La capacità dell’idrogeno verde di affermarsi su scala industriale dipenderà dai milioni di tonnellate che verranno prodotte e dai gigawatt di elettrolizzatori che saranno installati nei prossimi anni. Ma per riuscirci sarà decisiva una tecnologia spessa pochi decimi di millimetro, sulla quale si gioca una parte della competizione mondiale: le Mea (Membrane electrode assembly), componenti elettrochimici costruiti attorno a una membrana catalizzata, negli quali avvengono le reazioni alla base degli elettrolizzatori Pem (Proton exchange membrane) e delle celle a combustibile (fuel cells).
Nell’elettrolisi Pem, alimentata con elettricità rinnovabile, la Mea consente di separare l’acqua in idrogeno e ossigeno. Nelle fuel cells il processo si muove nella direzione opposta: l’idrogeno reagisce con l’ossigeno per generare elettricità, producendo acqua e calore. Dalle caratteristiche della membrana e degli strati catalitici dipendono l’efficienza e la durata del sistema, oltre a una parte rilevante dei suoi costi.
Secondo Global Market Insights, il mercato mondiale delle Mea valeva 6,9 miliardi di dollari nel 2025, dovrebbe raggiungere 8,1 miliardi quest’anno e potrebbe salire a 17,1 miliardi nel 2035, con una crescita media annua dell’8,6%. L’Asia-Pacifico rappresenta già il maggiore mercato mondiale.
A spingere la domanda è soprattutto la crescita degli elettrolizzatori. L’Agenzia internazionale per l’energia (Iea) stima che la capacità installata a livello globale sia raddoppiata nel 2025, superando i 4 GW, grazie soprattutto ai grandi progetti entrati in esercizio in Cina. Altri 2,5 GW sono in costruzione con avvio previsto nel 2026.
La distanza tra annunci e investimenti effettivi resta però ampia. La pipeline mondiale di produzione di idrogeno a basse emissioni prevista al 2030 è scesa a 27 milioni di tonnellate l’anno, dieci milioni in meno rispetto alla precedente rilevazione Iea. Più di 100 GW di capacità di elettrolisi annunciata rischiano inoltre di non entrare in funzione entro la fine del decennio se le decisioni di investimento non saranno prese entro il 2027.
Il mercato cresce dunque a una velocità inferiore rispetto alle attese. A pesare sono soprattutto costi, incertezza della domanda, infrastrutture e condizioni di finanziamento. Dnv, gruppo internazionale di certificazione e consulenza tecnica, stima che l’idrogeno prodotto attraverso elettrolisi costi oggi tra 3 e oltre 10 dollari al chilogrammo, contro circa 1-5 dollari delle produzioni fossili.
Entro il 2060, tuttavia, Dnv vede nell’elettrolisi la principale tecnologia di produzione dell’idrogeno rinnovabile e a basse emissioni, che potrebbe raggiungere circa 240 milioni di tonnellate l’anno, quasi il 90% della produzione globale di idrogeno e derivati. L’elettrolisi rappresenterebbe circa il 70% dell’offerta complessiva.
È una crescita che porta con sé una seconda partita: chi produrrà le tecnologie necessarie. Nel 2025 quasi tre quarti della nuova capacità mondiale di elettrolisi è stata installata in Cina, che beneficia di costi tecnologici più bassi, economie di scala e dell’esperienza accumulata nei grandi progetti. Il divario potrebbe allargarsi. Dnv prevede che gli elettrolizzatori di produzione cinese possano rappresentare il 75% dei quasi 1.800 GW di nuove capacità cumulative mondiali attese fino al 2060.
La competizione non riguarda soltanto l’assemblaggio finale: una parte del valore tecnologico risiede in membrane, elettrodi, catalizzatori e processi produttivi. Ed è proprio nelle Mea che si gioca una delle sfide più delicate: ottenere prestazioni superiori utilizzando quantità sempre inferiori di materiali costosi e difficili da reperire.
Il caso più evidente è l’iridio, un metallo raro utilizzato come catalizzatore negli elettrolizzatori Pem. L’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (Irena) stima che la produzione mondiale sia di appena 7-7,5 tonnellate l’anno, concentrata soprattutto in Sudafrica. Gli attuali sistemi Pem ne richiedono in media tra 1 e 2,5 grammi per kW: significa tra 1 e 2,5 kg per un elettrolizzatore da 1 MW. Ridurne l’impiego diventa quindi essenziale per poter aumentare la produzione di elettrolizzatori su larga scala.
La sfida riguarda anche durata, prestazioni e industrializzazione. Una Mea più efficiente permette di produrre più idrogeno a parità di elettricità utilizzata; una maggiore durata riduce sostituzioni e manutenzione; processi produttivi continui e automatizzati possono abbattere i costi con l’aumento dei volumi.
Per l’Europa la questione diventa quindi industriale prima ancora che energetica. Aumentare la capacità di elettrolisi senza sviluppare allo stesso tempo una filiera di membrane, catalizzatori e componentistica rischia di sostituire parte della dipendenza dalle importazioni energetiche con una nuova dipendenza tecnologica. Il vantaggio cinese sui costi rende difficile competere soltanto sui volumi e aumenta il valore di innovazione, proprietà intellettuale e capacità di industrializzare componenti avanzati.
