Come viene utilizzato l'idrogeno nei veicoli?
L'idrogeno può essere utilizzato per alimentare un motore a combustione interna, che è simile a un motore a gas naturale compresso (CNG). Un'altra soluzione consiste nell'utilizzare l'idrogeno in una cella a combustibile dove genera elettricità per alimentare il veicolo. L'idrogeno può essere utilizzato anche come cella a combustibile ausiliaria per estendere l'autonomia di un veicolo elettrico alimentato a batteria.
Quali sono alcuni dei vantaggi del carburante a idrogeno?
Quando l'idrogeno viene utilizzato per alimentare una cella a combustibile, gli unici sottoprodotti sono acqua e calore, senza inquinanti o gas serra. A seconda di come viene prodotto l'idrogeno, può essere un'alternativa estremamente ecologica al diesel. L'idrogeno è sorprendente: 80 kg di idrogeno possono fornire energia sufficiente per consentire a un camion un'autonomia di 800 km. Anche il processo di rifornimento dei veicoli a idrogeno è semplice e veloce.
La propulsione nei veicoli a celle a combustibile a idrogeno è elettrica. Ciò significa che l'esperienza di guida è simile a quella di un veicolo elettrico; nessun rumore di motore, una partenza veloce e la possibilità di recuperare energia in frenata.
Quali sono alcuni degli svantaggi del carburante a idrogeno?
L'idrogeno è molto reattivo, quindi tende a erodere altri materiali ed è anche altamente infiammabile, fattori che lo rendono difficile e costoso da trasportare. Un altro grosso problema è la mancanza di infrastrutture per l'idrogeno e il costo elevato per la loro costruzione. Ad oggi vi sono solamente 337 stazioni di rifornimento di idrogeno in tutto il mondo, la maggior parte in Germania e Giappone. Sebbene sia stato dimostrato che l'infrastruttura CNG esistente può essere utilizzata per trasportare e immagazzinare idrogeno, questa non è una buona soluzione per le celle a combustibile che devono funzionare con idrogeno molto pulito.
Le celle a combustibile a idrogeno sono anche costose da produrre poiché la produzione è ancora su piccola scala e prevede processi manuali. Un altro componente chiave del costo è il serbatoio dell'idrogeno, che è grande e occupa molto spazio. Infine, c'è il costo del carburante a idrogeno che è significativamente maggiore del diesel.
Quanto è ecologico l'idrogeno?
Quando l'idrogeno reagisce con l'ossigeno in una cella a combustibile, si forma solamente acqua. Quindi, quando un veicolo è alimentato da una cella a combustibile non vengono prodotte emissioni nocive dallo scarico. Tuttavia, qualsiasi misura che prende in considerazione l'impatto climatico deve anche tenere conto del processo di produzione dell'idrogeno, che è molto energivoro. La maggior parte dell'idrogeno oggi viene prodotta utilizzando carbone o gas naturale. Tuttavia, se l'elettricità utilizzata per la produzione proviene da fonti energetiche rinnovabili, il carburante a idrogeno può avere un'impronta di carbonio quasi neutra (noto come "idrogeno verde"). Un altro modo per ridurre l'impronta di idrogeno è la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS), il processo mediante il quale le emissioni di CO2 dal metodo SMR vengono catturate, trasportate e stoccate permanentemente in profondità.
Veicoli a idrogeno e veicoli elettrici, come si confrontano?
Per avere successo, qualsiasi alternativa al diesel deve offrire un chiaro vantaggio in termini di costi, autonomia e disponibilità delle infrastrutture. Ecco come le celle a combustibile a idrogeno vengono confrontate con i veicoli elettrici:
Costo: sia le celle a combustibile a idrogeno che le batterie agli ioni di litio sono entrambe più costose del diesel. Il costo delle batterie agli ioni di litio, tuttavia, sta diminuendo rapidamente. Bloomberg prevede che il punto di crossover, cioè il momento in cui i veicoli elettrici diventeranno più economici dei loro equivalenti con motore a combustione, potrebbe essere già nel 2022. Tuttavia, poiché lo sviluppo e il lancio dei veicoli a idrogeno sono stati limitati, è difficile misurare guadagni simili.
Durata: Le celle a combustibile a idrogeno hanno una maggiore densità di energia rispetto alle batterie e quindi forniscono una maggiore autonomia a un veicolo. Infatti il rapporto energia/peso di un serbatoio per idrogeno da 700 bar è dieci volte superiore a quello di una batteria. Le celle a combustibile a idrogeno sono anche più leggere delle batterie, il che significa che i veicoli a idrogeno possono gestire un carico utile maggiore.
Infrastruttura: lo sviluppo e la produzione di batterie agli ioni di litio hanno di gran lunga superato le celle a combustibile a idrogeno. I veicoli elettrici si sono dimostrati commercialmente sostenibili, in particolare nel trasporto urbano. Anche l'infrastruttura di rifornimento per i veicoli elettrici ha fatto grandi passi. Negli Stati Uniti, ad esempio, nel 2018 erano disponibili 20.000 stazioni di ricarica elettrica e meno di 45 stazioni di rifornimento di idrogeno.
I veicoli a idrogeno sostituiranno i veicoli diesel o elettrici?
L'idrogeno sta prendendo sempre più piede. La maggior parte delle principali aziende automobilistiche e di autotrasporti, tra cui Volvo Trucks, stanno ricercando e lavorando su soluzioni e stanno formando partenariati per sviluppare la tecnologia. Tuttavia, il settore automobilistico, non è il solo a rendersi conto del potenziale dell'idrogeno.
Con le crescenti preoccupazioni sui cambiamenti climatici e le richieste di una "ripresa verde" da COVID-19, i governi stanno mostrando un maggiore interesse (e investimenti) nei confronti dell'idrogeno. Proprio lo scorso maggio, l'UE ha diffuso un piano di recupero da 750 miliardi di euro per finanziare i trasporti e le industrie verdi. Il piano, che è incentrato sul Green deal europeo, evidenzia l'idrogeno come una priorità, con piani per sviluppare la tecnologia attraverso un programma di investimenti e il libero commercio transfrontaliero dell'idrogeno. All'inizio di quest'anno è stata inoltre annunciata un'alleanza europea per l'idrogeno pulito che riunisce investitori con partner governativi, istituzionali e industriali.
Sebbene questi sviluppi siano tutti favorevoli all'impiego dell'idrogeno nei trasporti su autocarri in futuro, ci sono ancora molti ostacoli nel creare un clima o un contributo economico significativo. Tuttavia, un'area in cui l'idrogeno risulta particolarmente promettente è il trasporto pesante e impegnativo a lungo raggio, dove può essere utilizzato per alimentare una trasmissione elettrica. Ciò significa che invece di sostituire i veicoli elettrici, più adatti alla distribuzione e al trasporto regionale, entrambe le tecnologie possono collaborare per costruire un sistema di trasporto più sostenibile.
In merito alla questione relativa alla possibile sostituzione dei motori diesel con motori a idrogeno, la pressione per un trasporto più sostenibile fa pensare che probabilmente l'idrogeno andrà a sostituire alcuni veicoli diesel. Soprattutto se è presente un business case e un vantaggio competitivo chiaro per farlo.
Carburanti alternativi: valutare i pro e i contro
Celle a combustibile a idrogeno, veicoli elettrici, biocarburanti, bio-LNG... l'elenco delle diverse alternative al diesel sembra aumentare. In qualità di operatore dei trasporti, può essere difficile comprendere e orientarsi nel panorama dei combustibili alternativi. Per aiutarti, ho preparato una guida che offre una panoramica di come funziona ciascuna tecnologia e dei pro e contro che ciascuna di esse comporta.
