La Cina estrae carburante dall’acqua di mare

Dalla Cina la svolta per l’idrogeno verde: acqua di mare, costi irrisori e zero sprechi

La Cina ha messo a punto quello che potrebbe rappresentare uno dei passaggi più significativi nella corsa all’energia pulita: la produzione economicamente sostenibile di idrogeno verde direttamente dall’acqua di mare, senza bisogno di costosi pretrattamenti. Per chi ha familiarità con le tecnologie dell’idrogeno, il problema è noto da decenni. L’elettrolisi – il processo attraverso cui l’elettricità divide le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno – funziona egregiamente con acqua dolce purificata. Ma quando si tenta di applicarla direttamente all’acqua marina, si scontrano con ostacoli formidabili: gli ioni cloruro innescano la produzione di cloro gassoso corrosivo all’anodo, degradando rapidamente catalizzatori ed elettrodi. Magnesio e calcio precipitano formando depositi che intasano le membrane. L’efficienza crolla, i costi di manutenzione esplodono. La soluzione tradizionale – desalinizzare prima l’acqua – ha senso solo sulla carta. Richiede enormi quantità di energia, infrastrutture complesse e produce salamoia di scarto che rappresenta un problema ambientale a sé stante. Per questo, fino a oggi, quasi tutta la produzione mondiale di idrogeno via elettrolisi si è affidata ad acqua dolce, una risorsa sempre più preziosa e contesa.

Il breakthrough cinese

La svolta è arrivata da un team congiunto delle Università di Shenzhen, Sichuan e Southwest Petroleum, con risultati pubblicati su Nature già nel 2022. Il loro approccio ribalta la logica convenzionale: anziché cercare di “domare” l’acqua di mare trattandola o modificando i catalizzatori, hanno ridisegnato l’intero sistema di elettrolisi per mantenere separati l’acqua salata e il processo elettrochimico. Il cuore del sistema sono membrane porose in PTFE che separano gli elettrodi immersi in una soluzione concentrata di idrossido di potassio dall’acqua di mare circostante. Queste membrane, altamente impermeabili ma traspiranti e resistenti al biofouling, creano un sistema autoregolante: quando l’elettrolisi consuma molecole d’acqua nella soluzione elettrolitica, la differenza di concentrazione fa sì che vapore acqueo attraversi le membrane, si liquefaccia a contatto con l’elettrolita e ripristini l’equilibrio. Il tutto senza bisogno di pompe o input energetici aggiuntivi. Gli ioni salini e le impurità, troppo grandi per attraversare le membrane, rimangono fuori. Nessun cloro corrosivo, nessun deposito calcareo, nessuna reazione collaterale. Il prototipo dimostrativo ha funzionato stabilmente per oltre 3.200 ore (più di quattro mesi) a 250 milliampere per centimetro quadrato, producendo 386 litri di idrogeno all’ora. Il consumo energetico si attesta sui 5 kWh per metro cubo normale di idrogeno, traducendosi in un’efficienza del 71% – comparabile agli elettrolizzatori alcalini industriali tradizionali.

Ma è a Rizhao, città costiera dello Shandong il cui nome significa letteralmente “luce del sole”, che la ricerca ha fatto il salto dalla dimostrazione di laboratorio all’applicazione industriale. Qui un impianto di desalinizzazione di nuova generazione sta mostrando come si possano integrare produzione di acqua potabile, generazione di idrogeno verde e recupero industriale in un unico sistema virtuoso. L’impianto produce acqua dolce a circa 28 centesimi di dollaro per metro cubo – un costo sorprendentemente competitivo rispetto agli standard globali. Ma la vera innovazione sta nell’approccio circolare: ogni componente del processo è valorizzato. L’idrogeno viene prodotto tramite elettrolisi utilizzando il calore di scarto di un’acciaieria vicina – energia che altrimenti andrebbe dispersa. La salamoia residua, anziché essere scaricata in mare con conseguenze ambientali, viene venduta all’industria chimica come materia prima ricca di minerali. L’idrogeno prodotto alimenta decine di autobus urbani, creando un ciclo completo che va dall’acqua marina alla mobilità a zero emissioni.

La filiera della rivoluzione

La Cina non si sta limitando alla ricerca. Il paese ha già messo in campo una strategia industriale articolata che abbraccia l’intera filiera dell’idrogeno verde. Nella Mongolia Interna, Envision Energy ha avviato a luglio 2025 quello che è attualmente il più grande impianto al mondo di idrogeno e ammoniaca verdi: 500 MW di capacità di elettrolisi nella Fase I (destinati a diventare 2,5 GW), alimentati interamente da un sistema off-grid di rinnovabili e gestiti da intelligenza artificiale per ottimizzazione e stabilità in tempo reale. La produzione attuale è di 320.000 tonnellate di ammoniaca verde all’anno, con esportazioni già avviate verso il Giappone. Nel Ningxia, la provincia di Taiyangshan sta sviluppando un cluster integrato di tre impianti che nel complesso produrranno 36.500 tonnellate di idrogeno verde annue. Nello Xinjiang, Sinopec ha completato elettrolizzatori da 260 MW. A Jilin, un progetto da 800 MW produrrà 32.000 tonnellate di idrogeno all’anno, tagliando 650.000 tonnellate di emissioni di CO₂. Questi non sono progetti pilota: sono installazioni industriali su scala commerciale, spesso integrate con acciaierie, impianti chimici e infrastrutture di trasporto. La Cina ha capito che l’idrogeno verde non è solo una questione tecnologica, ma sistemica: serve integrazione tra produzione energetica rinnovabile, elettrolisi efficiente, stoccaggio, distribuzione e utilizzo finale.

Parallelamente agli sviluppi sperimentali, la Cina sta consolidando un dominio manifatturiero che ricorda quello raggiunto nel fotovoltaico. Gli elettrolizzatori alcalini cinesi – il tipo utilizzato per la maggior parte di questi progetti – costano circa un quarto rispetto agli equivalenti europei o americani, pur avendo un’efficienza leggermente inferiore. BloombergNEF stima che attualmente il 40% della produzione mondiale di elettrolizzatori avvenga in Cina, con una curva di apprendimento rapida che fa prevedere un miglioramento continuo delle prestazioni. Questo vantaggio di costo non deriva solo da economie di scala o manodopera meno costosa, ma da un ecosistema industriale integrato che va dalle materie prime ai catalizzatori, dalle membrane ai sistemi di controllo. Esattamente la stessa dinamica che ha permesso alla Cina di controllare oggi oltre l’80% della filiera fotovoltaica globale.

L’equazione economica che ridefinisce il mercato

La convergenza di questi fattori sta rapidamente alterando l’economia dell’idrogeno verde. Fino a pochi anni fa, il costo dell’idrogeno da elettrolisi rinnovabile si attestava tra 5 e 10 dollari al chilogrammo – completamente fuori mercato rispetto all’idrogeno grigio da steam reforming del metano (1-2 dollari/kg) o anche all’idrogeno blu con cattura del carbonio (2-3 dollari/kg). I nuovi impianti cinesi dichiarano costi di produzione tra 1,2 e 2 dollari per chilogrammo – cifre che, anche considerando una certa ottimizzazione nelle stime pubbliche, rappresentano un cambiamento di paradigma. Envision Energy sostiene che i suoi impianti raggiungeranno la parità di prezzo con ammoniaca e metanolo da fonti fossili entro il 2028. La chiave sta nella moltiplicazione dei fattori favorevoli: costo ridotto degli elettrolizzatori, utilizzo di acqua di mare senza pretrattamento, sfruttamento di calore di scarto industriale o eccedenze di rinnovabili, integrazione con la produzione di ammoniaca o metanolo per ottimizzare la valorizzazione, economie di scala industriale.

Se questi sviluppi dovessero consolidarsi e diffondersi, le implicazioni sarebbero profonde. L’idrogeno verde prodotto da acqua marina ha il potenziale per decarbonizzare settori finora resistenti alla transizione: siderurgia, produzione di cemento, chimica pesante, aviazione e navigazione a lungo raggio. Settori che rappresentano circa un quarto delle emissioni globali di CO₂. Dal punto di vista geopolitico, la capacità di produrre idrogeno verde in modo economicamente competitivo dalle coste – dove si concentrano industria pesante, porti e consumi energetici – ridurrebbe la dipendenza da gasdotti e rotte di import di combustibili fossili. Paesi con lunghe coste, abbondanza di sole e vento, ma scarsità di acqua dolce potrebbero diventare esportatori di energia pulita. Europa e Stati Uniti hanno guardato con crescente preoccupazione la possibilità che si ripeta nel settore dell’idrogeno quanto accaduto con il fotovoltaico: un’iniziale leadership tecnologica occidentale seguita da un rapido sorpasso manifatturiero cinese che ha reso economicamente insostenibile la produzione locale. L’Unione Europea punta a 10 milioni di tonnellate di idrogeno verde entro il 2030, gli USA hanno stanziato crediti d’imposta fino a 3 dollari al chilogrammo. Ma senza una capacità manifatturiera competitiva di elettrolizzatori, questi obiettivi rischiano di tradursi in dipendenza da fornitori cinesi.

Le sfide ancora aperte

Va detto che il percorso non è privo di ostacoli. Gli elettrolizzatori alcalini, benché economici, hanno una densità di potenza inferiore rispetto alle tecnologie PEM (Polymer Electrolyte Membrane) o AEM (Anion Exchange Membrane) sviluppate soprattutto in Occidente. Questo significa impianti più grandi per la stessa capacità produttiva. La produzione di idrogeno verde ha senso economico solo dove l’elettricità rinnovabile è abbondante ed economica – non ovunque nel mondo questa condizione è soddisfatta. La Cina beneficia di enormi investimenti in solare ed eolico che hanno drasticamente ridotto il costo del kWh pulito, ma in altri contesti l’equazione economica potrebbe essere diversa. La durata effettiva degli elettrolizzatori ad acqua marina in condizioni operative industriali continue è ancora da dimostrare su scale temporali di anni e decenni. I test di laboratorio sono promettenti, ma l’affidabilità a lungo termine si verifica solo sul campo. Infine, l’intera catena di valore dell’idrogeno – dallo stoccaggio al trasporto, dalla distribuzione agli utilizzi finali – richiede infrastrutture dedicate che in gran parte del mondo semplicemente non esistono; ; costruirle richiederà investimenti massicci e coordinamento tra pubblico e privato. Tuttavia, perché l’idrogeno verde da acqua marina diventi davvero “il carburante del futuro”, serve molto più di catalizzatori efficienti e elettrolizzatori economici. Serve un ripensamento sistemico di come produciamo, distribuiamo e utilizziamo energia. Serve integrazione tra rinnovabili intermittenti, stoccaggio, industria pesante e mobilità. Serve coordinamento internazionale su standard, certificazioni, infrastrutture. Quello che sta emergendo dalla Cina non è tanto una singola invenzione miracolosa, quanto un modello di sviluppo industriale integrato che combina ricerca avanzata, manifattura su scala, pianificazione strategica e investimenti massicci. Un modello che, indipendentemente dalle questioni geopolitiche, rappresenta una strada concreta verso la decarbonizzazione di settori chiave dell’economia globale.