Beyond Zero

Perché investire nell’idrogeno è essenziale per rendere i trasporti più sostenibili

Dalle auto ai treni, l’idrogeno può contribuire al raggiungimento degli accordi di Parigi. Toyota sviluppa un nuovo modulo compatto del sistema fuel cell.

L’idrogeno gioca un ruolo fondamentale per i traporti sostenibili del futuro. Il settore, infatti, è responsabile del 25 per cento di tutte le emissioni dirette di CO2 nel nostro pianeta; di conseguenza, per rispettare gli accordi di Parigi e contenere il riscaldamento globale entro il 2100, i governi, l’industria e gli investitori dovranno individuare soluzioni energetiche alternative, in particolare nel trasporto su strada e nell’aviazione. Il quadro emerge da un rapporto di Candriam, una società globale specializzata negli investimenti sostenibili e responsabili.

Quando l’idrogeno potrà imporsi come tecnologia competitiva?

Le automobili, gli autobus e le moto pesano per tre quarti del 25 per cento delle emissioni dirette di CO2 dell’intero comparto dei trasporti; il resto dell’inquinamento proviene dall’aviazione e dalla movimentazione di merci. Il trasporto ferroviario, invece, è il mezzo più efficiente ma conta solo per il 2 per cento dell’energia impiegata. Il lavoro di Candriam delinea – nel momento in cui le soluzioni basate sull’idrogeno nei trasporti si affermeranno definitivamente – scenari diversi per ogni settore. Si parte dalle auto, rispetto alle quali l’Unione europea ha posto obiettivi di medio periodo molto ambiziosi dal punto di vista delle emissioni, con l’obiettivo di incoraggiare i produttori a esplorare soluzioni differenti. Attualmente i costi di investimento per lo sviluppo di nuovi veicoli con motori a combustione sono i più bassi ma, se si guarda a un orizzonte temporale di dieci anni, i propulsori a idrogeno hanno un grande potenziale di riduzione dei costi: per gli analisti l’idrogeno potrebbe diventare un’alternativa ai motori a combustione ed elettrici per i veicoli leggeri intorno al 2030.

primo treno a idrogeno
Un treno a idrogeno © Alstom

Guardando ai prossimi dieci anni ci sono prospettive interessanti anche per il trasporto pesante, soprattutto alla luce del peso delle batterie necessarie per garantire l’autonomia su lunghe distanze: l’idrogeno, oltretutto, fornisce un’energia per chilometri tre volte superiore a quella del diesel. Diverso è il discorso per il trasporto aereo: lo stoccaggio richiederebbe cambiamenti nella progettazione e nell’infrastruttura dei velivoli, di conseguenza l’idrogeno difficilmente riuscirà a sostituire in tempi brevi il cherosene, e gli scenari più ottimistici prevedono che diventerà una valida alternativa non prima del 2045. Per le navi, alla luce dei costi del carburante e delle nuove infrastrutture che si rivelerebbero necessarie, il punto di svolta in termini di competitività potrebbe arrivare solo dopo il 2030. La rivoluzione sembra più vicina per i treni a idrogeno, sui quali sono state già avviate delle sperimentazioni, anche se è bene evidenziare che il trasporto su rotaia ha impatti minimi (0,3 per cento) rispetto alle emissioni dannose.

L’esperienza di Toyota e la tecnologia a celle a combustile

In sostanza, soprattutto in alcuni settori, l’orizzonte temporale è piuttosto ristretto; di conseguenza è quanto mai importante accelerare sul fronte della ricerca e degli investimenti. Un’esperienza che Toyota ha accumulato in oltre vent’anni di sviluppo delle celle a combustile alimentate a idrogeno, nonché attraverso le competenze acquisite nell’utilizzo di questa tecnologia – presente nella berlina Mirai – in vari ambiti in tutto il mondo.  La creazione di una società dell’idrogeno è uno degli obiettivi di Toyota, rispetto al quale sono state avviate diverse iniziative come la commercializzazione della Mirai e dell’autobus Sora, la vendita di sistemi fuel cell alle aziende e il via libera all’utilizzo gratuito dei suoi brevetti relativi a questa tecnologia. Le celle a combustibile alimentate a idrogeno di Toyota hanno già trovato applicazione in altri ambiti della mobilità: è il caso dell’Energy Observer, il primo catamarano a zero emissioni, il cui propulsore viene alimentato grazie a un sistema collocato a bordo che produce idrogeno utilizzando acqua di mare; oppure del Lunar Cruiser, il veicolo lunare pressurizzato al centro di ricerche congiunte con l’Agenzia aerospaziale giapponese.

Il nuovo modulo compatto sviluppato dalla Casa giapponese © Toyota

Toyota ha recentemente sviluppato un nuovo modulo compatto del sistema a celle a combustibile, che potrà essere utilizzato dalle aziende che stanno lavorando a prodotti simili per un’ampia gamma di applicazioni nell’ambito della mobilità, come per camion, autobus, treni e navi. Un numero crescente di aziende è alla ricerca di sistemi fuel cell che possano essere facilmente adattati ai propri prodotti. Il nuovo modulo compatto sviluppato da Toyota incorpora le singole componenti del sistema fuel cell della seconda generazione di Mirai – che ha una maggiore efficienza rispetto alla generazione precedente -, come lo stack di celle a combustibile e le componenti che gestiscono l’alimentazione d’aria, l’alimentazione di idrogeno, il sistema di raffreddamento e di controllo. Il nuovo modulo è disponibile in quattro versioni: verticale, orizzontale, con potenza nominale da 60 o da 80 KW; tra i vantaggi ci sono l’alta versatilità di utilizzo e di installazione, la sicurezza e l’affidabilità della struttura e le eccellenti prestazioni. Toyota Material Handling sta inoltre applicando con successo la tecnologia a idrogeno per i carrelli elevatori, per consentire una movimentazione delle merci ad emissioni zero e ad elevata autonomia. Oltre a impegnarsi per la diffusione della propria tecnologia, Toyota punta a rafforzare il suo ruolo di fornitore di sistemi fuel cell per promuovere lo sviluppo dell’idrogeno: l’obiettivo finale è quello di ridurre le emissioni di CO2 e gli impatti sul riscaldamento globale, contribuendo al raggiungimento della neutralità carbonica.

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