Un arcobaleno di colori fa da sfondo a quasi tutti i dialoghi relativi alla transizione energetica verso un'economia a basse emissioni di carbonio: verde, grigio, blu, turchese, rosa e giallo[1]. Una palette di colori in costante espansione usata per far riferimento sempre alla stessa molecola incolore, inodore e altamente combustibile: l'idrogeno. A cambiare con i diversi colori è il processo chimico usato per produrla.
I colori dell'idrogeno sono essenziali ai fini della transizione energetica, perché ogni percorso di produzione genera diverse quantità di gas serra. Ad esempio, l'idrogeno grigio, derivato dai combustibili fossili, produce fino a 20 tonnellate di biossido di carbonio per tonnellata di idrogeno. L'idrogeno verde, invece, prodotto a partire da fonti rinnovabili, non rilascia emissioni. Inoltre, sebbene tutti questi colori si riferiscano alla stessa molecola, anche i costi di produzione variano: l'idrogeno verde resta ancora oggi molto più caro.
Tuttavia, grazie allo sviluppo e all’installazione di elettrolizzatori e altre tecnologie produttive su scala industriale, l’idrogeno verde potrebbe diventare economicamente competitivo con l'idrogeno blu, prodotto da gas naturale con cattura del carbonio, già entro il 2030. Ovviamente, il tasso di decrescita dei costi dipenderà anche dalle politiche di governo e da incentivi come il carbon pricing e i crediti d'imposta.
E proprio questa è la sfida cruciale per garantire il successo della transizione verso un'economia a basse emissioni di carbonio. Con il graduale passaggio dei sistemi energetici da centralizzati a decentralizzati, da "grigi" a "verdi", gli stakeholders dovranno poter rendicontare e tracciare le emissioni e le molecole pulite in modo trasparente, sicuro e standardizzato, e devono poterlo fare lungo le catene del valore dal produttore al consumatore.
Monitorare le emissioni e le molecole di idrogeno verde lungo le catene del valore
I produttori di idrogeno verde meritano un adeguato riconoscimento economico per gli investimenti aggiuntivi necessari per poter produrre idrogeno senza emissioni di carbonio. Pertanto, la capacità di verificare che una molecola di idrogeno venga davvero prodotta con energia pulita, considerato il dinamico paesaggio energetico odierno, pone tanto una sfida impegnativa quanto una straordinaria opportunità. Risolvere questo dilemma richiederà la gestione di elevati volumi di transazioni multiutente, che devono essere concluse in modo rapido, sicuro ed economico.
Attualmente, l'origine di una commodity è attestata dai certificati di origine. Tuttavia, il processo di certificazione può essere complesso e richiede molti intermediari, con un relativo aumento di tempi, manodopera e costi. Inoltre, assicurare che le transazioni siano rendicontate ed eseguite con precisione rappresenta una grande incognita e pone sfide alla scalabilità dei processi. Tecnologie innovative come la blockchain potrebbero semplificare in modo significativo la contabilità del carbonio e i processi di certificazione verde.
La tecnologia blockchain è un registro digitale condiviso, decentralizzato e immutabile che registra in modo sicuro le transazioni e consente l'esecuzione automatica degli "smart contracts"[2] tra le parti senza alcuna autorità centrale o intermediari. Il nucleo di questa tecnologia è una rete distribuita di computer indipendenti, o nodi, che gestisce la blockchain. I nodi ricevono nuove transazioni, verificano la legittimità sulla base di protocolli di consenso e li integrano in una catena.
La tecnologia blockchain sta già dimostrando il suo potenziale innovativo nel settore finanziario, grazie ai vantaggi strutturali unici che offre in termini di fiducia, efficienza, controllo e sicurezza. Queste caratteristiche hanno reso la blockchain adatta a ottimizzare processi, consentire nuove soluzioni innovative e promuovere un più ampio accesso ai servizi per una vasta gamma di utenti, ottenendo allo stesso tempo anche una significativa riduzione dei costi. Tuttavia, occorre affrontare importanti sfide per promuovere l'adozione di questa tecnologia, come ad esempio l'interoperabilità tra le reti blockchain, la fiducia dei consumatori e il consumo di energia.
Anche molte tendenze in atto nel settore dell'energia, alla base di profondi cambiamenti nelle catene del valore, possono trarre beneficio e contribuire a promuovere ulteriormente il potenziale della blockchain. In tal senso stanno emergendo progetti pilota in molti Paesi, sia industrializzati che in via di sviluppo. Ad esempio, la Brooklyn Microgrid, negli Stati Uniti, gestisce un mercato dell'energia locale, grazie a una micro-rete[3], in cui i membri possono acquistare e vendere energia reciprocamente, attraverso smart contracts su blockchain.
In genere, la maggiore diffusione di generazione distribuita, di sistemi di stoccaggio di energia e di dispositivi intelligenti, crea nuovi livelli di complessità e sfide per mercati che sono stati concepiti e creati per un controllo centralizzato. A ciò si aggiunge la necessità di monitorare le emissioni e le molecole pulite lungo le catene del valore. Per questi motivi, la tecnologia blockchain può aiutare i politici e le autorità regolatrici ad affrontare le incognite e i dubbi che gravano sui processi di misurazione, certificazione e tracciamento.
Conclusioni e raccomandazioni
I percorsi tecnologici e le scelte politiche necessarie a promuovere la transizione energetica dovranno necessariamente affidarsi a processi che misurino e registrino con precisione emissioni e molecole verdi in mercati globali caratterizzati da poca trasparenza, regolamenti e standard diversi, e problemi di fiducia. Pertanto, data questa situazione, la blockchain può accelerare considerevolmente la transizione verso un'economia a basse emissioni di carbonio. Tuttavia, permangono notevoli barriere di natura politica, tecnologica e di regolamentazione alla sua piena adozione.
A causa dei forti interessi di sicurezza pubblica e nazionale profondamente radicati nel settore energetico, i decisori politici e le autorità regolatrici dovranno valutare attentamente opportunità e sfide, fra cui l'integrità delle informazioni contenute nella blockchain, le regole di accesso, le questioni di trasparenza e i requisiti di privacy. Inoltre, il pieno potenziale della blockchain non si potrà realizzare fino a che una massa critica di utenti non inizierà a utilizzarla.
Per arrivare all'adozione su scala, sarà necessario un approccio concertato tra il settore pubblico e privato al fine di:
- coinvolgere gli stakeholders lungo tutta la catena del valore e incoraggiare la collaborazione al fine di promuovere i necessari investimenti, attraverso la riduzione dei fattori di rischio e il superamento delle barriere strutturali;
- promuovere campagne di sensibilizzazione in merito alla tecnologia blockchain e alla sua proposta di valore. Molti hanno ancora una comprensione limitata o idee errate sul suo vero potenziale (ad esempio, si tende a mischiare il concetto di blockchain con quello di criptovaluta);
- rassicurare gli stakeholders in merito alla trasparenza delle transazioni e alla sicurezza informatica;
- sviluppare un quadro normativo stabile per gli utenti, gli operatori che hanno adottato la tecnologia e i mercati, nonché incentivi per aiutare gli attori strategici, come i fornitori di elettricità, ad adottare la blockchain e investire nelle necessarie infrastrutture digitali.
- individuare i principi di progettazione, best practices e standard per creare solide piattaforme di blockchain che consentano agli stakeholders di arrivare a una visione condivisa (ad es. rendere obbligatori livelli ragionevoli di consumo energetico, associati all'adozione della blockchain);
- sostenere la ricerca e lo sviluppo per realizzare progetti pilota e dimostrativi.
I governi e le aziende attribuiscono oggi un crescente ruolo all'idrogeno verde nella transizione energetica, e, al tempo stesso, nuove politiche, modelli aziendali e normativi si stanno facendo strada per adattarsi a un settore energetico in rapida evoluzione. In questo contesto, la blockchain è destinata a svolgere un ruolo fondamentale a sostegno di queste strategie. Se la blockchain riuscirà ad apportare un cambiamento dirompente nel settore energetico, gli stakeholders lungo tutta la catena del valore ne trarranno vantaggio per molti anni a venire.
[1]I colori dell'idrogeno, oggi, corrispondono a diversi processi di produzione. L'idrogeno verde è prodotto da fonti rinnovabili attraverso l'elettrolisi dell'acqua; l'idrogeno grigio viene prodotto da combustibili fossili, quello blu da gas naturale con cattura e sequestro del carbonio (CCS), quello turchese dalla pirolisi del gas naturale, quello rosa dal nucleare e il giallo dal solare.
[2]Gli "smart contract" sono programmi memorizzati su una blockchain che si attivano quando vengono rispettati determinati prerequisiti. In genere, essi vengono utilizzati per automatizzare l'esecuzione di un accordo, così che tutti i partecipanti possano essere certi del risultato, senza il coinvolgimento di alcun intermediario e in tempo reale. Sono anche in grado di automatizzare flussi di lavori, innescando le operazioni successive una volta che vengano rispettate specifiche condizioni.
[3] Si tratta di una rete di utenze elettriche che sfrutta fonti di approvvigionamento locali, in genere è collegata alla rete nazionale centralizzata, pur essendo perfettamente in grado di funzionare in autonomia.
Il presente documento programmatico per il G20 è il quinto della serie Mission Hydrogen, una collaborazione fra il Belfer Center della Harvard Kennedy School e l'Istituto per gli Studi di Politica Internazionale (ISPI) sul futuro dell'idrogeno.
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