La relazione tra i tassi di flusso dell’idrogeno naturale e la viabilità produttiva

Perché l’idrogeno nascosto conta

Mentre il mondo cerca combustibili puliti per sostituire petrolio e gas, alcuni scienziati e start‑up puntano sull’“idrogeno naturale” — gas idrogeno che si forma spontaneamente nel sottosuolo. Se esistessero grandi giacimenti accessibili, potrebbero offrire energia a bassa intensità di carbonio senza bisogno di grandi impianti o vaste centrali solari. Questo studio pone una domanda semplice ma cruciale: i flussi di idrogeno naturale che osserviamo oggi si avvicinano a quanto sarebbe necessario per alimentare progetti energetici reali?

Due modi in cui la Terra può immagazzinare idrogeno

Gli autori descrivono due scenari sotterranei fondamentali. In un sistema auto‑rigenerante, le reazioni tra rocce e acqua avvengono abbastanza rapidamente da sostituire continuamente l’idrogeno che fuoriesce o viene pompato — in teoria comportandosi come una risorsa rinnovabile. In un sistema di accumulo, l’idrogeno fuoriesce lentamente dalle rocce per migliaia di anni e si accumula gradualmente in trappole sotterranee, molto simile ai giacimenti di gas convenzionali. Entrambi i sistemi sono alimentati principalmente da reazioni tra acqua e rocce ricche di ferro e dalla lenta scissione dell’acqua dovuta alla radioattività naturale. L’incognita chiave è se uno di questi processi sia sufficientemente rapido e concentrato da sostenere una produzione su scala industriale.

Misurare ciò che realmente esce dal terreno

Per ancorare il dibattito ai numeri, il team ha raccolto dati mondiali sull’idrogeno che fuoriesce da sfiatatoi, sorgenti, miniere e pozzi. Hanno distinto tra flusso complessivo (quanti metri cubi di gas escono all’anno) e flusso per unità di area (flux). Dove era noto solo il flux, lo hanno convertito in un flusso totale approssimato. Nei diversi contesti geologici — dai nuclei continentali antichi (cratoni) alle porzioni di crosta oceanica sollevate sulla terraferma (ofioliti) — la maggior parte dei flussi misurati si situa tra centomila e dieci milioni di metri cubi all’anno. Solo una manciata di siti, come alcune aree ofiolitiche e un pozzo in Mali, raggiungono l’estremità superiore di questa gamma, e anche in quei casi l’idrogeno è spesso mescolato con altri gas.

Confrontare l’idrogeno con l’economia del gas naturale

Poiché esistono quasi nessun dato aperto da pozzi dedicati all’idrogeno, gli autori confrontano questi flussi naturali con ciò che è abituale nell’industria del gas naturale. Un tipico pozzo a terra negli Stati Uniti produce decine di milioni di metri cubi di gas all’anno; i giacimenti giganteschi possono arrivare a centinaia di milioni di metri cubi per pozzo annualmente, spesso per decenni. Gli studi tecnico‑economici sui progetti futuri per l’idrogeno suggeriscono che, per essere competitiva, una sorgente di idrogeno dovrebbe probabilmente fornire dell’ordine di decine o centinaia di milioni di metri cubi di idrogeno all’anno, ad alta purezza, per venti‑trenta anni. Quando i flussi osservati in natura sono messi a confronto con il contenuto di idrogeno, quasi tutti i punti risultano ben al di sotto di queste soglie economiche. I flussi elevati di solito presentano basse percentuali di idrogeno, e l’idrogeno ad alta purezza quasi sempre è associato a portate modeste.

Quanta idrogeno produce il pianeta?

Gli autori poi ampliano lo sguardo dai flussi locali alla scala globale. Stime recenti suggeriscono che i processi naturali nella crosta continentale possano generare alcuni miliardi di metri cubi di idrogeno all’anno. Ma gran parte del bilancio globale proviene da luoghi sostanzialmente inaccessibili, come il fondale oceanico profondo o vulcani sottomarini, dove qualsiasi gas si dissolve rapidamente nelle acque marine. Escludendo queste aree e scontando fonti speculative come l’“idrogeno primordiale” molto profondo proveniente dal mantello terrestre, la quantità di idrogeno che potrebbe realisticamente accumularsi sulla terraferma diventa molto più piccola. Usando analogie con petrolio e gas, dove solo una frazione minima degli idrocarburi generati viene effettivamente intrappolata in depositi sfruttabili, lo studio stima che solo decine di milioni di metri cubi di idrogeno all’anno possano finire immagazzinati in serbatoi onshore a livello mondiale.

Piccoli serbatoi sotterranei che si riempiono lentamente

Mettendo insieme questi numeri, gli autori deducono che i giacimenti di idrogeno economicamente interessanti richiederanno probabilmente un lento accumulo a lungo termine piuttosto che un flusso rapido e auto‑rigenerante. Se le rocce sottoterra generassero dell’ordine di dieci milioni di metri cubi di idrogeno all’anno, e solo una piccola frazione di questo venisse intrappolata sotto un sigillo impermeabile, potrebbero essere necessari dell’ordine di diecimila anni per riempire un giacimento sufficientemente grande da sostenere una produzione commerciale per alcune decine di anni. Anche con assunzioni molto ottimistiche, la scala temporale resta di secoli. Ciò implica che i depositi utilizzabili saranno probabilmente rari e frutto di accumuli duraturi in particolari contesti geologici — come certe fasce ofiolitiche, zone di rift o croste antiche coperte da sedimenti spessi — piuttosto che pozzi naturali che si ricaricano rapidamente.

Cosa significa questo per un futuro a idrogeno

Per i non specialisti, il messaggio principale è che l’idrogeno naturale esiste ed è talvolta abbondante a livello locale, ma i flussi che possiamo misurare oggi sono ben lontani da quanto necessario per alimentare progetti energetici su larga scala in modo auto‑rigenerante. Lo studio sostiene che fonti sotterranee veramente rinnovabili e continuamente ricaricanti di idrogeno difficilmente forniranno energia commerciale significativa. Se l’idrogeno naturale avrà un ruolo nei sistemi energetici futuri, probabilmente assomiglierà al gas convenzionale: esplorazione mirata per accumuli rari, valutazione attenta delle prestazioni dei pozzi a lungo termine e attenzione all’infrastruttura di supporto e ai coprodotti come l’elio o il calore geotermico.

Citazione: Franke, D., Klitzke, P., Bagge, M. et al. The relationship between natural hydrogen flow rates and production viability. Sci Rep 16, 3036 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36749-y

Parole chiave: idrogeno naturale, energia geologica, serbatoi di gas sotterranei, esplorazione dell’idrogeno, transizione energetica