I veicoli a idrogeno sono un percorso realistico verso l'energia pulita? Ci vorranno anni per saperlo.
L'elemento più abbondante nell'universo è sempre più visto come una risposta per rallentare gli effetti catastrofici dei cambiamenti climatici incolpati di auto e camion a gas e diesel.
Ogni mattina in una struttura di transito a Canton, nell'Ohio, più di una dozzina di autobus si fermano a una stazione di rifornimento prima di dirigersi verso la città a sud di Cleveland.
Gli autobus, realizzati da El Dorado National e di proprietà della Stark Area Regional Transit Authority, assomigliano a tutti gli altri. Ma riflettono l'avanguardia di una tecnologia che potrebbe svolgere un ruolo chiave nella produzione di trasporti interurbani più puliti.
Al posto del gasolio inquinante, un quarto degli autobus dell'agenzia funziona a idrogeno. Non emettono altro che vapore acqueo innocuo.
L'idrogeno, l'elemento più abbondante nell'universo, è sempre più visto, insieme ai veicoli elettrici, come un modo chiave per rallentare l'impatto ambientale distruttivo degli 1,2 miliardi di veicoli del pianeta, la maggior parte dei quali bruciano benzina e gasolio.
I produttori di grandi camion e veicoli commerciali stanno iniziando ad abbracciare le tecnologie delle celle a combustibile a idrogeno come una via da seguire. Così sono i produttori di veicoli passeggeri, aerei e treni.
I trasporti sono il singolo maggiore contributore degli Stati Uniti al cambiamento climatico. Ecco perché l'energia dell'idrogeno è vista come un modo potenzialmente importante, non oggi ma a lungo termine, per aiutare a ridurre le emissioni di carbonio.
Per ora, tuttavia, l'idrogeno prodotto è principalmente destinato alle raffinerie e alla produzione di fertilizzanti e viene prodotto utilizzando gas naturale o carbone. Questo processo inquina l'aria, riscaldando il pianeta invece di salvarlo. Un nuovo studio condotto da ricercatori delle università di Cornell e Stanford ha scoperto che la maggior parte della produzione di idrogeno emette anidride carbonica, il che significa che il trasporto alimentato a idrogeno non può ancora essere considerato energia pulita.
Tuttavia, i sostenitori del trasporto a idrogeno affermano che la produzione di idrogeno è destinata a diventare più sicura per l'ambiente. Prevedono un uso crescente di elettricità dall'energia eolica e solare, che può separare l'idrogeno e l'ossigeno nell'acqua. Poiché tali forme di energia rinnovabile ottengono un uso più ampio, la produzione di idrogeno dovrebbe diventare un processo più pulito e meno costoso.
Entro tre anni, General Motors, Navistar e l'azienda di autotrasporti J.B. Hunt hanno in programma di costruire stazioni di rifornimento e far funzionare camion a idrogeno su diverse autostrade statunitensi. Toyota, Kenworth e il porto di Los Angeles hanno iniziato a testare camion a idrogeno per trasportare merci dalle navi ai magazzini.
Anche Volvo Trucks, Daimler Trucks AG e altri produttori hanno annunciato partnership con l'obiettivo di offrire veicoli a emissioni zero che fanno risparmiare denaro e soddisfano normative più severe sull'inquinamento.
In Germania, un treno alimentato a idrogeno ha iniziato a funzionare nel 2018 e ne stanno arrivando altri. Anche Airbus, con sede in Francia, il più grande produttore mondiale di aerei per aerei di linea, sta prendendo in considerazione l'idrogeno.
L'idrogeno è incluso nei piani del presidente Joe Biden per dimezzare le emissioni entro il 2030. Il disegno di legge sulle infrastrutture approvato dal Senato include 9 miliardi di dollari per la ricerca per ridurre i costi di produzione di idrogeno pulito e per i centri regionali di produzione di idrogeno.
Circa 7.500 auto a celle a combustibile a idrogeno circolano negli Stati Uniti, principalmente in California. Toyota, Honda e Hyundai producono le auto, che costano migliaia di euro in più rispetto ai veicoli a gas. La California ha 45 stazioni di rifornimento pubbliche, con altre pianificate o in costruzione.
Questo è quanto di più vicino ci abbia mai visto arrivare a quel vero punto di svolta, ha affermato Shawn Litster, professore di ingegneria meccanica alla Carnegie Mellon University che ha studiato le celle a combustibile a idrogeno per quasi due decenni.
L'idrogeno gestisce alcuni veicoli da anni. Circa 35.000 carrelli elevatori negli Stati Uniti, circa il 4% del totale nazionale, sono alimentati a idrogeno. io
Craig Scott, capo della tecnologia avanzata di Toyota in Nord America, afferma che la società è forse a due anni dall'avere un camion a idrogeno pronto per la vendita. La costruzione di più stazioni di rifornimento sarà cruciale per un'adozione diffusa.
Kirt Conrad, amministratore delegato dell'autorità di transito di Canton dal 2009, afferma che altri sistemi di transito hanno mostrato così tanto interesse per la tecnologia che SARTA porta i suoi autobus in giro per il paese per dimostrazioni. Il sistema di Canton, che ha acquistato i suoi primi tre autobus a idrogeno nel 2016, ne ha aggiunti altri 11 e ha costruito una stazione di rifornimento.
Abbiamo dimostrato che i nostri autobus sono affidabili ed economici e, di conseguenza, stiamo abbattendo le barriere che hanno rallentato un'adozione più ampia della tecnologia, ha affermato Conrad.
Due sistemi di trasporto della California, a Oakland e nella contea di Riverside, hanno autobus a idrogeno nelle loro flotte.
Il porto di Los Angeles ha iniziato un test dell'idrogeno ad aprile, quando il primo di cinque semi-camion con propulsori a idrogeno Toyota ha iniziato a trasportare merci ai magazzini in Ontario, California, a circa 60 miglia di distanza. Il progetto pubblico-privato da 82,5 milioni di dollari alla fine avrà 10 semilavorati.
L'industria dei trasporti a lungo raggio sembra essere la migliore scommessa per l'adozione anticipata dell'idrogeno. Le celle a combustibile, che convertono il gas idrogeno in elettricità, forniscono un'autonomia più lunga rispetto ai camion elettrici a batteria, se la cavano meglio quando fa freddo e possono essere rifornite molto più velocemente delle batterie elettriche. I sostenitori affermano che il breve tempo di rifornimento per i veicoli a idrogeno offre loro un vantaggio rispetto ai veicoli elettrici da utilizzare nei camion per le consegne o nei taxi, che sono in uso costante.
Questo vantaggio è stato importante per Green Tomato Cars, con sede a Londra, che utilizza 60 auto Toyota Mirai alimentate a celle a combustibile a idrogeno nella sua flotta di 500 auto a emissioni zero per trasportare i clienti aziendali. Il co-fondatore Jonny Goldstone ha affermato che i suoi conducenti possono percorrere più di 300 miglia con un serbatoio e fare rifornimento in tre minuti.
Poiché i guadagni dei conducenti dipendono dalle tariffe, ha affermato Goldstone,
se devono spendere 40, 50 minuti, un'ora, due ore per collegare un'auto nel bel mezzo della giornata lavorativa, per loro non è accettabile, ha detto Goldstone.
Green Tomato è tra i maggiori operatori di veicoli a idrogeno in quello che è ancora un piccolo mercato in Europa, con circa 2.000 auto a celle a combustibile, camion della spazzatura e furgoni per le consegne.
A differenza di autobus e autocarri pesanti, gli esperti affermano che il futuro dei veicoli passeggeri negli Stati Uniti risiede principalmente nella batteria elettrica, non nell'idrogeno. I veicoli completamente elettrici possono viaggiare più lontano di quanto la maggior parte delle persone ha bisogno di andare con una batteria relativamente piccola.
Il mondo ora produce circa 75 milioni di tonnellate all'anno di idrogeno, ma la maggior parte proviene da processi che creano emissioni di carbonio che comportano la riformazione del gas naturale a vapore. La Cina utilizza carbone più inquinante.
Il cosiddetto idrogeno blu, prodotto dal gas naturale, richiede un passaggio aggiuntivo. L'anidride carbonica emessa nel processo viene inviata al di sotto della superficie terrestre per lo stoccaggio. Lo studio di Cornell e Stanford ha scoperto che la produzione di idrogeno blu emetteva il 20% in più di carbonio rispetto alla combustione di gas naturale o carbone per il calore.
Ecco perché i ricercatori del settore si concentrano sull'elettrolisi, che utilizza l'elettricità per separare l'idrogeno e l'ossigeno nell'acqua. L'idrogeno si mescola con l'ossigeno nella cella a combustibile di un veicolo per produrre energia.
La quantità di elettricità generata in tutto il mondo da vento e solare sta crescendo, rendendo l'elettrolisi più pulita ed economica, ha affermato Joe Cargnelli, direttore delle tecnologie dell'idrogeno per Cummins, che produce elettrolizzatori e sistemi di alimentazione a celle a combustibile.
Per ora, costa di più fare un camion a idrogeno e produrre il carburante che mettere su strada un camion diesel. L'idrogeno costa circa 13 dollari al chilo in California e un chilogrammo può fornire un po' più di energia di un gallone di gasolio, che costa circa 3,25 dollari al gallone.
Man mano che aumentano la tecnologia per la produzione, l'idrogeno dovrebbe diminuire, ha detto Litster.
Mentre un semirimorchio diesel può costare circa $ 150.000 a seconda di come è equipaggiato, non è chiaro quanto costerebbero i camion a celle a combustibile. Nikola, una startup produttrice di camion elettrici e a celle a combustibile a idrogeno, ha stimato l'anno scorso che otterrebbe circa 235.000 dollari per ogni semirimorchio a idrogeno che vende.
L'elettricità pulita alla fine potrebbe essere utilizzata per produrre e immagazzinare idrogeno in uno scalo ferroviario, dove potrebbe rifornire locomotive e semirimorchi, il tutto a emissioni zero.
Cummins prevede l'uso diffuso dell'idrogeno negli Stati Uniti. entro il 2030, accelerato da normative più severe sulle emissioni diesel e requisiti governativi per i veicoli a emissioni zero.
L'Europa ha fissato obiettivi ambiziosi per l'idrogeno verde progettati per accelerarne l'uso.
Questo farà esplodere il mercato e in qualche modo lo guiderà, ha detto Cargnelli. Quindi, vedrai altri posti come il Nord America che seguono l'esempio.
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