L’attuale sistema energetico mondiale, fortemente dipendente dalle fonti energetiche fossili (petrolio, gas naturale, carbone), si trova a dover affrontare due gravi problemi: • la continua immissione in atmosfera terrestre di anidride carbonica (CO2), da parte dei combustibili fossili, sta generando un aumento dell’effetto serra e quindi un innalzamento della temperatura media del pianeta, le cui conseguenze potrebbero essere disastrose; • entro l’attuale secolo, secondo tutte le previsioni, si esauriranno le due più importanti fonti fossili, petrolio e gas naturale. Per affrontare e risolvere i due gravi problemi citati, entro il periodo concesso dalle attuali risorse energetiche disponibili, tutti i Paesi più industrializzati del mondo sono oramai concordi sulla strategia da adottare: • nel breve medio termine la riduzione delle emissioni di CO2 in atmosfera dovrà essere realizzata mediante la cattura del carbonio presente nei combustibili fossili (ad es. sotto forma di CO2) realizzata durante la conversione dei combustibili stessi in idrogeno; dovrà quindi essere avviato un sistema energetico basato sulla conversione delle fonti energetiche fossili in idrogeno. Verso questa scelta spingono anche problemi di inquinamento locale, ad es. nelle grandi aree urbane, che il ricorso all’idrogeno risolverebbe definitivamente. • nel lungo termine l’idrogeno dovrà essere prodotto da fonti rinnovabili (idroelettrica, eolica, solare, biomasse) e ove possibile anche da nucleare; in questo modo la CO2 non sarà più prodotta, il problema del riscaldamento del pianeta sarà superato e il problema dell’esaurimento dei combustibili fossili sarà risolto. Nel breve medio termine quindi è prevedibile l’inizio di un periodo di transizione in cui gradualmente il sistema energetico mondiale passerà dall’attuale uso di fonti fossili ad un uso prevalente di idrogeno proveniente da fonti rinnovabili. In questo periodo di transizione si verificherà una rapida crescita della richiesta di idrogeno, che innescherà una crescente produzione di idrogeno da combustibili fossili con cattura della CO2. Inizialmente il combustibile fossile più impiegato per produrre idrogeno sarà il gas naturale (metano); attualmente tale combustibile sta già sostituendo il petrolio in molti usi finali per via del minor impatto ambientale. Poiché a livello industriale oggi gli impianti di produzione dell’idrogeno da metano sono tecnologicamente i più maturi, e quindi i primi disponibili, la produzione di idrogeno con cattura della CO2 avverrà dapprima con questi tipi di impianti. Tutti i Paesi più industrializzati del mondo però sanno che se il periodo di transizione verso la produzione di idrogeno da fonti rinnovabili dovesse protrarsi troppo a lungo, il solo gas naturale non sarà sufficiente a coprire il crescente fabbisogno di idrogeno. Escluso l’impiego del petrolio che, durante il periodo di transizione, sarà dedicato a soddisfare i propri consumi finali obbligati, l’unica fonte fossile con cui produrre idrogeno resterà il carbone. Oltretutto la disponibilità energetica del carbone è in grado di sostenere il periodo di transizione per oltre un secolo. Per questo motivo in tutti i Paesi più industrializzati sono in corso ricerche finalizzate alla conversione del carbone in gas ad alto contenuto di idrogeno (syngas) con il triplice scopo di produrre idrogeno, di utilizzare tale gas in cicli ad alto rendimento elettrico e di catturare la CO2 prodotta.

Nel mondo esistono già alcuni esempi di impianti termoelettrici alimentati a carbone che, grazie alla gassificazione, per ora senza cattura della CO2 e produzione di idrogeno, raggiungono una efficienza di trasformazione del carbone in energia elettrica decisamente più elevata rispetto alle tradizionali centrali a carbone.