Neutralità tecnologica

L’idrogeno e la tecnologia a celle a combustibile orienteranno la mobilità del futuro

Le fuel cell a idrogeno cambieranno il nostro modo di spostarci per sette buone ragioni. Oggi Bosch si concentra sui camion per poi arrivare alle auto.

Dai mezzi pesanti fino alle automobili, l’idrogeno sarà sempre più al centro della mobilità a zero emissioni del futuro. Per almeno sette buoni motivi, che spaziano dalla neutralità climatica all’efficienza, fino ai costi e alla sicurezza. Questa convinzione sta orientando il lavoro di Bosch, incentrato sullo sviluppo di un sistema di propulsione a celle a combustibile alimentate a idrogeno per camion e autocarri; successivamente la tecnologia verrà introdotta in maniera sempre più decisa anche nel mondo delle autovetture, diventando parte integrante della gamma di sistemi di propulsione dei prossimi anni.

Gli studi di Bosch sono incentrati sul trasporto pesante

La rapida diffusione della mobilità elettrica è sotto gli occhi di tutti, insieme al contributo importante che può fornire in termini di riduzione delle emissioni di CO2. Al contempo, è importante valutare se è davvero economico far viaggiare degli autocarri con carichi di 40 tonnellate su lunghe distanze utilizzando solo l’alimentazione elettrica; la risposta è negativa, alla luce delle variabili da tenere in considerazione quali il peso della batteria, i lunghi tempi di ricarica e le limitazioni dettate dalla tecnologia attuale.

Per lo sviluppo della tecnologia fuel cell si parte dai camion per poi allargarsi alle auto © Bosch

In quest’ottica può diventare decisivo il contributo del sistema di propulsione fuel cell alimentato a idrogeno, che permetterà a un camion di percorrere oltre mille chilometri in modalità completamente elettrica. Se alimentata con H2 prodotto utilizzando energia rinnovabile, questa soluzione consentirà un trasporto di beni e prodotti neutrale dal punto di vista climatico. Per questo motivo Bosch, nello sviluppo della tecnologia a celle a combustibile, si sta concentrando in prima battuta sul trasporto pesante, con l’obiettivo di avviare la produzione nel 2022-2023; una volta che si saranno diffusi negli autocarri, questi sistemi verranno introdotti sempre più anche nelle autovetture.

L’idrogeno tra qualità dell’aria e possibili applicazioni

Neutralità climatica, possibili applicazioni, efficienza, costi, rete di distribuzione, sicurezza e tempistiche: sono questi, per Bosch, i sette motivi che rendono le celle a combustibile e l’idrogeno componenti essenziali della mobilità del futuro. I vantaggi delle fuel cell, ha spiegato Uwe Gackstatter, presidente della divisione Bosch powertrain solutions, “entrano realmente in gioco nei campi in cui i sistemi di propulsione elettrici a batteria non eccellono”; di conseguenza “celle a combustibile e batterie non sono in competizione tra loro, piuttosto si completano alla perfezione”. La possibilità di generare elettricità da fonti rinnovabili rende il sistema fuel cell climaticamente neutrale. Ciò è valido in primo luogo per i veicoli pesanti e di grandi dimensioni, se si considerano le emissioni di CO2 derivanti da produzione, funzionamento e smaltimento delle batterie: oltre al serbatoio di idrogeno, i veicoli con celle a combustibile hanno bisogno solo di un alimentatore molto più piccolo che serve da riserva intermedia, riducendo in questo modo le emissioni di carbonio in fase di produzione.

Le applicazioni dell’idrogeno spaziano dalla mobilità fino all’industria energetica e siderurgica © Bosch

In secondo luogo, l’idrogeno si presta a una molteplicità di possibili applicazioni perché ha una densità di energia molto elevata: quella prodotta da un chilo di H2 corrisponde a 3,3 litri di diesel, quindi per percorrere 100 chilometri a un’autovettura basta un chilo di idrogeno (sette per un autocarro da 40 tonnellate). Il punto centrale è che – come avviene per un motore diesel o a benzina, e a differenza di un elettrico – bastano pochi minuti per riempire un serbatoio vuoto di idrogeno e riprendere il viaggio. Nell’ambito del progetto H2Haul finanziato dall’Unione europea, Bosch sta collaborando con altre aziende per creare una piccola flotta di camion a fuel cell e metterla su strada: “Le celle a combustibile sono l’opzione migliore per il trasporto quotidiano di grandi carichi su lunghe tratte”, ha spiegato Gackstatter. Nel campo della mobilità, i possibili utilizzi dell’idrogeno spaziano fino a treni, aerei e navi; ma anche l’industria energetica e quella siderurgica stanno programmando il suo impiego.

Le altre motivazioni, dall’efficienza alla rete di distribuzione

Il terzo motivo riguarda l’efficienza che, per i veicoli a celle a combustibile, è di circa un quarto superiore rispetto ai mezzi con motori a combustione. L’elettricità prodotta dagli impianti eolici e solari rimane spesso inutilizzata, non trovando un consumatore e non potendo essere conservata: ciò accade perché la produzione e la domanda di energia non sempre coincidono a livello di tempo e di luogo. Qui entra in gioco l’idrogeno: l’elettricità in eccedenza può essere utilizzata per produrlo in modo decentralizzato, così che sia pronto per essere conservato e trasportato in maniera flessibile. Un’altra variabile decisiva è quella del costo, destinato a scendere in maniera considerevole (anche del 50 per cento nei prossimi dieci anni, secondo le stime dell’associazione Hydrogen council) non appena si amplieranno le capacità produttive e calerà il prezzo dell’elettricità prodotta da fonti rinnovabili. Bosch sta collaborando con la startup Powercell per sviluppare la pila, il nucleo della cella a combustibile, e predisporla per l’avvio della produzione a basso costo: Gackstatter è convinto che “sul medio termine, utilizzare un veicolo con una cella a combustibile non sarà più costoso che utilizzarne uno con un sistema di propulsione tradizionale”.

Entro dieci anni potremmo arrivare a un’economia dell’idrogeno realmente competitiva © Bosch

A giocare un ruolo centrale sarà anche la rete di distribuzione: le circa 180 stazioni attualmente presenti in Europa non offrono una copertura completa, ma sono già sufficienti per alcune tratte importanti. E in ogni caso diversi Paesi stanno lavorando a importanti programmi di sviluppo; è il caso del Giappone, della Cina e della Corea del Sud, oppure della Germania, dove la joint venture H2 Mobility sta dando vita a 100 nuove stazioni di rifornimento aperte al pubblico. Sul fronte della sicurezza, l’utilizzo dell’idrogeno gassoso nei veicoli non è più pericoloso di altri combustibili o batterie per veicoli. Questo perché è circa 14 volte più leggero dell’aria, quindi estremamente volatile: in caso di fuoriuscita dal serbatoio di un mezzo, si volatilizzerebbe più velocemente rispetto al tempo che impiegherebbe per reagire con l’ossigeno presente nell’aria. Un’ultima motivazione, ma non in ordine di importanza, è relativa alle tempistiche: la produzione di H2 è un processo collaudato e semplice dal punto di vista tecnologico, che può quindi essere accelerato rapidamente per soddisfare l’aumento della domanda; e allo stesso tempo le celle a combustibile hanno raggiunto la maturità tecnologica necessaria per essere commercializzate e utilizzate diffusamente. In definitiva l’orizzonte per un’economia dell’idrogeno realmente competitiva non supera i dieci anni. A patto però, come ha evidenziato l’Hydrogen council, che ci siano sufficienti investimenti e una forte volontà politica.

 

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