Auto a Idrogeno – Vantaggi e Proprietà del Nuovo Combustibile Pulito

Ci saranno sempre più veicoli a idrogeno, dalle auto berlina ai SUV fino ad arrivare a quelli pesanti come i camion

Auto a Idrogeno – Queste Auto potrebbero essere il futuro del Sostenibile visto il basso inquinamento di questo Nuovo Combustibile

Introduzione

L’idrogeno è l’elemento più comune sulla Terra e si trova nell’acqua, nel gas naturale, nel carbone e nel petrolio. Per scopi industriali deve essere estratto da acqua o combustibili fossili.

L’idrogeno estratto viene quindi combinato con l’ossigeno in una cella a combustibile per produrre H2O (acqua), un processo che rilascia energia che può essere utilizzata per alimentare l’industria, per riscaldare una casa oppure per alimentare un veicolo.

L’idrogeno può essere immagazzinato come liquido per il trasporto o per lo stoccaggio allo stato solido.

Come Funziona

A differenza dei veicoli elettrici a batteria  che ricevono energia da una batteria incorporata caricata da una fonte di alimentazione esterna, le auto a idrogeno producono energia internamente utilizzando una cella a combustibile.

L’idrogeno immagazzinato nel serbatoio del carburante del veicolo reagisce con l’ossigeno nella pila delle celle a combustibile attraverso un processo chiamato elettrolisi inversa che produce energia elettrica, calore e acqua.

Mentre il calore e l’acqua vengono emessi attraverso lo scarico come vapore acqueo, l’elettricità fluisce verso il motore elettrico dove potrà fare 2 azioni, o alimentare direttamente il veicolo oppure ricaricare una batteria che immagazzina l’energia finché non è necessaria.

Una batteria in un veicolo alimentato a idrogeno è molto più piccola e più leggera di una in un’auto completamente elettrica poiché viene costantemente ricaricata dalla cella a combustibile.

Inquina?

Una delle domande più comuni che le persone si fanno a proposito di auto a idrogeno, è se inquinano. Infatti molti sono i curiosi sulle loro emissioni e se anche tu sei tra questi, quello che ti diremo a breve potrebbe interessarti.

Come i veicoli elettrici convenzionali, i veicoli elettrici a celle a combustibile alimentati a idrogeno non producono emissioni di CO2.

A parte un po’ di calore, l’unica cosa che un veicolo alimentato a idrogeno emette dal suo tubo di scappamento è il vapore acqueo.

Secondo l’Australian Hydrogen Council, la maggior parte dell’idrogeno utilizzato oggi viene estratto da combustibili fossili.

Ma se l’energia utilizzata per scindere l’acqua in idrogeno e ossigeno (chiamata elettrolisi) provenisse da fonti rinnovabili come il vento o il solare, l’idrogeno risultante sarebbe completamente privo di emissioni di carbonio.

L’idrogeno può anche essere prodotto da combustibili fossili utilizzando la cattura e lo stoccaggio del carbonio. Una delle misure che si vogliono prendere in considerazione come parte della tabella di marcia per gli investimenti tecnologici.

Pericolose

Quando si tratta di veicoli a idrogeno, molte persone pensano che siano pericolose. Perché fanno riferimento al disastro di Hindenburg (in cui un dirigibile tedesco pieno di idrogeno esplose negli Stati Uniti nel 1937, uccidendo 36 persone).

Ma, in realtà, sono sicuri quanto i veicoli elettrici convenzionali e i veicoli a benzina e diesel. Un serbatoio di benzina medio contiene fino a quattro volte l’energia e il potenziale esplosivo di un serbatoio a celle a combustibile a idrogeno.

In un veicolo alimentato a idrogeno, quest’ultimo viene immagazzinato in forma liquida in serbatoi a pareti spesse, solitamente sotto il vano di carico dietro il sedile posteriore.

I serbatoi sono stati progettati per resistere ai danni e accuratamente sottoposti a crash test. Meccanismi di sicurezza extra proteggono da perdite ed esplosioni.

Hyundai, ad esempio, afferma che se un veicolo alimentato a idrogeno prende fuoco, un sistema di rilevamento espellerà forzatamente l’idrogeno dal serbatoio nell’atmosfera prima che la temperatura raggiunga livelli pericolosi. Dicono che il serbatoio non esploderà, anche se il veicolo viene incenerito.

In caso di perdita di idrogeno, quest’ultima verrà rilevata da sensori che sigilleranno le valvole e le linee del carburante e faranno scattare un allarme.

Auto a Idrogeno o Elettriche

Le auto a idrogeno hanno in genere una maggiore autonomia rispetto ai veicoli elettrici a batteria. La Nexo di Hyundai può guidare per 666 chilometri prima di dover essere rifornita, mentre l’autonomia della Toyota Mirai è di 550 chilometri.

In genere, le auto a benzina hanno un’autonomia che va dai 400 a 600 chilometri con un pieno di carburante. L’autonomia di guida dei veicoli elettrici a batteria varia a seconda delle dimensioni della batteria.

La Nissan Leaf, ad esempio, può percorrere 270 chilometri con una carica completa mentre la Tesla Model S Long Range può raggiungere i 610 chilometri.

La ricarica di una macchina elettrica richiede dai 30 minuti alle 12 ore a seconda della velocità della colonnina di ricarica e delle dimensioni della batteria. Il rifornimento di un’autovettura a idrogeno richiede solo 3-5 minuti in una stazione di rifornimento.

Vantaggi

ll vantaggio più evidente di un veicolo a celle a combustibile rispetto a un tipico veicolo con motore a combustione è che non produce emissioni nocive o gas di scarico tossici.

E’ alimentato da idrogeno, una fonte di energia rinnovabile (e abbondante). Poiché la cella a combustibile produce acqua come prodotto di scarto, questi veicoli possono essere utili come fonte di acqua nelle regioni piene di siccità.

Anche il tempo di rifornimento è un vantaggio chiave dei veicoli a celle a combustibile. Rispetto a un veicolo elettrico, che può richiedere diverse ore per ricaricarsi completamente, un veicolo a celle a combustibile può essere ricaricato in pochi minuti.   

Svantaggi

I principali svantaggi dei veicoli a celle a combustibile derivano dalla mancanza di infrastrutture. La maggior parte dei paesi attualmente non ha quasi nessuna stazione di rifornimento di idrogeno, rendendo così i veicoli a celle a combustibile altamente poco pratici.

Sebbene un veicolo a celle a combustibile non possa produrre direttamente emissioni nocive, la produzione dell’idrogeno puro necessario per un veicolo a celle a combustibile è un processo ad alta intensità energetica.

Affinché le auto a idrogeno possano giovare all’ambiente, l’intera catena di approvvigionamento energetico deve essere sostenibile dal punto di vista ambientale; questa può essere una sfida per la produzione di idrogeno. 

La sicurezza è un’altra preoccupazione per questi veicoli. L’idrogeno è un gas altamente infiammabile, quindi in caso di grave collisione, c’è il rischio che il serbatoio dell’idrogeno possa rompersi ed esplodere.

Tuttavia, i nuovi veicoli a idrogeno come la Toyota Mirai sono progettati per evitare questo rischio realizzando un serbatoio di idrogeno rinforzato con numerosi sensori per segnale e prevenire eventuali perdite.

Come i veicoli elettrici a batteria, le celle a combustibile utilizzano diversi metalli terrestri rari nella loro costruzione, come il platino nell’anodo. Affinché un veicolo a celle a combustibile sia sostenibile dal punto di vista ambientale, questi metalli preziosi devono essere estratti in modo etico e sostenibile.

In Commercio

La mancanza di infrastrutture di rifornimento, un prezzo di acquisto relativamente alto e una maggiore diffusione dei veicoli elettrici a batteria, significherà che le auto alimentate a idrogeno rimarranno un mercato di nicchia ancora per un po’ di tempo.

Fiona Simon dell’Hydrogen Council afferma che la diffusione delle auto a idrogeno dipenderà, in larga misura, dagli investimenti nelle infrastrutture di rifornimento per supportare la tecnologia.

Inoltre dice che i membri del Consiglio dell’idrogeno stanno lavorando con i governi e altri per sviluppare il rifornimento di idrogeno in tutto i paesi. “Questa non è affatto un’impresa facile e richiederà tempo, ma crediamo che con la crescita dell’idrogeno nella mobilità, assisteremo a un aumento della velocità di implementazione dell’infrastruttura e a una più ampia diffusione nelle comunità”.

Un altro ostacolo è che è difficile per i produttori internazionali fare un forte business sui veicoli alimentati a idrogeno, poiché è un settore ancora acerbo.

Finora, Hyundai e Toyota sono gli unici produttori mondiali a impegnarsi seriamente per i veicoli alimentati a idrogeno. Audi e BMW stanno sviluppando modelli a idrogeno, mentre Honda e Mercedes-Benz sono in gioco da un po’.

Benz ha annunciato di recente che concentrerà le proprie risorse sullo sviluppo della tecnologia delle celle a combustibile per veicoli pesanti in collaborazione con Volvo Trucks. Honda sta sviluppando la futura tecnologia delle celle a combustibile con General Motors.

Vendite

I produttori vendono veicoli a idrogeno in Giappone, Corea del Sud, Europa e parte degli Stati Uniti, ma sono ancora molto basse rispetto alle vendite dei veicoli elettrici a batteria.

Il mercato più grande per i veicoli a idrogeno è la California, dove ne sono stati venduti solo 8500, rispetto a mezzo milione di veicoli elettrici a batteria.

Gli acquirenti cinesi hanno acquistato 7000 auto alimentate a idrogeno, rispetto ai quattro milioni di veicoli elettrici a batteria e ibridi plug-in.

La tecnologia dell’idrogeno è più adatta ai veicoli pesanti?

L’idrogeno è visto da molte figure del settore come una soluzione più logica per i veicoli commerciali pesanti e per il trasporto.

Scott Nargar, Senior Manager of Future Mobility and Government Relations di Hyundai Australia, prevede che tutto ciò che funziona a benzina oggi sarà alimentato a batteria in futuro, mentre tutto ciò che è alimentato a diesel oggi sarà un giorno alimentato a idrogeno.

Quindi la maggior parte delle autovetture e dei SUV alla fine sarà alimentata a batteria, mentre i veicoli commerciali leggeri e pesanti funzioneranno a idrogeno.

Hyundai, Toyota / Hino, Kenworth, Daimler / Volvo e la start-up statunitense Nikola si trovano tutte in varie fasi di sviluppo dei camion a idrogeno.  

Scott spiega che le celle a combustibile a idrogeno si prestano meglio per alimentare carichi pesanti. “Se trascini grandi masse su camion e autobus, vuoi che vengano riforniti rapidamente. Un autobus a idrogeno farà rifornimento con 50 chilogrammi di idrogeno in 10 minuti.

Un autobus elettrico impiegherà molto più tempo con un caricabatterie. Inoltre, le batterie occupano molto peso e spazio.

Dicono che ci vogliono sette tonnellate di batterie in un camion per essere in grado di fare ciò che fa un normale camion”.

Toyota

La Nuova auto di casa Toyota è davvero un gioiellino di pura tecnologia. La Toyota Mirai ha come slogan “ZERO EMISSIONI, SOLO GOCCE D’ACQUA”.

Mirai – che in giapponese significa “futuro” – ci porta quindi nell’era dei carburanti alternativi, diventando l’avanguardia dell’innovazione tecnologica al servizio della mobilità eco-sostenibile.

1. Efficiente e Sicura, dopo ventidue anni di studi, ricerche e brevetti
2. Utilizza l’idrogeno sia per rivoluzionare il settore dell’automobilismo e sia perché è rispettoso per l’ambiente e non si esaurisce mai.
3. La Prima auto a idrogeno basata completamente sul Fuel Cell System

Consumi

Questo punto ovvero quello dei Consumi è uno dei punti forti di questo tipo di autovetture.

Essendo le auto a idrogeno, dei veicoli molto ecologici, il loro consumo è davvero basso, ti basta pensare che per fare 100 km, consumerai soltanto 1 kg di gas.

Prezzo

Il prezzo di un auto a idrogeno nella fascia medio – alta, al momento si aggira sui 70.000€. Mentre sul rifornimento abbiamo delle delucidazioni da fare.

Toyota deve ancora annunciare quanto costerà fare rifornimento nella sua prossima stazione e ActewAGL afferma che i costi operativi a lungo termine delle stazioni di rifornimento di idrogeno saranno uno dei risultati chiave del progetto di Canberra. 

Negli Stati Uniti, il rifornimento di un’auto a idrogeno costa circa 16 dollari al chilogrammo, il che equivale a circa 138$ per riempire il serbatoio da 6,3 chilogrammi del Nexo.

È un po’ più che ricaricare un normale veicolo elettrico a batteria o rifornire di carburante un grande SUV a benzina a Santa Fe (circa $85).  

Naturalmente, i prezzi scenderebbero se l’idrogeno decollasse e i veicoli diventassero più popolari. Uno studio della California Energy Commission ha rilevato che i prezzi dell’idrogeno potrebbero scendere all’incirca allo stesso prezzo della benzina entro il 2025.