Prof.ssa Chiara Frassineti

• Cosa sono le celle a combustibile
• Come si produce l’idrogeno e quali sono i suoi utilizzi
• Come funziona una automobile a celle a combustibile
• Pericolosità dell’idrogeno come combustibile

 

Cosa sono le celle a combustibile

Le celle a combustibile (in inglese fuel cells) sono apparati che producono energia elettrica ad alta efficienza in quanto l’energia chimica dei legami delle molecole del combustibile è convertita direttamente in elettricità. In altre parole sono sistemi elettrochimici in grado di convertire direttamente l’energia chimica in energia elettrica.

La tecnologia delle celle a combustibile ha avuto un importante sviluppo negli anni Settanta, a seguito dei programmi spaziali che le hanno selezionate quali sistemi preferenziali per l’alimentazione elettrica a bordo delle missioni nei programmi Gemini e Apollo. Anche negli Shuttle sono state impiegate celle a combustibile all’idrogeno.

Più recentemente questi apparati si stanno affermando come importante alternativa alle batterie elettriche per il trasporto ecosostenibile (veicoli elettrici), ma anche come metodo efficace per produrre elettricità partendo da vari combustibili. Infatti numerosi sono i vantaggi delle celle a combustibile: rendimento elevato, indipendentemente dalle dimensioni dell’impianto; alta densità di energia; pesi e volumi ridotti; possibilità di produrre cospicue quantità di energia.

Le celle a combustibile sono composte essenzialmente da tre componenti: un anodo, un catodo e un elettrolita posto tra di essi. Per elettrolita si intende una soluzione di sostanze che in acqua formano degli ioni. Alcuni degli elettroliti usati in questi dispositivi sono l’idrossido di potassio (KOH), l’acido fosforico, carbonati e ossidi.

I combustibili che possono essere impiegati in queste celle sono di varia natura: da quelli tradizionali come benzina, gasolio o GPL, a quelli alternativi sia gassosi (idrogeno, metano) che liquidi (alcoli) con emissioni basse o nulle nell’ambiente. Tra i combustibili alternativi di maggiore interesse vi è appunto l’idrogeno verde (cioè prodotto da fonti rinnovabili), e i biocombustibili derivati da scarti agricoli (es. metanolo, etanolo, biogas).

Nel caso di idrocarburi come metano (CH₄), o alcoli come metanolo (CH₄OH), i prodotti di reazione sono acqua (H₂O) e anidride carbonica (CO₂). Nel caso dell’idrogeno verde si produce soltanto acqua.

Un altro prodotto non chimico della reazione è il calore: pertanto utilizzando celle a combustibile all’idrogeno è possibile ottenere insieme ad energia elettrica anche acqua calda partendo soltanto da idrogeno e ossigeno.

I vantaggi, quindi, delle celle a combustibile riguardano sia l’ambito energetico sia quello ambientale. Infatti hanno un elevato rendimento elettrico e non producono gas inquinanti (NOx, SOx) o particolati (PM_2.5, PM₁₀).

Una caratteristica fondamentale delle celle a combustibile, oltre ai vantaggi sopra riportati, è la loro modularità, cioè la possibilità di unire più unità fondamentali. In altre parole quando più celle elementari vengono collegate in serie a formare uno stack (vedi figura), possono dare origine a sistemi che producono energia da pochi W (watt) fino a parecchi MW (megawatt) in funzione del numero di celle elementari collegate in serie.

Pertanto le celle a combustibile trovano applicazione in tutti quei settori dove è necessaria una alimentazione elettrica con una potenza medio-grande fino a una potenza di decine di MW o più. Per es. possono essere utilizzate sia per i trasporti su terra, aereo o marittimo, con potenze comprese nel campo 5-200 kW, sia per generare energia elettrica in campo residenziale o industriale con potenze comprese da un minimo di1kW fino anche a 10 MW. Molto interessante è il loro utilizzo per l’alimentazione di utenze isolate, soprattutto se in connessione con sistemi di generazione dell’idrogeno da fonti rinnovabili (fotovoltaico, microeolico, ecc.). Proprio in virtù di questa loro vasta gamma di applicazioni (dall’impiego in dispositivi elettronici portatili fino ai grossi impianti di cogenerazione, passando per l’autotrazione) le celle a combustibile sono potenzialmente molto competitive.

Una loro seconda caratteristica fondamentale è che le celle a combustibile possono essere utilizzate in modo reversibile. In particolare, per es. nelle celle a idrogeno, viene prodotta energia elettrica grazie alla combinazione di idrogeno e ossigeno a formare acqua, chiudendo così il ciclo iniziato con la produzione di idrogeno tramite l’elettrolisi dell’acqua mediante utilizzo di energia elettrica da fonti rinnovabili. La produzione di idrogeno quindi può essere vista come mezzo di stoccaggio di energia che può poi essere trasportata dove è necessario (recipienti di idrogeno ad alta pressione).

Per chiarire meglio: il funzionamento di una cella a idrogeno è basato sulla combustione dell’idrogeno gassoso con l’ossigeno gassoso con formazione di acqua. Poiché l’idrogeno non è una risorsa naturale è necessario che venga prodotto tramite l’elettrolisi dell’acqua che, utilizzando energia elettrica per es. da fonti rinnovabili, produce idrogeno puro (vedi figura).

Una applicazione pratica prevede l’utilizzo di un impianto fotovoltaico collegato con un sistema di accumulo ad idrogeno per produrre e immagazzinare energia a partire dalla radiazione solare. Lo scopo è quello di ridistribuire quest’energia nella rete elettrica durante i periodi di forti consumi giornalieri o per compensare le variazioni dovute alla erogazione non costante dalla centrale fotovoltaica. Tramite una cella a combustibile, che ricombina l’idrogeno e l’ossigeno in acqua, si produce elettricità che viene immessa nella rete, per esempio alla sera mentre i pannelli fotovoltaici sono inattivi. Questo dispositivo produce anche calore che può essere immagazzinato per diversi altri usi.

In linea di principio una cella a combustibile è simile a una batteria convenzionale. Entrambi i dispositivi, infatti, sono in grado di convertire direttamente l’energia chimica in energia elettrica, combinando un anodo con un catodo posti in collegamento tramite un opportuno elettrolita. Vi è, tuttavia, una differenza tra i due dispositivi in quanto, mentre una batteria è un sistema chiuso che funziona consumando i componenti attivi agli elettrodi, la cella a combustibile lavora grazie a un flusso di reagenti gassosi riforniti dall’esterno. Ne segue che la batteria è limitata nella sua durata dalla quantità di reagenti che ha nel suo interno e necessita di un processo di ricarica per ripristinare le sue condizioni iniziali, mentre una cella a combustibile garantisce una vita di esercizio continua fintanto che viene rifornita con i reagenti gassosi.

 

Come si produce l’idrogeno e quali sono i suoi utilizzi

L’idrogeno è l’elemento più abbondante sulla Terra, ma raramente si trova non combinato con altri elementi a formare dei composti. Ciò significa che per utilizzare idrogeno puro, è necessario prima estrarlo da un suo composto, per esempio l’acqua. Questo processo di estrazione richiede energia che potrebbe essere prodotta utilizzando sia fonti fossili che rinnovabili: combustibili fossili, come gas naturale e carbone, biomassa, energia nucleare, oppure fonti di energia rinnovabile, come l’energia eolica, solare, geotermica e idroelettrica. Questa diversità di fonti di approvvigionamento è la ragione più importante per cui l’idrogeno è un vettore energetico così promettente. Sebbene oggi la maggior parte della produzione mondiale di idrogeno sia prodotta attraverso un processo ad alte emissioni di CO₂ (chiamato Steam Methane Reforming, SMR), l’idrogeno può anche essere prodotto attraverso un processo che utilizza elettricità rinnovabile, portando alla produzione di “idrogeno verde”.

Tale processo viene definito elettrolisi dell’acqua nel quale il passaggio di corrente elettrica causa la scomposizione dell’acqua nei suoi componenti: ossigeno ed idrogeno gassoso.

Se l’elettricità utilizzata proviene da fonti energetiche rinnovabili come per es.l’eolico o il fotovoltaico e l’idrogeno prodotto viene utilizzato in una cella a combustibile, l’intero processo energetico non produce nessuna emissione. In questo caso si parla appunto di “idrogeno verde” o “green hydrogen”.

Il diagramma illustra in modo semplice come avviene l’elettrolisi dell’acqua. Grazie al passaggio della corrente elettrica, generata in questo caso da una pila, si verificano due reazioni chimiche: una di riduzione (acquisto di elettroni) al polo negativo (catodo) dove si sviluppa idrogeno e l’altra di ossidazione (cessione di elettroni) al polo positivo (anodo) dove si sviluppa ossigeno. Possiamo immaginare che la pila sia come una pompa che aspira elettroni all’anodo dove avvengono le ossidazioni, e li cede al catodo, dove avvengono le riduzioni.

I segni dei poli in una cella elettrolitica sono invertiti rispetto a una pila: in quella elettrolitica l’anodo è il polo positivo, mentre il catodo è il polo negativo.

Per loro natura le fonti di energia rinnovabile sono intermittenti e non controllabili, ma il vantaggio di produrre idrogeno mediante elettrolisi dell’acqua usando energia rinnovabile è che in questo modo non si hanno emissioni climalteranti (CO₂) e l’idrogeno può essere facilmente immagazzinato in recipienti ad alta pressione ed essere trasportato per fornire energia alla rete in base alle esigenze. In tal modo è possibile coniugare una produzione da fonti rinnovabili priva di emissioni alla possibilità di immagazzinare energia elettrica sotto forma di idrogeno gassoso.

Le fonti rinnovabili più promettenti per l’elettrolisi dell’acqua sono: idroelettrico, eolico e solare (fotovoltaico tradizionale, di nuova generazione e a concentrazione). Tramite l’utilizzo delle biomasse, invece vengono prodotti etanolo, metanolo e idrogeno, ognuno per le rispettive tipologie di celle a combustibile.

Ad oggi, però, l’idrogeno verde, l’unico che potrebbe contribuire in modo significativo alla decarbonizzazione e alla lotta al riscaldamento globale, non è molto proficuo a causa dei suoi elevati costi di produzione. Tutti gli studi concordano sul fatto che ci vorrà ancora un po’ di tempo prima che l’adozione di elettrolizzatori su vasta scala contribuisca alla riduzione dei loro costi, rendendo così la produzione di idrogeno verde competitiva secondo i parametri di mercato. Le attuali soluzioni basate sull’idrogeno prevedono inevitabilmente un periodo di “transizione” di una decina di anni, durante il quale si dovrà continuare ad utilizzare le fonti di energia fossili. Nonostante questo la Dott.ssa Cristina Maggi, direttrice di H2IT (Associazione Italiana Idrogeno e Celle a Combustibile) afferma che “non ci sono dubbi che l’industria italiana sia pronta ad accogliere la sfida della tecnologia dell’idrogeno e ad implementare progettualità concrete nel breve termine. La filiera industriale sta scommettendo su questo vettore energetico mettendo in campo risorse e competenze.

Ricordiamo che l’idrogeno rappresenta una soluzione chiave, complementare con altre tecnologie, per la decarbonizzazione di diversi settori, non solo quello dei trasporti, ma anche dell’industria e del settore residenziale e quindi costituisce un’opportunità economica in molteplici applicazioni.

Tutto il comparto industriale sta esplorando quali opportunità offre il settore e si sta muovendo per mettere in campo grandi progetti. Lo dimostra la numerosa partecipazione al Tavolo Idrogeno lanciato dal Ministero dello Sviluppo Economico a giugno 2019, al quale sono stati presentati 31 progetti di implementazione di soluzioni idrogeno in Italia per il 2020, dando prova del fatto che in Italia abbiamo davvero l’opportunità di diventare leader nel settore per le competenze maturate negli anni dalle aziende e da centri di ricerca all’avanguardia.

Sono però necessarie alcune azioni immediate per sbloccare il mercato, a partire da una strategia di lungo periodo per supportare concretamente la crescita di queste industrie e centri di ricerca. Il coinvolgimento e l’impegno da parte delle istituzioni sarà fondamentale per creare un quadro nazionale stabile dove queste eccellenze si possano sviluppare al meglio. Le istituzioni sotto la spinta delle aziende Italiane e con la pressione internazionale legata alla partecipazione dell’Italia a diverse iniziative sull’idrogeno (Mission Innovation, Hydrogen Initiative, Strategic Value Chain, ecc.) finalmente si stanno muovendo per creare le condizioni per uno sviluppo concreto del settore. Queste azioni però, devono essere racchiuse all’interno di un Piano di Sviluppo che tenga in considerazione tutti gli aspetti di applicazione delle tecnologie dell’idrogeno e che sia in linea con i Piani strategici sull’energia e il clima e con i decreti riguardanti la mobilità sostenibile. C’è ancora tanto lavoro da fare per far conoscere questo vettore energetico e le sue opportunità, soprattutto agli enti territoriali e regionali, i quali sono poco consapevoli delle opportunità che può rappresentare per il loro territorio.

In Italia l’idrogeno può contribuire in maniera significativa al raggiungimento degli obiettivi di riduzione di emissioni e per questo tutti i settori della mobilità saranno interessati allo sviluppo di una rete di distribuzione dell’idrogeno: dal trasporti su gomma, a quello ferroviario e marittimo. Lo sviluppo di una rete carburante idonea e strategicamente sviluppata sul suolo nazionale è condizione necessaria per l’adozione di veicoli elettrici a celle a combustibile; insieme ai veicoli elettrici a batteria, sono gli unici veicoli senza emissioni di gas di scarico e sono quindi in grado di ridurre drasticamente l’inquinamento atmosferico locale.

Per soddisfare le esigenze di una grande flotta di veicoli a celle a combustibile di diverse tipologie (es., auto, bus e camion) sarà necessaria una grande quantità di idrogeno la cui logistica sarà oggetto di strategie diverse da parte dei gestori delle stazioni, tra le cui opzioni vi sono ad esempio la produzione sul posto da fonti rinnovabili o il trasporto di idrogeno in forma liquefatta. La rete sarà caratterizzata da punti di rifornimento capaci di erogare grandi quantità di idrogeno al giorno; questo permetterà una riduzione dei costi anche per l’utente finale.”

L’applicazione dell’idrogeno nel settore dei trasporti sta assumendo crescente interesse. Sono ormai numerose le case automobilistiche che hanno già la disponibilità commerciale di alcuni modelli di autoveicoli alimentati tramite celle a combustibile ad idrogeno. La mobilità a idrogeno e celle a combustibile, tuttavia, non si limita alle sole vetture per trasporto passeggeri, ma è già una realtà anche per autobus urbani, motociclette, motorini o biciclette elettriche e per i muletti utilizzati dalle catene di distribuzione. Sono inoltre in fase avanzata progetti per avviare la mobilità a idrogeno su rotaia (tram e treni regionali), che hanno il vantaggio di far risparmiare alle aziende di trasporto i costi legati all’installazione e alla manutenzione delle linee elettriche lungo le strade ferrate (in Europa ci sono centinaia di migliaia di chilometri di ferrovie con tratte non elettrificate).

La mobilità a idrogeno sarà presto una realtà anche nei mari e nel cielo. Infatti anche per quanto riguarda navi e aerei la ricerca per l’utilizzo dell’idrogeno (anche se non necessariamente solo come combustibile di fuel cells) sta facendo passi da gigante per ridurre le fonti di maggiore inquinamento. Sia le turbine a reazione dei velivoli (alimentate a kerosene), che i grandi motori diesel navali (alimentati con olio combustibile poco raffinato di origine petrolifera), emettono quantitativi enormi di idrocarburi, ossidi di carbonio (COx), ossidi di azoto (NOx), ossidi di zolfo (SOx) e particolato (PM) poiché sono del tutto privi di dispositivi assimilabili ai catalizzatori ed ai filtri anti-particolato, atti a ridurre drasticamente le emissioni allo scarico.

 

Come funziona una automobile con celle a combustibile a idrogeno e qual è il suo futuro

Le vetture alimentate con celle a combustibile a idrogeno sono vetture elettriche a tutti gli effetti, ma, come abbiamo visto, producono al proprio interno l’elettricità necessaria alla trazione. Rispetto alle vetture elettriche a batteria presentano alcuni vantaggi, come una elevata autonomia e dei tempi di rifornimento rapidi, paragonabili a quelli attuali per rifornirsi di benzina o gasolio. Attualmente gli svantaggi riguardano i costi delle automobili con celle a combustibile complessivamente superiori rispetto alle automobili con altri sistemi di propulsione e le previsioni dicono che ciò sarà vero fino a circa la metà del nuovo decennio. Tuttavia, gli investimenti infrastrutturali necessari a garantire sul territorio un numero minimo di punti di rifornimento a idrogeno risultano essere di gran lunga inferiori a quelli necessari a garantire un numero minimo di punti di ricarica per le vetture elettriche a batteria [https://www.oilnonoil.it/maggi-h2it-industria-dellidrogeno-tra-le-piu-sicure-al-mondo/].

I vantaggi della mobilità elettrica a idrogeno sopra elencati, fanno sì che tale tecnologia risulti essere adatta a decarbonizzare quei settori dei trasporti che si sviluppano sulla lunga distanza, come il trasporto merci su gomma con camion, il settore ferroviario e quello marittimo. Inoltre per quanto riguarda la mobilità in generale, l’idrogeno utilizzato in una fuel cell per alimentare un motore elettrico è attualmente la soluzione più efficiente, ed è per questo che l’industria automobilistica si è concentrata sullo sviluppo della mobilità con idrogeno e celle a combustibile ed ha sostanzialmente abbandonato i programmi di sviluppo della mobilità a idrogeno con motori a combustione interna, che tra l’altro comporta emissioni di ossidi d’azoto.

Ma vediamo in che modo funziona una vettura elettrica alimentata con cella a combustibile a idrogeno. [Fonti: https://www.sicurauto.it/news/auto-elettriche-ibride/auto-a-idrogeno-come-funzionano-i-veicoli-fuel-cell/ e https://www.sicurauto.it/news/lidrogeno-per-lauto-costi-vantaggi-e-svantaggi/]

A livello costruttivo le auto a idrogeno non hanno bisogno di una grande batteria per immagazzinare l’energia. Ma come le auto elettriche si muovono grazie a uno o più motori elettrici. La differenza nelle auto a idrogeno sta nella presenza di un serbatoio per l’idrogeno, che alimenta una cella a combustibile e di una batteria che possiamo definire “tampone”. L’energia elettrica quindi si ottiene dalla reazione, come visto prima, tra l’ossigeno atmosferico e l’idrogeno contenuto nel serbatoio. Al termine, dallo scarico di un’auto a idrogeno esce unicamente vapore acqueo.

A differenza delle auto elettriche tradizionali, però, le auto a idrogeno hanno bisogno anche di una altra batteria di dimensioni ridotte. Serve a recuperare l’energia in frenata proprio come fanno le auto a batteria e ibride. La tensione prodotta dalle celle a combustibile però non sarebbe sufficiente ad alimentare il motore elettrico senza l’aiuto di un trasformatore ausiliario. Proprio come nelle auto a batteria, infatti, la tensione prodotta dalle celle a combustibile deve essere elevata fino all’ordine dei 600V.

Per quanto riguarda il serbatoio di rifornimento, quello dell’idrogeno deve essere sufficientemente resistente da sopportare pressioni fino a circa 700 bar (oltre 3 volte le bombole delle auto a metano). L’idrogeno è immagazzinato in forma gassosa ad alta pressione, generalmente 350 o 700 bar.

Sintetizzando l’intero processo si ha che: l’idrogeno stoccato nell’apposito serbatoio avvia con l’ossigeno atmosferico, all’interno delle celle a combustibile, un processo chimico inverso all’elettrolisi, che produce vapore acqueo e corrente elettrica che va a ricaricare una batteria che alimenta un motore elettrico. Questo, infine, trasmette il moto alle ruote permettendo all’auto di muoversi. In sostanza, quindi, le auto a idrogeno ed elettriche tradizionali hanno molti punti in comune, ma la differenza principale sta nel modo in cui si ricaricano le batterie. Nel primo caso l’energia che le alimenta arriva direttamente da altri componenti presenti a bordo, nel secondo caso arriva dall’esterno durante le fasi di ricarica alla colonnina.

Proprio per questa caratteristica, le batterie presenti sulle vetture a idrogeno sono molto più piccole e molto meno ingombranti. Ma a fronte di questo vantaggio, molto spazio necessitano invece la bombola dell’idrogeno e la cella a combustibile.

Oltre a questo, le auto a idrogeno devono ancora scontrarsi, al momento, con la grande carenza di infrastrutture. In Italia attualmente esiste un solo distributore funzionante che si trova a Bolzano. In Europa la situazione è di poco migliore, con 200 distributori sparsi in tutta l’UE di cui la maggior parte in Germania, che anche da questo punto di vista è capofila. A dicembre 2019, infatti, si contano circa 80 stazioni di rifornimento per auto a idrogeno in Germania.

Pur tuttavia, il grande vantaggio delle auto a idrogeno rispetto a quelle elettriche tradizionali è il rifornimento ai distributori. Sebbene oggi sia ancora un punto debole dato dalla carenza di distributori, un domani la possibilità di fare rifornimento alla pompa rappresenterà uno dei principali punti di forza. Se le auto elettriche tradizionali continueranno a necessitare di tempi di ricarica lunghi, infatti, le auto a idrogeno al contrario faranno il pieno di idrogeno in pochi minuti, esattamente come le auto a benzina o a gasolio. E con un pieno, già oggi si possono percorrere oltre 600 km. Il costo della mobilità ad idrogeno è di poco superiore a quella a benzina. Un kg di idrogeno, col quale si possono percorrere anche oltre 100 km, costa attualmente circa 13,7 euro, paragonabile ad un’auto che per 100 km consuma circa 8 l di benzina.

Se ci riferiamo alla situazione attuale, è facile prevedere che l’idrogeno non si diffonderà alla stessa velocità dell’elettrico tradizionale. Ma in un futuro non troppo lontano occuperà sicuramente una fetta di mercato di una certa rilevanza. Per es. la Toyota Mirai, tra le prime auto a idrogeno in commercio (dal 2015), ha attualmente più richieste di quanto la capacità produttiva possa soddisfare. Inoltre, proprio come è accaduto con le auto a batteria, una volta innescato il meccanismo che aumenterà i volumi di vendita si arriverà ad avere una serie di benefici industriali che si ripercuoteranno sull’abbassamento dei costi per i clienti finali. Le previsioni indicano che nel 2025 il mercato delle auto a idrogeno e quello delle auto elettriche tradizionali raggiungeranno un sostanziale pareggio.

[Per approfondimenti visita anche i siti https://www.toyota.it/mondo-toyota/ambiente/celle-a-combustibile e https://www.bmw.com/it/innovation/come-funzionano-le-auto-a-idrogeno.html]

 

Quali rischi presenta l’alimentazione a idrogeno

Se l’idrogeno reagisce con l’ossigeno in modo incontrollato si ha una reazione definita “del gas tonante”. Ma una reazione incontrollata di idrogeno e ossigeno in un’auto a celle a combustibile è da escludere.

A questo proposito la Dott.ssa Cristina Maggi, direttrice di H2IT (Associazione Italiana Idrogeno e Celle a Combustibile) afferma che la mobilità elettrica a idrogeno non è più pericolosa di altre soluzioni tradizionali come benzina, gasolio, GPL e metano. Questi carburanti, se rilasciati improvvisamente, possono essere altrettanto pericolosi dell’idrogeno. L’industria dei gas tecnici produce idrogeno da un secolo per l’industria chimica e non solo; le raffinerie impiegano grandi quantità di idrogeno come gas di processo nella lavorazione del petrolio greggio, quindi le proprietà di questo gas e il suo comportamento si conoscono a fondo. Anche le condutture e i depositi di idrogeno esistono da decenni. Grazie all’esperienza maturata negli anni, quindi, questa industria è tra le più sicure al mondo, con meno di due infortuni per milione di ore lavorate.

Sulle automobili, inoltre, l’idrogeno in forma gassosa è contenuto in serbatoi dalle pareti molto spesse, che li rendono particolarmente sicuri. Come sottolinea il Dr. Axel Rücker Program Manager Hydrogen Fuel Cell presso BMW Group, numerosi crash test effettuati dalla nota industria tedesca hanno dimostrato che i serbatoi di idrogeno non subiscono danni in caso di collisione e che non si verificano fuoriuscite di idrogeno. Anche i veicoli Mirai di Toyota e NEXO di Hyundai, sono stati sottoposti a svariati crash test e li hanno superati con il massimo dei voti. Toyota non si è limitata ad eseguire crash test standard, ma ha anche verificato la tenuta dei suoi serbatoi sparandovi contro dei proiettili per verificarne l’integrità. Secondo la ditta giapponese, il serbatoio del Mirai è più sicuro di un serbatoio di carburante convenzionale grazie alle sue molteplici protezioni e alla fibra di carbonio “extra-spessa”.

È importante anche considerare il fatto che l’idrogeno è un gas molto leggero (14,39 volte meno denso dell’aria), e in caso di rilascio accidentale si disperde rapidamente nell’atmosfera, rendendo molto difficile un innesco. Tuttavia le sue particolari proprietà vanno attentamente considerate nella messa in sicurezza degli impianti. Infatti, come per gli altri carburanti, l’idrogeno è sicuro se i veicoli e le relative infrastrutture di rifornimento rispettano i rigidi standard adottati a livello internazionale. Riferisce sempre la Dott.ssa Maggi che nell’ottobre del 2018 l’Italia ha fatto un grande passo avanti su questo fronte. Con l’aggiornamento della “Regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione ed esercizio degli impianti di distribuzione di idrogeno per autotrazione” l’Italia si è allineata ad altri paesi europei consentendo l’applicazione di standard tecnici riconosciuti a livello internazionale e il superamento di limiti economici e sociali derivanti dalle normative vigenti sino ad allora.

 

Conclusioni

Come si è visto, l’idrogeno verde ha un ruolo molto significativo nella decarbonizzazione dei settori industriale, dei trasporti e dell’energia perché consente produzione, stoccaggio e consumo senza emissioni né di gas climalteranti né di inquinanti di alcuna natura. Inoltre l’energia a base di idrogeno può essere generata all’interno dei confini dell’UE, integrando la produzione di energia solare ed eolica esistente. L’industria europea è all’avanguardia nelle tecnologie dell’idrogeno e delle celle a combustibile e le future politiche a livello nazionale ed europeo dovrebbero contribuire a confermare questa leadership.

Abbiamo anche visto come, grazie alla tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno già ampiamente acquisita, sia possibile costruire veicoli a emissioni zero, che vantano tempi di rifornimento brevi (paragonabili a quelli dei veicoli a benzina), che hanno una autonomia lunga e un peso decisamente inferiore ai veicoli elettrici. Ma, come sottolineato da Eric-Mark Huitema, direttore generale ACEA (Associazione europea dei produttori di automobili): “insieme ad altri veicoli a propulsione alternativa, i veicoli a celle a combustibile hanno un forte potenziale nella transizione verso la mobilità a emissioni zero, ma molto dipende da una rete di stazioni di rifornimento di idrogeno da costruire: attualmente ci sono soltanto circa 200 stazioni in tutta l’Unione, quindi c’è tanto da fare nei prossimi anni”.

A questo proposito durante la conferenza del 9 ottobre 2019 di Hydrogen for Climate Action, organizzata dal DG GROW della Commissione europea, che ha visto la presenza di 450 partecipanti, sono stati presentati svariati progetti da ACEA e Hydrogen Europe che prevedono un investimento di oltre 60 miliardi di euro nei prossimi 5-10 anni: una volta completati permetteranno di risparmiare 35 milioni di tonnellate di emissioni di CO₂ all’anno. ACEA rappresenta i 15 principali produttori di automobili, furgoni, camion e autobus presenti in Europa, mentre Hydrogen Europe rappresenta 130 aziende che promuovono l’idrogeno come combustibile a emissione zero.

Infine, si prevede la messa a punto di un piano strategico per lo sviluppo paneuropeo di infrastrutture per veicoli a celle a combustibile, che terrà conto delle esigenze di grandi capacità di stoccaggio e di ubicazioni strategiche come l’implementazione di centri logistici.