Idrogeno naturale: i giacimenti possono diventare siti di stoccaggio?

Sì, in teoria alcuni giacimenti naturali di idrogeno potrebbero diventare siti di stoccaggio sotterraneo, ma il risultato deriva da modellazione geologica e non dimostra che ogni giacimento sia già pronto all’uso. Uno studio su PNAS ha analizzato il sistema di Bulqizë, in Albania, dove l’idrogeno si è accumulato naturalmente, per capire se strutture simili possano essere riutilizzate per cicli di iniezione e prelievo.

L’idea parte da un vantaggio concreto: se un serbatoio ha trattenuto H2 per tempi geologici, offre una prova naturale della capacità delle rocce e delle strutture circostanti di limitarne la dispersione. Questo non elimina la necessità di caratterizzare il sito, perché l’iniezione artificiale modifica pressioni e stabilità delle faglie.

Perché cercare siti che contengono già idrogeno naturale

Le opzioni tradizionalmente studiate per conservare grandi quantità di idrogeno comprendono cavità saline, acquiferi profondi e giacimenti di idrocarburi esauriti. Sono strutture note all’industria energetica, ma non tutte hanno una storia naturale che dimostri direttamente la capacità di trattenere H2, una molecola piccola e molto mobile.

I ricercatori propongono quindi un criterio diverso: partire da serbatoi naturali dove l’idrogeno è già presente e si è accumulato nel sottosuolo. Li descrivono come candidati “precertificati” dalla geologia, nel senso che la presenza del gas fornisce un primo indizio di contenimento. Il termine non equivale però a una certificazione tecnica o normativa.

Che cosa mostra il modello di Bulqizë in Albania

Lo studio costruisce un modello accoppiato geofluidodinamico e geomeccanico del serbatoio di Bulqizë. La simulazione considera variazioni di temperatura e permeabilità lungo circa cinque chilometri di zona di faglia, dissoluzione dell’idrogeno nelle acque sotterranee e stabilità meccanica durante l’iniezione.

Negli scenari valutati, le perdite attribuite alla dissoluzione e al consumo abiotico restano inferiori al 2% dell’inventario totale nelle assunzioni conservative del modello. Gli autori osservano che questo risultato è coerente con il fatto che H2 sia riuscito ad accumularsi naturalmente nel sistema.

Il problema principale sono le faglie

Iniettare gas aumenta la pressione nel sottosuolo. Se il serbatoio è controllato da faglie, questo può modificare le forze che agiscono sulle superfici di scorrimento. Il gruppo ha quindi calcolato la tendenza alla riattivazione della faglia al variare della permeabilità, della portata di iniezione e della profondità scelta.

Il modello individua due comportamenti principali: con permeabilità basse l’instabilità tende a concentrarsi vicino all’intervallo di iniezione; con permeabilità elevate può spostarsi verso l’interfaccia tra faglia e roccia di copertura. Questo è uno dei motivi per cui non basta sapere che un luogo contiene naturalmente idrogeno per considerarlo automaticamente sicuro.

Quanto idrogeno potrebbe contenere secondo lo studio

Esplorando 72 combinazioni di parametri, gli autori definiscono finestre operative considerate sicure nel modello e stimano capacità ottimizzate nell’ordine di 3,5-4,8 × 10⁸ metri cubi. Una simulazione di dieci anni con cicli di iniezione e produzione mantiene un flusso stabile di circa 7,5 × 10⁵ metri cubi al giorno.

Un risultato controintuitivo è che il rischio calcolato di riattivazione della faglia diminuisce nel corso dei cicli simulati. Nel modello ciò avviene perché la redistribuzione del gas tende a rendere più uniforme la pressione. È un comportamento da verificare su siti reali e non una garanzia applicabile a qualsiasi formazione geologica.

Come si collega alle altre tecnologie di stoccaggio

Il nuovo approccio non sostituisce automaticamente cavità saline o altri sistemi. Aggiunge una possibile classe di siti da valutare, soprattutto dove esistono accumuli naturali subcommerciali che non verrebbero sfruttati come risorsa primaria.

Su iCrewPlay abbiamo già approfondito una soluzione diversa per lo stoccaggio dell’idrogeno basata sul ferro e le tecnologie che puntano a rendere più sostenibile la produzione di idrogeno verde su larga scala. Il problema dello stoccaggio geologico riguarda invece la capacità di conservare grandi volumi tra produzione e utilizzo.

Quali sono i limiti da ricordare

• lo studio è basato su un modello del sito di Bulqizë, non su un impianto commerciale già operativo;
• le stime dipendono da permeabilità, geometria delle faglie, condizioni idrogeologiche e parametri di iniezione;
• un accumulo naturale di H2 è un indizio di contenimento, non una certificazione automatica di sicurezza;
• prima dell’uso reale servono caratterizzazione del sito, monitoraggio, prove di iniezione e valutazioni normative e sismiche.

Cosa cambia davvero

La ricerca propone di trasformare un segnale geologico — la presenza di idrogeno rimasto intrappolato naturalmente — in un criterio per cercare nuovi siti di stoccaggio. Il vantaggio potenziale è partire da strutture che hanno già mostrato capacità di contenimento; il rischio è presumere che la stabilità del sistema naturale resti identica dopo l’iniezione industriale.

La fonte primaria è lo studio PNAS Fault-controlled natural hydrogen reservoirs as underground hydrogen storage sites. I risultati supportano la fattibilità come nuova classe di candidati geologici, ma la verifica finale deve avvenire sito per sito.