Il modello MIT confronta quattro vettori senza trovare una soluzione universale

Un metro cubo di idrogeno a pressione atmosferica contiene appena 0,09 chilogrammi di H₂. È il gas più leggero che esista, e questa proprietà — così utile in laboratorio — diventa un problema da ingegneria pesante quando bisogna spostare volumi industriali attraverso un oceano. È il paradosso da cui parte l’analisi pubblicata nei giorni scorsi da Fuel Cells Works, che rilancia i risultati di HyCAT, il modello messo a punto dalla MIT Energy Initiative per confrontare i vettori di idrogeno sul trasporto a lunga distanza. E il verdetto è scomodo: nessuna soluzione vince su tutta la linea.

Perché spostare idrogeno è un rompicapo fisico

La difficoltà non è accessoria, è strutturale. L’idrogeno ha una densità energetica per volume bassissima — conseguenza diretta della sua massa molecolare infima — e questo rende complesso sia il trasporto sia lo stoccaggio. Non si tratta solo di inefficienze economiche marginali: già nel 2023 la Clean Air Task Force segnalava che le proprietà fisiche fondamentali dell’idrogeno creano barriere di costo per il trasporto a lunga distanza, osservando come il trasporto su larga scala presenti sfide significative sul fronte dei costi e della tecnologia. In altre parole, non è una questione di ottimizzare processi esistenti: il limite è scritto nella tavola periodica. E quando la distanza sale e i volumi diventano quelli di una nave cargo, la domanda si sposta su quale vettore intermedio possa addomesticare quella leggerezza.

La matrice di HyCAT: quattro strade, nessuna scorciatoia

HyCAT affronta esattamente questo nodo. Il modello — sviluppato all’interno di un progetto di ricerca MITEI finanziato da ExxonMobil, in collaborazione con ExxonMobil Technology and Engineering Company ed ExxonMobil Low Carbon Solutions — mette in fila numeri, ipotesi e rotte per confrontare quattro vettori di idrogeno: idrogeno liquido, ammoniaca, vettore organico liquido (il ciclo toluene/metilcicloesano) ed E-metano.

Ciascuno ha una sua logica chimica, e ciascuno paga un prezzo diverso in termini di energia sprecata e infrastruttura necessaria. L’idrogeno liquido va criogenato a -253 °C e soffre perdite per boil-off durante il viaggio; l’ammoniaca è più densa energeticamente e non ha bisogno di temperature estreme, ma richiede un processo di cracking al punto di arrivo per liberare l’idrogeno, con un costo energetico non trascurabile; il vettore organico — toluene che viene idrogenato a metilcicloesano prima della partenza e deidrogenato a destinazione — sfrutta infrastrutture chimiche già mature, ma aggiunge passaggi termici che incidono sul rendimento complessivo; l’E-metano, infine, può appoggiarsi alla rete del gas naturale esistente, ma trascina con sé la questione della CO₂ da catturare e ricircolare nel ciclo power-to-gas.

HyCAT non incorona un vincitore, ed è questo il punto. Mette a disposizione un ambiente di calcolo — open, basato su fogli di calcolo trasparenti — che costringe a ragionare per rotta: una traversata atlantica con volumi da decine di migliaia di tonnellate l’anno non ha gli stessi rapporti di convenienza di un collegamento regionale. La presenza di ExxonMobil dietro il progetto segnala che non stiamo parlando di un esercizio accademico: chi deve muovere molecole su scala globale ha bisogno di strumenti che separino le promesse dalle rese reali.

Dai traghetti a idrogeno ai piani delle major: siamo già sul campo

La domanda non è oziosa, perché i primi mezzi operativi ci sono già. I primi traghetti a idrogeno sono operativi — lo segnalava Forbes all’inizio di questo mese — e rappresentano un banco di prova reale per le scelte di vettore che modelli come HyCAT provano a guidare. Su una rotta breve, con rifornimenti frequenti e infrastrutture di terra dedicate, l’equazione è diversa rispetto a una supply chain intercontinentale. Ma il principio è lo stesso: la scelta del carrier non è un dettaglio a valle, è un atto progettuale che determina costi di impianto, consumi ausiliari e complessità operativa per l’intera vita dell’asset.

Che una major come ExxonMobil finanzi uno strumento di confronto aperto — anziché blindare la ricerca su un’unica tecnologia proprietaria — dice qualcosa sullo stato dell’arte: al momento, puntare tutto su un solo vettore è una scommessa che nessuno ha i dati per fare. HyCAT serve proprio a generare quei dati, rotta per rotta, scenario per scenario, con la sobrietà di un foglio di calcolo che non perdona ipotesi troppo ottimistiche.

Il punto di atterraggio è scomodo ma utile: l’idrogeno si può trasportare, ma ogni progetto ha la sua chimica giusta, e chi progetta infrastrutture è obbligato a guardare in faccia i numeri. HyCAT smonta l’illusione che esista un vettore universale — e nel farlo offre l’unica cosa che serve davvero a chi deve decidere: un confronto che non fa sconti a nessuna tecnologia.