Rifkin: il venditore di olio di serpente

Gli americani parlano di "snake oil" (olio di serpente) per quel tipo di intrugli miracolosi che dovrebbero far bene ai calli, curare il mal di testa, e far andar via anche le emorroidi. Da noi, tendiamo a correlare i venditori di questi intrugli alla ormai storica figura di Vanna Marchi.

Con qualsiasi termine lo si voglia definire, un venditore di intrugli di grande successo è Jeremy Rifkin che continua a imperversare con le sue idee sull'idrogeno. E' un ospite regolare - sempre a pagamento da quello che si sente dire - di conferenze e dibattiti. Ultimamente, lo abbiamo visto come ospite addirittura del parlamento italiano, osannato da quasi tutti i parlamentari.

Così come l'olio di serpente viene detto curare le malattie più svariate, Rifkin ci propone l'idrogeno come rimedio universale dei guai più vari. Se le idee di Rifkin sono grandiose, sono anche molto confuse. Ci sono perlomeno tre concetti che possiamo identificare nella proposta di Rifkin, e forse anche di più.

1. L'idrogeno come mezzo di stoccaggio dell'energia rinnovabile. Questa è un idea nel complesso sensata. L'idrogeno potrebbe essere una delle tecnologie che ci permetteranno di risolvere il problema dell'intermittenza delle fonti rinnovabili. L'efficienza del ciclo dell'idrogeno come stoccaggio energetico non è molto alta e ci potrebbero essere alternative migliori, ma potrebbe funzionare se ci lavoriamo sopra.

2. L'idrogeno come vettore energetico. Rifkin parla di un'analogia fra la produzione di idrogeno e l'Internet. Ovvero, dovremmo tutti produrre idrogeno a casa, essere interconnessi casa per casa con delle tubazioni che trasportano idrogeno e scambiarselo a seconda delle necessità; un po' come facciamo con la posta elettronica. L'idea è sotto certi aspetti affascinante ma, dal punto di vista pratico, è il disastro totale. L'idrogeno è un pessimo vettore energetico; ha una bassa densità volumetrica di energia, rovina i tubi in metallo, è pericoloso da trasportare in bombole, la conversione è energeticamente inefficiente e, soprattutto, i costi di un sistema del genere non sarebbero nemmeno stratosferici; sarebbero interstellari! Insomma un'idea insensata sotto tutti i punti di vista. Tanto più che esiste un vettore energetico molto migliore è che ha già una sua rete di distribuzione: l'elettricità

3. L'idrogeno come sostituto dei combustibili fossili, in particolare nei veicoli stradali. I problemi qui sono molteplici: hanno a che fare con la difficoltà di trasportare l'idrogeno in bombole o sotto forma di liquido criogenico e con la mancanza di un sistema di distribuzione dell'idrogeno come combustibile. Inoltre, l'idea di un veicolo stradale a idrogeno ha senso soltanto se si usano pile a combustibile per convertire l'idrogeno a elettricità, altrimenti sarebbe terribilmente inefficiente. Ma le pile a combustibile utilizzabili su un veicolo hanno moltissimi problemi, fra i quali quello di dipendere da costosi catalizzatori al platino. A parte il costo, non c'è abbastanza platino su questo pianeta per fare abbastanza pile per equipaggiare i veicoli esistenti. I problemi sono molteplici e, apparentemente, estremamente difficili da risolvere: sono più di vent'anni che si fanno prototipi di veicoli a pile a combustibile e ancora non ne esiste uno che sia in produzione. Ciononostante, si continuano a spendere soldi pubblici per ulteriori prototipi.

4. Infine, ci sono vari e vaporosi slogan di Rifkin, come "la terza rivoluzione industriale," l'"economia basata sull'idrogeno" e altri. Ma non bastano gli slogan per fare cose serie.

Va detto anche che nessuno di questi concetti è veramente originale. Rifkin si è limitato a recuperare idee sviluppate da altri ben prima di lui e a impaccarle insieme. Lo ha fatto mettendole in una forma accattivante che andava a soddisfare l'appetito sia del pubblico come dei politici per una soluzione facile e indolore dei gravissimi problemi che abbiamo di fronte. Rifkin, in sostanza, ha fatto soltanto del marketing.

Su questo, è stato veramente bravo. Un grande venditore che è riuscito a vendere l'idea dell'idrogeno come cura universale a tutti i mali del pianeta. E i governi hanno ingoiato non solo l'esca, ma anche la lenza e tutta la canna da pesca. Le idee di Rifkin sono state accettate e finanziate a suon di miliardi senza che ci fosse stato nessun dibattito critico serio su quanto valessero veramente. Una cosa che la dice lunga su come i processi decisionali dei governi siano alla mercé delle mode del momento e su come il nostro destino sia affidato a persone del tutto incompetenti sulle basi tecniche di quello che stanno facendo.

Cosi', in gran parte grazie a Rifkin, l'idrogeno è diventato immensamente popolare nell'immaginazione del pubblico e dei politici. Il risultato è che stiamo impiegando grandi capitali e risorse per inseguire una tecnologia, quella dell'idrogeno come vettore o come combustibile per i veicoli stradali, per la quale ci vorranno perlomeno decenni di lavoro per arrivare a qualcosa di pratico (come ammesso dagli stessi proponenti). Lo stiamo facendo senza nessuna chiara evidenza che ci arriveremo mai e nemmeno che ne valga la pena. Non solo, ma qualsiasi processo produca o faccia uso di idrogeno, anche se parte dai più sudici combustibili fossili, viene visto come qualcosa di buono per definizione. Anche un processo che trasforma combustibili fossili in idrogeno viene a volte definito come "rinnovabile" e addirittura finanziato come tale con soldi pubblici. Tutto questo è stato un grave danno per le tecnologie rinnovabili vere. Un danno paragonabile sotto certi aspetti allo scandalo del CIP6, anche quello il risultato di una voluta confusione fra ciò che è rinnovabile e ciò che non lo è.

Negli ultimi tempi, politici, funzionari e scienziati che si sono impegnati pubblicamente sulle idee di Rifkin stanno cominciando ad accorgersi di aver fatto un'immane fesseria. Purtroppo, non sanno come uscirne senza fare una figuraccia. Il re continua a camminare pavoneggiandosi come se avesse addosso una pelliccia di visone. Ma sta cominciando a rendersi conto di essere nudo.

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Idrogeno, energia del futuro?

Come i lettori di questo blog avranno capito, condividiamo un certo scetticismo sula cosiddetta "economia dell'idrogeno". Ma personalmente mi ritrovo piuttosto a disagio ad avere un'opinione che cozza contro quello che è il senso comune. E quindi cerco di capire cosa succede tra chi di idrogeno se ne occupa professionalmente.

Recentemente sono incappato nell'interessante opuscolo dell'ENEA sull'uso energetico dell'idrogeno, Idrogeno, energia del futuro. Si tratta di una pubblicazione veramente fatta bene, interessante accurata, con un sacco di notizie che a me sono risultate utilissime. Ho scoperto, ad esempio, che contrariamente a quanto pensassi, un'auto ad idrogeno è meno pericolosa di una a benzina, in caso di incidente l'idrogeno, anche se piglia fuoco, brucia salendo velocemente verso l'alto, disperdendo il calore e producendo relativamente pochi danni. L'opuscolo si fa i suoi conti sull'efficienza energetica di un'auto a cella a combustibile e, dati i rendimenti bassissimi di un motore a combustione interna, la prima riesce persino a fare di meglio, nonostante i passaggi necessari a produrre e utilizzare l'idrogeno.

Comunque le cose più interessanti sono quelle non dette, come al solito. O quelle che si ricavano prendendo i numeri e ragionandoci sopra. Per chiarire subito dove voglio arrivare, il "non detto" è il confronto tra idrogeno e batterie come vettore energetico, l'opuscolo confronta sempre e solo idrogeno con motori a combustione interna, ipotizzando di ricavare comunque l'idrogeno dai combustibili fossili. Il vantaggio principale di questa ipotesi sarebbe la maggior facilità nel sequestrare la CO2. L'idrogeno, quindi, sarebbe un sistema per ridurre l'effetto serra. Ma se l'idrogeno serve a trasportare energia (elettrica) va confrontato con gli altri modi per farlo, che esistono oggi.

Il primo numero da prendere in considerazione è il costo. Attualmente, secondo l'opuscolo, un motore a celle a combustibile costa circa 10.000 euro per kW, cento volte il costo di un motore a benzina. Un'utilitaria ha bisogno di circa 15 kW, e quindi il motore costerebbe, oggi, 150 mila euro. Il guaio (non detto) è che questi costi sono difficilmente riducibili, in quanto una discreta fetta è costituita da platino. Sono trent'anni che si cerca di costruire celle a combustibile con molto meno platino, o con qualcos'altro al posto del platino, senza grandi successi.

Se come vettore energetico, invece dell'idrogeno, si utilizzano batterie, il costo è dovuto soprattutto a queste ultime. Dipende dall'autonomia che si desidera, ma per prestazioni confrontabili con quelle dell'idrogeno (che pure ha i suoi problemi di immagazzinamento e quindi di autonomia) usando batterie al litio servono 1500 euro/kW, un sesto che per l'idrogeno. I prezzi stanno inoltre calando, è ragionevole pensare di arrivare, con la produzione in serie, a valori non troppo più alti di quelli di un motore a benzina.

Se pensiamo di utilizzare energie rinnovabili, in fondo il motivo principale per passare ad auto elettriche è la prospettiva di un esaurimento del petrolio, diventa cruciale calcolare l'efficienza energetica. Quindi occorre confrontare la resa del ciclo completo dell'idrogeno, dal pannello solare (o dalla centrale nucleare, se credete che l'uranio cresca sugli alberi) fino alla ruota. Qui l'opuscolo non ci viene in aiuto, ma guardando altrove, si trovano efficienze massime del 40-50% (e tipiche intorno al 25-30%) per l'idrogeno, e dell'80-85% per le batterie. In altre parole, con la stessa energia elettrica facciamo andare un'auto ad idrogeno, o tre auto a batterie.

Infine si può, leggendo tra le righe, capire il livello di maturità tecnologica dell'idrogeno. L'opuscolo ci dice quanto siamo avanti nel cercare di risolvere i problemi di produzione, stoccaggio, distribuzione, conversione ad energia elettrica. Ma è chiaro, leggendo, che in tutti questi campi siamo lontani da una soluzione consolidata. Abbiamo soluzioni funzionanti, ma sono costose e poco efficienti. Servono grossi passi avanti tecnologici, che possiamo solo sperare arrivino in tempo. Per la trazione elettrica tutte le soluzioni, abbastanza consolidate, ci sono, o sono comunque molto più vicine. Esistono batterie, in veicoli commerciali, che durano 20 anni e si ricaricano in un quarto d'ora.

Conclusioni? Be', l'opuscolo mi ha convinto che l'idrogeno è comunque qualcosa su cui val la pena di ricercare. Se arriverano celle a combustibile più economiche (molto più economiche) qualche uso poi si troverà. L'idrogeno può essere prodotto nei momenti di esubero di energia, ed utilizzato, anche se con rendimenti quasi catastrofici, nei momenti di carenza. Ma si tratterà sempre di un utilizzo relativamente poco importante, e condizionato a miglioramenti tecnologici che appaiono comunque lontani. Nel frattempo conviene puntare su altro: miglioramenti, soprattutto economici, delle batterie al litio, abbattimento dei costi delle energie rinnovabili, tutto il necesario lavoro di ingegnerizzazione per arrivare a soluzioni di serie. Puntare sull'idrogeno, costoso, inefficiente, lontano nel tempo, significa allontanare la prospettiva di soluzioni reali ai problemi che abbiamo davanti.

Confessioni di un idrogenista pentito

Un bel po' di anni fa (forse troppi) mi occupavo di idrogeno Era il 1980 quando arrivai a Berkeley, in California, a fare il post-doc al Lawrence Berkeley Laboratory. Era appena passata l'ultima fase della prima grande crisi del petrolio; il massimo valore storico dei prezzi era stato nel 1979. In America, era tutto un fiorire di progetti di ricerca, di nuovi centri e istituti, tutti dedicati alle energie alternative.

A Berkeley, lavorai per più di due anni sulle pile a combustibile; la tecnologia che doveva servire a trasformare l'idrogeno in energia elettrica e che era - ed è - essenziale per il concetto di "economia basata sull'idrogeno" (Rifkin non ha inventato nulla, erano cose già ben note allora). Era un lavoro interessante, anche affascinante, ma molto difficile. Finito il mio contratto, cominciai a cercare lavoro. Ma, come mi è capitato spesso nella vita, mi trovavo in controfase con il resto del mondo. Nel 1982, i prezzi del petrolio si erano già molto abbassati. L'interesse sulle energie alternative era calato e - con la lungimiranza tipica degli esseri umani - si cominciava già a pensare di chiudere i centri di ricerca messi su negli anni '70. C'era poco spazio, di conseguenza, per un esperto in pile a combustibile. Il meglio che riuscii a trovare fu un'offerta per lavorare in un centro di ricerca nel Montana. Non mi attirava molto e alla fine decisi di tornare in Italia. Provai a continuare a lavorare sulle pile a combustibile, ma da noi non glie ne importava niente a nessuno, nemo propheta in patria sua. Così dopo qualche anno mi dedicai ad altre cose.

Mi ricordo che quando ero ancora in America ero venuto a sapere che a Vancouver, in Canada, c'era un certo Geoffrey Ballard che aveva messo su un piccolo istituto di ricerca per studiare le pile a combustibile. Pensai vagamente di mandargli un curriculum, ma poi me ne scordai. La ditta di Ballard, a quel tempo, era poco più di un garage con qualche entusiasta dentro intento a saldare fili e a far bollire strane soluzioni.

Ma Ballard era destinato a grandi cose. Più o meno al tempo in cui io me ne andavo da Berkeley, Ballard sviluppava un tipo di pila a combustibile completamente nuovo, la "PEMFC" o "PEFC" (polymer electrolyte membrane fuel cell) o semplicemente PEM, una cosa che rivoluzionò il campo. La PEM usava un polimero solido come elettrolita, cosa che la rendeva più efficiente dei vecchi tipi che, invece, usavano un elettrolita liquido. Fece un rumore incredibile; rese possibile il primo autobus a pile a combustibile (1993) e tanto per dirne una, Ballard fu nominato "Eroe del Pianeta" nel 1999 dalla rivista "Time."

Non per dire male di Ballard, che mi risulta essere una bravissima persona, ma forse chiamarlo "eroe del pianeta" è stata una cosa un po' esagerata. A parte questo, tuttavia, negli anni '90 mi è venuto diverse volte da pensare (con una certa rabbia) che se nel 1982 avessi mandato quel curriculum forse avrei potuto essere uno degli sviluppatori di quello che - all'epoca - sembrava la rivoluzione del secolo: la pila a combustibile a membrana polimerica, il congegno che avrebbe reso possibile l'economia basata sull'idrogeno. Avrei fatto anche un po' di quattrini!

Quando cominciò l' "uragano Rifkin", nel 2002, mi trovavo a essere uno dei pochi in Italia che avevano veramente esperienza pratica sui concetti tecnici dell'economia basata sull'idrogeno. Mi invitavano alle conferenze a parlarne. Per un certo periodo ne ho parlato anche bene, pur senza grande entusiasmo. Oggi, dopo averci ripensato sopra, credo che dedicare la mia vita all'idrogeno e alle pile a combustibile non sarebbe stata una grande idea. Anzi, credo che sarebbe stata pessima. Non sono il solo a pensarla così; ho conosciuto diverse persone che hanno dedicato anni di vita alle pile a combustibile e all'idrogeno ma che poi hanno abbandonato il campo, delusi. Siamo gli "idrogenisti pentiti", persone che hanno lavorato, e magari anche creduto, nella promessa dell'idrogeno ma che poi si sono resi conto che - se magari non la possiamo proprio definire una bufala - è una cosa talmente difficile e lontana nel tempo che non ha nessuna rilevanza per la soluzione dei problemi attuali.

Ci sono moltissimi problemi con il concetto di "economia basata sull'idrogeno" ma uno dei principali è la conversione dell'idrogeno in energia utile - ovvero energia elettrica. Farlo con un motore termico è possibile, ma l'efficienza è terribilmente bassa. Quindi il concetto ruota molto intorno alla possibilità di usare pile a combustibile che promettono efficienze molto maggiori. Ma le cose non sono facili.

Gia nel 1980, a Berkeley, ci rendevamo conto di qual'era il problema principale delle pile a combustibile: il catalizzatore. La reazione fra idrogeno e ossigeno, di per se, è lenta a temperature relativamente basse. La pila funziona soltanto se gli elettrodi contengono platino, sulla cui superficie la reazione avviene molto più rapidamente. Il platino è un metallo raro e costoso e i due anni e più che ho passato al Lawrence Berkeley Lab sono stati dedicati a cercare di mettere meno platino, o qualcosa al posto del platino, sugli elettrodi della pila. Non ero solo io a lavorarci, era tutto un gruppo di ricerca, uno dei molti impegnati sull'argomento. A quel tempo, non andava di moda il termine "nanotecnologia", ma eravamo perfettamente in grado di fare delle particelle nanometriche di platino. Più erano piccole le particelle, maggiore era la superficie e di conseguenza ci voleva una massa minore.

Ahimé, uno dei problemi delle nanoparticelle è che quanto più le fai piccole tanto più sono attive. Si muovono, reagiscono fra di loro a formare particelle più grandi e, alla fine, il tuo elettrodo non funziona più. Ne abbiamo provate di tutte per stabilizzarle: una delle cose su cui ho lavorato di più è stato sulle leghe di platino. Sembrava una buona idea - funzionava bene per un po' - salvo poi de-allegarsi e dover buttar via tutto. Niente da fare - platino era e platino rimaneva.

Oggi, dopo un buon quarto di secolo di lavoro di molta gente, siamo davanti allo stesso problema. Le PEM hanno ancora bisogno di platino e una PEM dell'ultima generazione richiede qualcosa come 1000 dollari al kW di solo platino; una vettura a pile a combustibile dovrebbe contenere platino per un costo superiore alla vettura stessa! Al che si aggiunge il fatto che la membrana costa un sacco di soldi, che il platino si avvelena facilmente, che gli elettrodi si rovinano per tante ragioni, e tanti altri problemi. La PEM è ancora ben lontana da essere in grado di salvare il pianeta per opera dell'eroico Geoffrey Ballard.

Ma il problema non è solo nei costi; è proprio nella quantità di platino. Non c'è abbastanza platino su questo pianeta per costruire pile PEM in numero sufficiente a rimpiazzare gli attuali veicoli su strada e a realizzare l'idea dell' "economia basata sull'idrogeno". Era una cosa che sapevamo già nel 1980 e che non è molto cambiata da allora.

Certo, ci si può lavorare sopra, ma non è facile. Quando mi metto oggi a dare un'occhiata allo stato della ricerca nelle PEM vedo con un certo stupore che ancora la gente lavora sulle stesse cose su cui lavoravamo a Berkeley negli anni '80, apparentemente con non molto maggiore successo. Uno degli ultimi "nuovi sviluppi" è stato, indovinate un po', usare leghe di platino! Proprio la cosa che facevo io. Magari queste leghe funzioneranno meglio delle nostre, magari questi qui (di Brookhaven) sono più bravi di come eravamo noi al Lawrence Berkeley Lab; chi lo sa? Ma mi sembra che stiamo girando in cerchio senza arrivare da nessuna parte. C'è chi ha detto di aver trovato buoni catalizzatori nanostrutturati non basati sul platino. Saranno abbastanza stabili sul lungo periodo? Può darsi, mi permetto però di essere un tantino scettico.

Si riuscirà mai a produrre una pila a combustibile che usa poco (o per niente) platino e che si vende a un prezzo ragionevole? Non è impossibile, ma sembra molto difficile. Sono ormai più di trent'anni che si parla di pile a combustibile "moderne" ma ancora ci sono soltanto prototipi. Se ce ne sono in vendita o sono giocattoli dimostrativi oppure sono a prezzi tali che li possono comprare solo istituti di ricerca.

Venticinque anni fa, quando lavoravo alle pile a combustibile, sapevamo che il petrolio era ancora abbondante e che la crisi era passeggera. Potevamo permetterci di pensare che avevamo tempo, che prima o poi saremmo riusciti a far funzionare le pile; che avremmo ottenuto quel "breakthrough" necessario. Non sono bastati 25 anni; adesso il picco del petrolio sta arrivando e forse è già arrivato. Quasi certamente, non abbiamo altri 25 anni per cercare il miracolo in una tecnologia che - per ora - rimane inutilizzabile in pratica. Continuiamo pure a lavorarci sopra, ma non contiamo su qualche eroe tecnologico che verrà a liberarci dal petrolio all'ultimo momento con qualche super-PEM.

La liberazione dal petrolio verrà da tecnologie più semplici e già collaudate: le buone vecchie batterie che stanno vivendo una nuova vita con l'ultima generazione di batterie al litio. In fondo, non c'è bisogno di grandi rivoluzioni tecnologiche per cambiare -più che altro bisogna volerlo veramente.







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