In viaggio con l’idrogeno

Nell’ipotizzare gli scenari sulla sostenibilità per il 2021 gli esperti hanno spesso inserito “L’idrogeno nei trasporti” in cima alla lista dei temi caldi. Nell’Unione Europea il settore dei trasporti produce il 27% delle emissioni di gas serra e la European Sustainable and Smart Mobility Strategy, firmata a dicembre 2020 dalla Commissione Europea, punta alla decarbonizzazione dell’intero settore che contribuisce al 5% del Pil europeo e dà lavoro a 10 milioni di persone: il primo step è avere 30 milioni di veicoli a emissioni zero (80 mila camion) entro il 2030 per poi arrivare alla completa neutralità carbonica nel 2050.

L’idrogeno avrà un ruolo chiave in questo processo e lo si evince in maniera lampante tra le righe della comunicazione della Commissione al Parlamento europeo, al Consiglio, al Comitato economico e sociale europeo e al Comitato delle Regioni. Nel documento datato 9 dicembre 2020 si legge: “I produttori stanno inoltre investendo in veicoli a celle a idrogeno, segnatamente per il parco veicoli commerciali, gli autobus e il trasporto pesante. Queste promettenti opzioni sono sostenute nell'ambito delle strategie dell'UE per l'integrazione del sistema energetico e per l'idrogeno, nonché del piano d'azione strategico sulle batterie. L'efficienza energetica deve essere un criterio per dare priorità alla scelta futura di tecnologie adeguate che tengano conto dell'intero ciclo di vita. Le soluzioni tecnologiche transizionali dovrebbero rispettare appieno le norme in materia di CO₂ e inquinamento. Anche il trasporto ferroviario dovrà essere ulteriormente elettrificato; laddove ciò non fosse possibile, dovrebbe essere incrementato l'uso dell'idrogeno”. 

Su questo tema è intervenuto anche il Ministro della Transizione Ecologica Roberto Cingolani durante un webinar organizzato dall’ANSA: "Dobbiamo iniziare a pensare come rendere possibile l’uso dell’idrogeno per i trasporti, ma manca una rete di ricarica e rifornimento. Se arriva in Italia un mezzo pesante alimentato a idrogeno o anche a trazione elettrica, dopo Bolzano non ci sono più impianti di ricarica, o sono pochissimi. Per l'idrogeno mancano le infrastrutture, ma quello è ancora il problema minore. Le tecnologie le abbiamo. La sfida più difficile è come accelerare i tempi per realizzarle. La sfida delle normative, delle procedure, è quella che conta di più ora. Se le norme fermassero la transizione ecologica, sarebbe una sconfitta enorme”.

L'utilizzo dell'idrogeno nei trasporti sta evolvendo costantemente in tutti i settori della mobilità. Nel comparto aereo, ad esempio, alla fine di settembre 2020 il gigante europeo Airbus ha annunciato l’intento di eliminare le emissioni di carbonio dai viaggi aerei entro il 2035 con ZEROe. Come riportato dall’Environmental and Energy Study Institute, infatti, “nonostante un significativo miglioramento dell’efficienza degli aeromobili e delle operazioni di volo negli ultimi 60 anni, il trasporto aereo di passeggeri è il settore responsabile della crescita di emissioni individuali più elevata e più rapida”. Secondo AirBus, ZEROe può aprire la strada a viaggi aerei più ecologici, riducendo l’impronta di carbonio del settore aeronautico di oltre il 50%.

Anche il trasporto su ferrovia si dirige verso una svolta importante per la decarbonizzazione del settore. I paesi in cerca di nuove modalità per il trasporto delle persone, capaci di ridurre le emissioni di gas climalteranti, stanno valutando la possibilità di usare treni alimentati da celle a combustibile a idrogeno. Uno dei primi treni di questo genere è il Coradia iLint di Alstom, ora in fase di test in molti paesi. I treni sono dotati di celle a combustibile per convertire l'idrogeno e l'ossigeno presenti nell'aria in elettricità e hanno un’autonomia di circa 1.000 km, secondo quanto dichiarato dall’azienda.

La batteria a bordo del treno è inoltre in grado di recuperare energia durante la frenata, che verrà poi sfruttata in fase di accelerazione. I treni sono un mezzo particolarmente adatto per sviluppare un trasporto privo di emissioni di carbonio. Le regioni urbane hanno iniziato a elettrificare i treni già da diverso tempo, ma questo processo può risultare costoso, soprattutto nelle aree rurali. Secondo la BBC, l'elettrificazione di un chilometro di rotaie può costare da 864.000 a 1,2 milioni di €. L'idrogeno non richiede la realizzazione di una costosa infrastruttura elettrica, ma consente ai treni di circolare sull'infrastruttura ferroviaria esistente. L'idrogeno è pulito e silenzioso quanto l'elettricità, ma non è altrettanto costoso. Per questo motivo, qualsiasi località che non possieda già un'infrastruttura per treni elettrici, come molte aree negli Stati Uniti e in Europa, è un candidato ideale per l’introduzione di treni a idrogeno.

L’impegno di Alstom non è un caso isolato. Dal 2019, ad esempio, il Regno Unito sta testando treni alimentati a idrogeno, chiamati Hydroflex, nel contesto del piano nazionale per eliminare i treni diesel entro il 2040. Analogamente, a settembre 2020 la University of St. Andrews in Scozia ha avviato un progetto per convertire all’idrogeno un treno a tre vagoni nel quadro del progetto Zero Emission Train. Il governo scozzese spera di azzerare le emissioni inquinanti legate al trasporto passeggeri entro il 2035.

Per il trasporto su gomma, le due alternative alla benzina e al diesel più promettenti sono rappresentate dall’elettrico e dall’idrogeno. Mentre i veicoli elettrici a batteria dominano l’attenzione dei mass media, aziende come Van Hool, Hyundai, Siemens e Toyota lavorano alla produzione di autobus, camion, treni e automobili alimentati a idrogeno. L’Agenzia Internazionale dell’Energia, la Commissione Europea, governi e città ritengono ormai da tempo che l’idrogeno sia fondamentale per riuscire ad azzerare le emissioni nei trasporti pubblici e ridurre l’inquinamento atmosferico.

Per esempio, Parigi, Città del Messico e Amsterdam pianificano di sostituire i propri autobus e camion attuali con modelli a idrogeno o a batteria già nel 2025. In maniera analoga, l’azienda logistica DHL, il produttore di birra Budweiser e l’ufficio postale francese (La Poste) stanno adottando soluzioni di trasporto su strada alimentate a idrogeno. Tuttavia, la produzione attuale di idrogeno è quasi interamente alimentata da combustibili fossili, con solo il 4% dell’energia proveniente da fonti rinnovabili. Per la decarbonizzazione del settore globale dei trasporti occorre un sostanziale aumento della produzione di idrogeno. 

Uno dei vantaggi dell’idrogeno rispetto alle auto a batteria rappresenta la velocità di rifornimento, in quanto le tempistiche sono le medesime dei veicoli a benzina, così come l’autonomia. Inoltre, secondo un rapporto della Canadian Hydrogen and Fuel Cell Association, la quantità di CO₂ emessa per km è inferiore rispetto a quella registrata dai veicoli elettrici: 2,7 g rispetto a 20,9 g. Ma occorrono ingenti investimenti per dimostrare che l’idrogeno può contribuire significativamente alla transizione verso l’energia pulita. In Europa, Belgio, Danimarca, Germania e Regno Unito hanno annunciato numerosi progetti congiunti per la produzione di idrogeno a partire da fonti rinnovabili.

In Italia, Eni e Toyota hanno avviato una collaborazione per accelerare la diffusione delle stazioni di rifornimento e delle vetture a idrogeno in Italia. La prima fase del progetto prevede l’apertura di un punto di rifornimento di idrogeno presso due nuove stazioni di servizio Eni a San Donato Milanese e nel Comune di Venezia, l’idrogeno disponibile nelle stazioni sarà a emissioni zero, in quanto autoprodotto nella stessa stazione per elettrolisi dell’acqua utilizzando energia rinnovabile. 

Toyota parteciperà al progetto, mettendo a disposizione le proprie conoscenze e provvedendo alla messa su strada di una flotta di 10 Mirai, che verrà rifornita nella stazione di Eni. Un’altra collaborazione, questa volta con FNM, il principale gruppo integrato nella mobilità sostenibile in Lombardia, prevede la definizione di possibili iniziative atte a introdurre, tra le varie cose, modelli di cattura, stoccaggio o utilizzo della CO₂ generata nei processi di produzione dell’idrogeno da destinare ai mezzi di trasporto; l’introduzione di punti di distribuzione dell’idrogeno per la mobilità privata su strada.