far fronte agli elevati costi del capitale, le infrastrutture per agevolare i processi PtX su larga scala richiedono investimenti significativi, così come le catene di approvvigionamento. Attualmente, il PtX non gode degli stessi incentivi di mercato e della stessa chiarezza normativa di cui hanno beneficiato altre energie rinnovabili. Il panorama politico per il PtX rimane incerto, e diversi Paesi e regioni perseguono percorsi e standard differenti per la certificazione, la sostenibilità e l'accesso al mercato del PtX. 

Con incentivi adeguatamente strutturati e quadri normativi chiari, il PtX potrebbe beneficiare di una maggiore consapevolezza delle sue applicazioni reali nel settore delle energie rinnovabili.

Si prospetta un futuro roseo

Il raggiungimento degli obiettivi di azzeramento delle emissioni nette entro il 2050 rappresenta una priorità, che, secondo le previsioni, si rafforzerà sempre di più, e i processi PtX possono colmare alcune delle lacune che la transizione energetica si trova a dover affrontare. La capacità di immagazzinare energia rinnovabile potrebbe risolvere molti dei problemi sul piano della domanda e dell’offerta del settore e la prospettiva di produrre alternative energetiche a basse emissioni di anidride carbonica in settori dipendenti dai combustibili fossili mostra come il processo possa avere un impatto positivo significativo nella decarbonizzazione dell'economia globale.

Sebbene il PtX possa avere un grande potenziale per il potenziamento delle energie rinnovabili, è necessario un sostegno effettivo per la crescita e l'adozione del PtX. Quest’ultimo ha dimostrato la sua efficacia in diversi settori, ma, con normative più chiare, migliori incentivi di mercato e costi del capitale ridotti, che consentirebbero al PtX di estendersi a nuovi casi d'uso, c’è un grande potenziale per far sì che questa tecnologia possa essere di più ampia portata.