Idrogeno: le potenzialità per la mobilità, dal motorsport all’autotrasporto

I veicoli green sono quei veicoli alimentati a batteria, giusto? Questo è il messaggio che viene trasmesso quotidianamente dalla maggior parte delle case automobilistiche del mondo e dai legislatori che stanno introducendo normative sulle emissioni zero che sembrano destinate a seppellire definitivamente i motori a combustione. Ma dopo essere partito lentamente nella corsa alla mobilità sostenibile, l’idrogeno sta acquistando un po’ di velocità, conquistando supporti in settori diversi come il motorsport, gli autotrasporti e i macchinari per impianti. E potrebbe addirittura salvare i nostri amati motori a combustione dall’estinzione.

Idrogeno: quali sono i piani per il futuro?

Più che tecnologia dell’idrogeno dovremmo parlare di tecnologie, perché il carburante offre due possibili soluzioni alle aziende che desiderano costruire veicoli e macchinari puliti. Quella di cui probabilmente abbiamo sentito parlare di più negli ultimi 25 anni è la cella a combustibile a idrogeno (chiamata anche fuel-cell), in cui l’idrogeno viene convertito in elettricità che alimenta il veicolo, e l’unica emissione è fondamentalmente l’acqua.

Questa è la tecnologia che troverai in auto come la Toyota Mirai, ed è anche la risposta che molti nel settore degli autotrasporti a lunga distanza pensano sia una scommessa migliore rispetto all’alimentazione a batteria per i semirimorchi, anche se Tesla non sarebbe d’accordo. Forse ricorderete che la Toyota ha presentato una versione alimentata a idrogeno della sua GR Yaris, e poi ha presentato una GR86 a con un propulsore alimentato con lo stesso combustibile in una serie di gare giapponesi. Le Mans consentirà i motori a idrogeno dal 2025 e sebbene le attuali regole della Formula 1 non prevedano ancora propulsori ad idrogeno, la continua ricerca dell’ecosostenibilità potrebbe condurre verso la strada del famoso combustibile green.

Lontano dalla pista, ma forse determinante per aiutare a costruire quelle successive, c’è un nuovo prototipo di betoniera sviluppato congiuntamente da Cummins e Terex che presenta un motore a combustione alimentato a idrogeno. A Cummins piace quest’ultimo perché corrisponde alla densità di potenza e all’autonomia operativa dei tradizionali motori diesel, eliminando al tempo stesso le emissioni di carbonio.

Il problema è che non elimina del tutto le emissioni perché i motori a combustione alimentati a idrogeno producono ancora tracce di carbonio. Ma l’importo è così basso che i regolatori europei potrebbero scegliere di “trascurarlo”, e anche i legislatori negli Stati Uniti potrebbero essere disposti a riconsiderare un possibile ban dei motori a combustione. Il California Air Resources Board (CARB) ha dichiarato ad Autonews che prevede di tenere “un seminario pubblico” per discutere come i motori a idrogeno potrebbero contribuire agli sforzi dello stato per raggiungere gli obiettivi ecologici.

Le limitazioni e le difficoltà

I motori ad idrogeno hanno delle caratteristiche vantaggiose, come l’assenza di emissioni inquinanti dirette e l’efficienza energetica, ma presentano anche alcune difficoltà e limitazioni. Ecco alcune delle principali sfide associate a questo tipo di propulsione:

1. produzione: essa richiede energia, che può provenire da fonti fossili o rinnovabili. Se l’idrogeno viene prodotto da fonti fossili, come il gas naturale, può contribuire alle emissioni di gas serra. La produzione di idrogeno da fonti rinnovabili è più sostenibile, ma spesso richiede costose infrastrutture, come elettrolizzatori alimentati da energia solare o eolica;
2. stoccaggio e trasporto: l’idrogeno è un gas altamente infiammabile e richiede una gestione sicura durante il trasporto e lo stoccaggio. Le infrastrutture di stoccaggio e distribuzione sicura dell’idrogeno sono costose da sviluppare;
3. basse densità energetiche: l’idrogeno ha una densità energetica volumetrica molto bassa (rispetto agli idrocarburi) quando è compresso o liquefatto, il che significa che richiede serbatoi di grandi dimensioni e pesanti per contenere una quantità utile di combustibile. Questo può influire sulla progettazione e sulle prestazioni dei veicoli;
4. rischio di esplosione: il combustibile è altamente infiammabile e ha una vasta gamma di esplosività con l’aria. Questo richiede sistemi di sicurezza avanzati e misure di prevenzione delle fughe di gas;
5. costi elevati: gli impianti di produzione di idrogeno, le celle a combustibile e i veicoli a idrogeno sono spesso costosi da sviluppare e costruire. Tuttavia, con l’aumento della produzione su larga scala e dell’innovazione tecnologica, i costi stanno diminuendo;
6. l’infrastruttura di distribuzione dell’idrogeno è limitata e meno sviluppata rispetto alle stazioni di servizio per i carburanti tradizionali. Ciò limita la diffusione di questa tipologia di veicoli;
7. efficienza energetica: anche se le celle a combustibile sono più efficienti rispetto ai motori a combustione interna a benzina o diesel, ci sono ancora perdite di energia nella produzione, nella distribuzione e nella conversione dell’idrogeno in energia motrice. Queste perdite possono ridurre l’efficienza globale del sistema;
8. le batterie elettriche stanno diventando sempre più competitive come alternativa ai combustibili fossili, specialmente per veicoli elettrici. Le batterie sono più efficienti e possono immagazzinare l’energia direttamente, mentre l’idrogeno richiede la produzione, la distribuzione e la conversione in energia.