Produzione di idrogeno: panoramica dei processi e approfondimento sullo Steam Methane Reforming con cattura della CO₂ (idrogeno blu)

Abstract

Questo elaborato si propone di esplorare il ruolo dell’idrogeno nel panorama energetico attuale e futuro, con un focus particolare sul processo di Steam Methane Reforming (SMR), che è attualmente la tecnologia più utilizzata per la sua produzione su scala industriale. La scelta di questo tema nasce dalla necessità di comprendere le potenzialità e i limiti dell’idrogeno come vettore energetico nella transizione verso sistemi a basse emissioni di carbonio, prestando particolare attenzione alle implicazioni ambientali associate ai vari metodi di produzione. Nella prima parte del lavoro, vengono analizzate le principali tipologie di idrogeno, classificate in base al loro impatto sulle emissioni e al tipo di fonte energetica utilizzata. Successivamente, si approfondisce il processo di SMR, esaminando le reazioni fondamentali, gli aspetti termodinamici, le configurazioni impiantistiche e il ruolo dei catalizzatori. Una sezione specifica è dedicata alla valutazione degli impatti ambientali, che include un’analisi delle emissioni di CO₂, degli inquinanti atmosferici e degli effetti sulla salute e sugli ecosistemi, supportata da dati quantitativi. I risultati ottenuti evidenziano come lo SMR, sebbene sia una tecnologia consolidata e competitiva dal punto di vista economico, presenti un’impronta ambientale significativa. Questo mette in luce l’importanza di soluzioni complementari, come l’integrazione con sistemi di cattura della CO₂ o lo sviluppo dell’idrogeno verde, per rendere questo vettore realmente sostenibile nel lungo termine.

This paper aims to explore the role of hydrogen in the current and future energy landscape, with a particular focus on the Steam Methane Reforming (SMR) process, which is currently the most widely used technology for its production on an industrial scale. The choice of this topic stems from the need to understand the potential and limitations of hydrogen as an energy carrier in the transition towards low-carbon systems, paying particular attention to the environmental implications associated with the various production methods. In the first part of the work, the main types of hydrogen are analysed, classified based on their emission impact and the type of energy source used. Subsequently, the SMR process is examined in detail, looking at the fundamental reactions, thermodynamic aspects, plant configurations, and the role of catalysts. A specific section is dedicated to the assessment of environmental impacts, which includes an analysis of CO2 emissions, air pollutants, and effects on health and ecosystems, supported by quantitative data. The results obtained highlight how SMR, although it is a consolidated and economically competitive technology, has a significant environmental footprint. This underscores the importance of complementary solutions, such as integration with CO2 capture systems or the development of green hydrogen, to make this carrier truly sustainable in the long term