Power-to-gas: Una tecnologia promettente

Entro il 2050 la Svizzera mira a raggiungere l’obiettivo di emissioni nette di CO₂ pari a zero. Al contempo le nostre centrali nucleari saranno dismesse. Il sistema energetico passerà dunque dall’energia fossile e nucleare alle fonti rinnovabili: sole, vento e acqua ci daranno l’energia del futuro.

Quest’avveniristico approvvigionamento energetico sarà soggetto a fluttuazioni più o meno importanti a seconda dell’orario e della stagione. In estate ci sarà una sovrabbondanza di energia elettrica, mentre in inverno, quando la domanda è massima, non ce ne sarà a sufficienza. Per compensare questo deficit nei periodi di bassa produzione energetica eolica e solare, sono necessari dei sistemi di stoccaggio.

La denominazione «power-to-x» comprende varie tecnologie per l’accumulo dell’energia elettrica in eccesso nei periodi di sovrabbondanza. Il power-to-gas serve per convertire l’elettricità rinnovabile in idrogeno o metano, che possono essere poi conservati per lunghi periodi. Queste tecnologie consentono inoltre una più stretta interconnessione dei settori dell’elettricità, del calore e della mobilità, il cosiddetto «sector coupling», per sfruttare le sinergie. Il metano sintetico, per esempio, può essere usato come carburante per i veicoli CNG o riconvertito in elettricità tramite riconversione.

Come fa l’elettricità a diventare gas?

Il power-to-gas funziona così: in una prima fase l’elettrolisi, che utilizza elettricità, scinde le molecole di acqua (H₂O) nei suoi componenti idrogeno (H₂) e ossigeno (O₂). Successivamente, l’idrogeno viene convertito in metano (CH₄) aggiungendo anidride carbonica (CO₂). Il metano, che è anche il componente principale del gas naturale, può essere immesso nella rete del gas. Sotto forma di CNG, il metano è un carburante collaudato, sicuro, orientato al futuro e disponibile già oggi per i motori a scoppio. La sua combustione, infatti, sprigiona la stessa quantità di CO₂ precedentemente sottratta all’atmosfera per la produzione del metano stesso. Pertanto questo carburante sintetico è praticamente neutro in termini di CO₂.

A Werlte (Bassa Sassonia), l’azienda automobilistica tedesca Audi produce metano sintetico e lo immette in rete dal 2013. L’impianto produce ogni anno circa 1000 tonnellate di «e-gas», così Audi chiama il metano sintetico prodotto tramite power-to-gas.

Il potenziale del power-to-gas

In Svizzera c’è il potenziale per alimentare fino a un milione di autovetture con metano sintetico e, dunque, in pratica a impatto climatico zero. A questa conclusione è giunto uno studio del Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca (Empa) e del Paul Scherrer Institut (PSI), commissionato nel 2019 dall’Ufficio federale dell’ambiente (UFAM). Il power-to-gas quale tecnologia per il sector coupling sostiene inoltre l’ampliamento del fotovoltaico e dell’energia eolica.

E nel 2020 a Dietikon ZH è stata posta la prima pietra per il primo impianto industriale power-to-gas della Svizzera. Il progetto è opera di otto fornitori d’energia svizzeri, dell’alleanza di aziende municipalizzate Swisspower e dell’azienda regionale della Limmattal Limeco.