India, primo impianto per produrre idrogeno con il calore nucleare

L’energia nucleare non serve più soltanto a produrre elettricità. È questa l’idea che l’India sta cercando di trasformare in una realtà industriale inaugurando a Kalpakkam – nello Stato del Tamil Nadu – un impianto dimostrativo che utilizza il calore di un reattore nucleare per produrre idrogeno pulito.

Il nuovo impianto – sviluppato dal Dipartimento dell’Energia Atomica attraverso la collaborazione tra il Bhabha Atomic Research Centre (BARC) e l’Indira Gandhi Centre for Atomic Research (IGCAR) – rappresenta il primo dimostratore operativo al mondo basato sul ciclo termochimico rame-cloro alimentato direttamente dal calore di un reattore nucleare veloce. L’obiettivo non è semplicemente dimostrare che il sistema funziona, ma verificare se questa tecnologia possa diventare una soluzione industriale capace di produrre grandi quantità di idrogeno senza ricorrere ai combustibili fossili.

Per l’India il tema ha anche un valore strategico: la domanda energetica continua ad aumentare insieme alla crescita economica, mentre il Paese vuole ridurre la dipendenza dalle importazioni di petrolio e gas e rispettare gli impegni internazionali sulla decarbonizzazione. In quest’ottica, il nucleare non viene più considerato soltanto una fonte stabile di elettricità, ma una piattaforma capace di alimentare nuove industrie ad alta intensità energetica, tra cui proprio quella dell’idrogeno.

Perché il ciclo rame-cloro può cambiare la produzione di idrogeno

Il cuore del progetto è il Fast Breeder Test Reactor, il reattore sperimentale raffreddato a sodio operativo dal 1985 presso il centro di ricerca di Kalpakkam. Negli ultimi anni l’impianto ha progressivamente aumentato la propria potenza fino a raggiungere i 40 megawatt termici, diventando una delle infrastrutture più importanti del programma nucleare indiano. La novità consiste nell’utilizzare il calore prodotto dal reattore non per generare energia elettrica ma per alimentare il cosiddetto ciclo termochimico Cu-Cl, cioè il processo rame-cloro sviluppato dai ricercatori del BARC.

A differenza dell’elettrolisi – che separa idrogeno e ossigeno utilizzando grandi quantità di elettricità – questa tecnologia sfrutta una sequenza di reazioni chimiche ad alta temperatura per scindere le molecole d’acqua. Secondo il Dipartimento dell’Energia Atomica il processo presenta due vantaggi fondamentali: richiede temperature inferiori rispetto ad altri cicli termochimici sperimentali e offre un’efficienza termodinamica più elevata. Se alimentato con il calore continuo prodotto da reattori nucleari avanzati, consente inoltre di eliminare quasi completamente le emissioni associate alla produzione di idrogeno.

Oggi infatti la quasi totalità dell’idrogeno mondiale continua a essere ottenuta attraverso il reforming del metano, un processo che utilizza gas naturale e genera elevate emissioni di anidride carbonica. Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia, nel 2023 meno dell’1% dei circa 97 milioni di tonnellate di idrogeno prodotti a livello globale proveniva da fonti a basse emissioni. Le stime dell’Agenzia indicano però che entro il 2030 la produzione di idrogeno a basse emissioni potrebbe arrivare a circa 49 milioni di tonnellate all’anno, un’evoluzione che rende particolarmente rilevante qualsiasi tecnologia capace di ridurne costi e consumi energetici.

Dal laboratorio all’industria: il piano di Nuova Delhi

L’inaugurazione dell’impianto arriva al termine di un lungo percorso di sviluppo tecnologico che ha coinvolto progettazione, costruzione delle apparecchiature, collaudi e integrazione tra il sistema nucleare e il processo chimico. Le autorità indiane sottolineano come questa struttura abbia soprattutto una funzione sperimentale: raccogliere dati operativi, verificare l’affidabilità dell’impianto e perfezionare ulteriormente il ciclo Cu-Cl prima di un eventuale utilizzo commerciale. L’esperienza accumulata servirà anche per sostenere i futuri programmi nucleari del Paese. Il progetto, infatti, si integra nella strategia energetica di lungo periodo dell’India, che punta a sviluppare reattori avanzati in grado non solo di produrre elettricità ma anche calore di processo destinato ad applicazioni industriali.

Tra queste figura già un reattore raffreddato a gas ad alta temperatura da 5 MW termici – attualmente in fase di sviluppo – pensato proprio per essere integrato con sistemi di produzione termochimica dell’idrogeno. Il collegamento con il programma nucleare nazionale è tutt’altro che secondario: il Fast Breeder Test Reactor rappresenta infatti una tappa fondamentale del piano indiano basato sul ciclo del torio e ha contribuito allo sviluppo del Prototype Fast Breeder Reactor da 500 megawatt elettrici, uno dei progetti simbolo dell’autonomia tecnologica perseguita da Nuova Delhi nel settore atomico.

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Una tecnologia che ridefinisce il ruolo del nucleare

Negli ultimi anni il mercato globale dell’idrogeno è diventato uno dei principali terreni di competizione industriale tra grandi economie. Europa, Stati Uniti, Cina, Giappone e Corea del Sud stanno investendo miliardi di euro nello sviluppo di nuove tecnologie produttive e nella costruzione di filiere dedicate, mentre la progressiva domanda di energia spinge molti governi a cercare soluzioni capaci di garantire sicurezza degli approvvigionamenti e basse emissioni. L’India prova a inserirsi in questa corsa seguendo una strada diversa rispetto a molti concorrenti, puntando sull’integrazione tra nucleare e idrogeno invece che esclusivamente sulle fonti rinnovabili.

Il progetto di Kalpakkam è la rappresentazione tangibile di come il ruolo dell’energia nucleare stia evolvendo rapidamente: non più soltanto una fonte continua di elettricità, ma un’infrastruttura capace di sostenere nuovi processi industriali e nuovi vettori energetici, in una fase storica in cui innovazione tecnologica, autonomia strategica e transizione energetica stanno diventando elementi sempre più strettamente collegati e interconnessi.