L'idrogeno può essere immagazzinato fisicamente come gas o come liquido. Lo stoccaggio dell'idrogeno come gas richiede in genere serbatoi ad alta pressione (pressione del serbatoio 350-700 bar [5.000-10.000 psi]). Lo stoccaggio dell'idrogeno come liquido richiede temperature criogeniche, poiché il punto di ebollizione dell'idrogeno a una pressione di un'atmosfera è di -252,8°C.

L'idrogeno può essere immagazzinato anche in altri gas, come soluzione di stoccaggio a medio termine, come l'ammoniaca. L'ammoniaca può essere liquefatta in condizioni blande (temperatura ambiente, pressione di 8-10 bar), il che significa che può essere immagazzinata in un recipiente a pressione semplice ed economico. È inoltre considerata un'opzione di trasporto più sicura rispetto all'idrogeno poiché, sebbene sia tossica, il suo odore può essere percepito a bassi livelli. L'ammoniaca ha anche un intervallo di infiammabilità inferiore rispetto all'idrogeno ed è considerata non infiammabile durante il trasporto, mentre l'idrogeno brucia con una fiamma invisibile.

L'idrogeno viene distribuito dal punto di produzione al punto di utilizzo tramite oleodotti, su strada in autocisterne per liquidi criogenici o in rimorchi per tubi gassosi, oppure a livello internazionale via mare. Gli oleodotti vengono utilizzati nelle regioni con una domanda sostanziale (centinaia di tonnellate al giorno) a lungo termine.

Il trasporto su strada dell'idrogeno viene utilizzato quando il caso d'uso richiede una determinata quantità di idrogeno liquido in un periodo di tempo più breve. Può trattarsi di un mezzo per produrre energia o di una stazione di rifornimento di idrogeno. I Paesi produttori di idrogeno generalmente trasportano l'idrogeno in altri Paesi con una domanda di gas attraverso le navi.

Va notato che attualmente l'idrogeno viene spedito solo per viaggi di breve durata e viene invece convertito in ammoniaca per viaggi di media e lunga durata. Ciò è dovuto al fatto che l'ammoniaca è un vettore migliore dell'idrogeno e che esiste già una grande quantità di infrastrutture e legislazioni a supporto della movimentazione dell'ammoniaca.

Gli usi industriali dell'idrogeno costituiscono la maggior parte dell'utilizzo odierno dell'idrogeno, che viene largamente impiegato nella produzione di materiali come il cemento, l'acciaio e il vetro.

Con la crescita del ruolo dell'idrogeno nella transizione energetica globale, è probabile che crescano anche gli altri usi dell'idrogeno.

Energia a idrogeno e riscaldamento a idrogeno

Le celle a combustibile a idrogeno utilizzano l'energia chimica dell'idrogeno per generare elettricità.

L'idrogeno può essere utilizzato anche per riscaldare le nostre case e le nostre aziende. Sebbene il passaggio al 100% di idrogeno non sia attualmente praticabile, il governo britannico intende autorizzare la miscelazione dell'idrogeno nel 2023 e potremmo vedere il Regno Unito utilizzare una miscela del 20% entro il 2027.

Veicoli a idrogeno

Le celle a combustibile a idrogeno possono essere utilizzate anche per alimentare i veicoli: gli autobus a idrogeno sono già in uso in tutto il mondo.

I tre colori chiave dell'idrogeno sono il verde, il blu e il grigio.

L'idrogeno grigio è l'idrogeno prodotto utilizzando combustibili fossili, come il gas naturale, ed è la forma di idrogeno più comunemente prodotta oggi nel mondo.

L'idrogeno blu è prodotto nello stesso modo dell'idrogeno grigio. A differenza dell'idrogeno grigio, i gas serra prodotti vengono catturati attraverso il processo di cattura e stoccaggio del carbonio (CCS), pertanto l'idrogeno blu è considerato una forma di idrogeno neutrale dal punto di vista del carbonio.

L'idrogeno verde è considerato la forma più pulita di idrogeno e viene prodotto utilizzando l'elettricità per alimentare un elettrolizzatore che separa l'idrogeno dalla molecola d'acqua producendo ossigeno come sottoprodotto. L'elettricità in eccesso può essere utilizzata per elettrolisi per creare idrogeno gassoso che può essere immagazzinato per il futuro.

La tecnologia dei sensori MPS™ (molecular property spectrometer) di Crowcon offre la migliore soluzione per il rilevamento dell'idrogeno gassoso. Con l'MPS, che richiede una manutenzione ridotta e una calibrazione zero per cinque anni, oltre all'eliminazione dell'avvelenamento del sensore, si eliminano le carenze della tecnologia di rilevamento tradizionale. Oltre ad aumentare la sicurezza nelle aree in cui i gas infiammabili rappresentano un rischio, la tecnologia MPS™ genera risparmi significativi sul costo totale di proprietà e la ridotta interazione con l'unità riduce il rischio professionale per gli operatori.

Quando si ha a che fare con l'idrogeno, come con qualsiasi altro gas, la salute e la sicurezza sono fondamentali. L'idrogeno ha un ampio intervallo di infiammabilità (4%-74% vol. in aria), quindi anche piccole quantità di H2 possono provocare esplosioni se mescolate all'aria atmosferica. Basta una scintilla di elettricità statica proveniente dal dito di una persona per innescare un'esplosione in presenza di idrogeno e, in molti luoghi in cui l'idrogeno viene utilizzato, l'accensione di scintille da parte di componenti elettrici o attività di manutenzione è un rischio sempre presente.

L'idrogeno non è tossico, ma in ambienti chiusi come i magazzini delle batterie, l'idrogeno può accumularsi e causare asfissia sostituendo l'ossigeno. Negli stack delle celle a combustibile, l'idrogeno è soggetto a fuoriuscire dalle guarnizioni presenti nelle connessioni di processo vicino alle bombole di stoccaggio dell_'H2 .

Un'altra preoccupazione riguardo all'infiammabilità e al rilevamento dell'idrogeno è che le fiamme di idrogeno sono di colore blu pallido e quasi invisibili all'occhio umano. Le fiamme di idrogeno emettono anche un basso calore radiante, quindi le persone potrebbero non sentire quel calore finché non sono molto vicine alla fiamma. I rivelatori di fiamma sono quindi utilizzati come complemento ai rivelatori di gas puntuali, in quanto coprono una vasta area. La fiamma di idrogeno può essere rilevata utilizzando rivelatori a infrarossi multispettro.

Questi pericoli sono presenti in tutta la catena del valore dell'idrogeno, dalla produzione allo stoccaggio, dalla distribuzione all'utilizzo, e il rilevamento dei gas rappresenta la prima linea di difesa contro le perdite di idrogeno.

Mentre esiste una serie di normative sui gas in generale, manca una legislazione che si applichi specificamente all'idrogeno.

Nel Regno Unito, l'Office of Gas and Electricity Markets (Ofgem) regolamenta il mercato del gas e richiede a chiunque si occupi di fornitura, spedizione o trasporto di gas di avere una licenza in base al Gas Act.

Esiste anche una serie di leggi sulla salute e sulla sicurezza che riguardano l'idrogeno, tra cui le Gas Safety (Management) Regulations, le Pipeline Safety Regulations, le Hazardous Substance Regulations e le Dangerous Substances and Explosive Atmosphere Regulations.

La norma ISO 22734-1:2019 specifica che un sistema di rilevamento dell'idrogeno gassoso che avvia la ventilazione allo 0,4%v/v (100%LEL) di idrogeno deve essere installato vicino al generatore di idrogeno.