Analisi tecno-economica della produzione di idrogeno nell’ambito della transizione energetica italiana

In this thesis, the production of hydrogen with the lowest environmental impact is examined. The first chapter, it starts with a general description of hydrogen and its important characteristics to understand why this element is increasingly considered of great importance for the energy transition. It is also evident that hydrogen can be produced using various techniques that have different impacts on emissions but only one is really close to zero impact. This technique is based on the water electrolysis process that uses renewable electricity. It is precisely on this technique that the thesis will focus particularly as it is the only one that is really important for the development of the Italian energy transition. The second chapter explains how this process of electrolysis actually takes place and what technologies are currently available. These technologies are analyzed both from a technical and economic point of view, then explaining what are the main aspects that would lead to cost reduction and a technological efficiency. The second chapter deals with the major issues related to the generation of this hydrogen focusing attention on how the electricity that powers the electrolysis systems is produced and what are the main limits to be taken into consideration. To conclude, in the third chapter different scenarios of hydrogen generation from electrolysis are hypothesized which are analyzed from a techno-economic point of view. The technical and economic parameters considered refer to the Italian case.

In questa tesi viene approfondita la produzione dell’idrogeno a più basso impatto ambientale. Nel primo capitolo, si inizia con una generale descrizione dell’idrogeno e delle sue importanti caratteristiche per comprende per quale motivo questo elemento è sempre più considerato di notevole importanza per la transizione energetica. Si evidenza anche che l’idrogeno può essere prodotto mediante varie tecniche che hanno differenti impatti sulle emissioni ma solo una è realmente a impatto prossimo allo zero. Questa tecnica è basata sul processo dell’elettrolisi dell’acqua che utilizza energia elettrica rinnovabile. E’ proprio su questa tecnica che l’elaborato si incentrerà particolarmente in quanto l’unica realmente importante per lo sviluppo della transizione energetica italiana. Nel secondo capitolo viene spiegato come effettivamente si svolge questo processo di elettrolisi e quali sono le tecnologie attualmente disponibili. Queste vengono analizzate sia da un punto di vista tecnico che economico, spiegando poi quali sono gli aspetti principali che porterebbero a una riduzione dei costi e ad un efficientamento tecnologico. Sempre nel secondo capitolo vengono affrontate le maggiori problematiche legate alla generazione di questo idrogeno concentrando l’attenzione su come l’energia elettrica che alimenta gli impianti di elettrolisi viene prodotta e quali sono i principali limiti da tenere in considerazione. Nel terzo capitolo invece vengono ipotizzati diversi scenari di generazione dell’idrogeno da elettrolisi che saranno analizzati da un punto di vista tecno-economico. I parametri tecnici ed economici considerati fanno riferimento al caso italiano.