L’idrogeno per la mobilità

Articolo a cura di Flavio Odorici – Responsabile Progetto Elettronico iaiaGi S.R.L. In questo periodo si parla molto di idrogeno come alternativa alle tecnologie elettriche per arrivare ad una mobilità con zero emissioni di CO2. Vediamo di inquadrare l’argomento con una certa precisione.
Idrogeno: natura e caratteristiche L’idrogeno (H2) è un gas incolore, inodore e fortemente reattivo. Non si trova in natura allo stato libero e unito con l’ossigeno è altamente esplosivo. È il combustibile con il più alto potere calorifico (120 MJ/Kg), fornisce circa 3 volte il calore della benzina e 2,5 volte quello del metano. I suoi pregi: alta densità energetica, può essere accumulato sotto forma gassosa o liquida. Tutte le altre tecniche, come l’adsorbimento all’interno di schiume metalliche, sono sperimentali. I suoi difetti: è esplosivo in miscela con l’ossigeno dal 4% al 76%. Quindi qualunque perdita è estremamente pericolosa, otto volte più del metano. Il giorno 11-06-2019 è esploso il distributore della Uno-X a Sandvika, in Norvegia. Ci sono stati due feriti a bordo di un’auto a 100 metri di distanza. Per fortuna il distributore era deserto, altrimenti avremmo avuto vittime. In Norvegia la distribuzione è stata sospesa e Hyundai e Toyota hanno cessato la vendita delle auto a idrogeno. La conservazione in pressione a 200-700 bar richiede serbatoi metallici. Ci sono problemi a causa dell’adsorbimento che infragilisce l’acciaio. La conservazione in forma liquida non è adatta alle auto, poiché i serbatoi devono rimanere a 253 gradi sottozero, e la continua evaporazione causa enormi pericoli. Idrogeno: applicazioni La combustione diretta dell’idrogeno in un motore a scoppio è possibile ma assolutamente antieconomica. Lo si utilizza invece per alimentare celle a combustibile e produrre energia elettrica che, tramite un inverter e un motore elettrico, spinge la vettura. Il prodotto della reazione è acqua pura, zero emissioni. Idrogeno: produzione e costi Come detto, l’idrogeno non si trova in natura, è un prodotto industriale. Circa il 3% viene prodotto da fonti rinnovabili in modo totalmente “pulito” tramite la idrolisi o altri metodi. Per produrre 1Kg di idrogeno sono richiesti circa 45-50 Kwh di energia elettrica. I costi sono molto alti (circa 4 €/Kg) a cui vanno sommati  compressione, trasporto, vendita ecc. Oggi, alla pompa, l’idrogeno costa 14 €/Kg. Il restante 97% viene prodotto per via chimica scomponendo combustibili fossili. I costi sono molto più bassi (circa 1,1 €/Kg), ma purtroppo ogni Kg di idrogeno prodotto comporta la creazione di circa 10 Kg di CO2 ! Evidentemente c’è un grosso problema: qualcuno potrebbe rivendere idrogeno da fossile spacciandolo per rinnovabile. Addio vantaggio per l’ambiente. Idrogeno: la situazione attuale Distributori aperti al pubblico:  Italia 1 (Bolzano), Francia 3, Norvegia 3 (ora zero), Germania 76, Inghilterra 7, altri paesi nessuno. In media una stazione costa 2 milioni di euro e può servire 40 auto al giorno. Per paragone, una stazione da 2 milioni di euro di Tesla può servire 1150 auto al giorno. Attualmente le auto in vendita, non in tutti i paesi, sono : Toyota Mirai – costo più di 80.000 €, 100 Km con un Kg di idrogeno. La potenza di picco è 90 Kw, mentre la continuativa è di 70 Kw. Hyundai Nexo – costo non comunicato, 100 Km con un Kg di idrogeno. La potenza di picco è di 120 Kw, la continuativa di 95 Kw. Sono potenze modeste per veicoli che pesano circa 2 tonnellate. Entrambe impongono manutenzione ogni 8000-10000 Km, sopratutto al generatore fuel cell. La affidabilità delle fuel cell plastiche è sempre stata scarsa, e i problemi non sono stati ancora del tutto risolti. Situazione diversa, invece, per i grandi gruppi fuel cell destinati al trasporto pesante (es. Ballard) che usano tecnologie diverse, molto più affidabili. Idrogeno: traiamo le conclusioni Con 14 euro possiamo comprare un Kg di idrogeno e percorrere 100 Km. Con la stessa somma, facendo il pieno in casa la notte, carichiamo 54 Kwh, e percorriamo 360 Km. Questo è dovuto al pessimo rendimento della catena dell’idrogeno. Dalla pala eolica alle ruote, un’auto a idrogeno rende circa il 20%, un’elettrica il 70%. L’auto elettrica la possiamo caricare in un’infinità di posti, oltre che in casa. Un’auto a idrogeno dove la riforniamo? Come si è visto, ci sono altri punti negativi per le auto a idrogeno, ma bastano questi due per affermare che, a meno di enormi stravolgimenti, l’idrogeno non è adatto alla mobilità privata. Tuttavia ci sono settori, come il trasporto pesante e lo stoccaggio dell’energia elettrica prodotta in sovrappiù dall’eolico, dove il basso rendimento dell’idrogeno può essere tollerato. In questi casi l’idrogeno può essere una buona soluzione. Leggendo sulla stampa appare chiaro che politici e certi imprenditori non hanno ben in mente alcuni concetti di base. Un minimo di cultura su argomenti come veicoli elettrici, idrogeno, effetto serra, ecc. sarà indispensabile per fare scelte sensate oggi e domani. Esortiamo tutti gli attori ad aggiornarsi in fretta, con buona volontà. Ne vale la pena. E, oserei dire, dovrebbe acculturarsi anche la gente comune, per autodifesa.