Idrogeno come carburante: una componente necessaria per raggiungere le zero emissioni

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Come Leader Europeo nella fornitura di soluzioni tecniche per la mobilità responsabile, TSG lavora in visione di un mondo più sostenibile. Per raggiungere tale obiettivo, lo sviluppo delle energie rinnovabili è di grande importanza.

Parlando di mezzi per il raggiungimento dell’obiettivo zero emissioni di carbonio (prefissate per il 2050) non ci sono dubbi che l’idrogeno giocherà un ruolo importante. Nei prossimi anni, l’elettrificazione guiderà la decarbonizzazione del mondo, con il supporto di TSG ed in particolare di TSG Charge. Al contrario, sul lungo termine, ha un potenziale superiore, nella decarbonizzazione della società, la rivoluzione dell’idrogeno.
In questo articolo, spiegheremo come funziona l’alimentazione di veicoli ad idrogeno, quali sono i vantaggi e quali sono gli attuali sviluppi in questo settore.

Cos’è l’idrogeno?

Per prima cosa, è importante sapere che l’idrogeno è un vettore energetico e non una fonte energetica. I vettori energetici permettono il trasporto di energia, in un formato usufruibile, da un posto all’altro. L’idrogeno, come l’elettricità, è un vettore energetico che deve essere ricavato da un’altra sostanza.

L’idrogeno può essere prodotto da una vasta gamma di risorse domestiche come: gas naturale, biomasse ed energie rinnovabili come quella solare ed eolica che possono essere prodotte in diverse modalità. I metodi più comuni sono: il reforming del gas naturale (processo termico) e l’elettrolisi dell’acqua. Altri metodi includono processi solari e biologici.

  • Reforming del gas naturale
    Questa tecnologia consiste nella reazione tra metano e acqua per ottenere un gas che contiene idrogeno. Questa è la tecnologia maggiormente utilizzata nel processo di produzione dell’idrogeno. Le fonti sono gas naturale e biogas.
  • Elettrolisi dell’acqua
    Questa tecnologia prevede la separazione delle componenti della molecola d’acqua (H2O) che è formata da due atomi di idrogeno (H) e uno di ossigeno (O). La fonte energetica è l’acqua che, sottoposta a una corrente elettrica, attraverso due elettrodi, di dissocia in ossigeno e idrogeno gassoso. La corrente elettrica dissocia la molecola d’acqua per formare diidrogeno (H2) e diossigeno (O2). L’elettrolisi stessa non rilascia CO2. Se per ottenere questo processo, si utilizza una corrente elettrica prodotta da fonti che non emettono CO2 (energie rinnovabili come l’energia solare) allora l’idrogeno si otterrà senza alcuna emissione di gas serra. L’elettrolisi, prodotta con elettricità rinnovabile, è quindi una tecnologia più green, conosciuta anche come idrogeno verde.

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I diversi colori dell’idrogeno

Le differenti modalità di ricavare idrogeno, danno luogo a molti tipi o “colori” di idrogeno. Qui sotto troverai una panoramica dei diversi tipi di idrogeno.

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Fonte: Global Energy Infrastructure

 

Quali sono I vantaggi nell’utilizzo dell’idrogeno come carburante?

Usare l’idrogeno come carburante comporta molti vantaggi. I più importanti sono:

  1. La sola emissione di acqua
    Uno dei vantaggi dei veicoli ad idrogeno è che l’unica emissione prodotta dal tubo di scappamento è acqua pura e potabile. Ciò significa che se l’energia utilizzata per ottenere l’idrogeno è sostenibile, questo carburante è totalmente green e noto come idrogeno verde.
  2. L’idrogeno ha una maggiore densità energetica
    Un altro vantaggio dell’idrogeno rispetto alle batterie è che è maggiormente energetico; questo significa che con un sistema di stoccaggio ad alta pressione, occorre un minor volume di sostanza per percorrere, con il veicolo, la stessa distanza.
  3. Il rifornimento è più veloce
    Un terzo vantaggio è che il tempo necessario per rifornire un mezzo ad idrogeno è minore rispetto a quello necessario per un veicolo elettrico
  4. Conservare le eccedenze
    L’idrogeno consente di stoccare il surplus di energia prodotta

Continuo sviluppo di soluzioni ad idrogeno

Una questione riguarda però quanta energia occorre per ottenere idrogeno. Attualmente, l’energia emessa per produrre idrogeno è maggiore rispetto alla quantità prodotta. Questo si verifica perchè quando si produce idrogeno, l’energia elettrica viene convertita in materia. Quest’ultima viene poi riconvertita in energia elettrica, operazione che richiede più passaggi e trasformazioni rispetto allo stoccaggio di energia elettrica in batterie al litio.
Il mercato dell’idrogeno è tuttavia ancora in fase di sviluppo e si stanno pensando nuove idee e progetti per risolvere i problemi attuali. Un’innovazione nel mercato dell’idrogeno è l’idrogeno liquido. L’idrogeno che è trasportato e stoccato nelle stazioni di servizio, è solitamente in forma gassosa. Al momento, alcuni impianti ad idrogeno sono già stati convertiti ad una forma liquida, chiamata LH2. LH2 permette una maggiore produttività e minori rischi nel trasporto. Questa tecnologia potrebbe essere una soluzione a supporto del consumo quotidiano che aumenterà in maniera significativa nei prossimi anni. LH2 è ancora in una fase relativamente iniziale di sviluppo.

L’idrogeno è particolarmente interessante per il settore dei trasporti pesanti.
Guardando alla combinazione tra vantaggi e criticità, il carburante ad idrogeno diventa particolarmente interessante per il settore dei trasporti pesanti, in quanto interessa un alto volume di veicoli che percorre grandi distanze. In particolare, quando le esigenze logistiche sono vincolanti (alto chilometraggio, alto carico utile richiesto e limitato tempo per la ricarica), l’idrogeno è la soluzione a zero emissioni più adatta.
I camion ad idrogeno avranno caratteristiche operative molto simili a quelle dei mezzi diesel. I primi modelli sperimentali possono coprire dai 400 agli 800 km tra i due rifornimenti, e i modelli proposti nella seconda metà del decennio, dovrebbero superare i 1000 km di autonomia, permettendo la stessa frequenza di rifornimento dei modelli a carburante tradizionale. Inoltre, il tempo necessario per la ricarica potrebbe essere simile a quello dei veicoli a combustione interna, con tempi di ricarica di circa 30 minuti, che si potrebbero, potenzialmente, ridurre a dieci.
La transizione di questo settore verso l’utilizzo del solo combustibile idrogeno, avrebbe un impatto significativo sulla riduzione delle emissioni di carbonio nel mondo.

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Il future richiede un’adeguata infrastruttura di stazioni ad idrogeno

Come sta succedendo in Europa per i veicoli elettrici, per permettere che l’idrogeno diventi un carburante standard per il settore dei trasporti, il prezzi della risorsa e dei veicoli devono essere accessibili. Ma, cosa ancora più importante, occorre un’adeguata infrastruttura di stazioni di rifornimento ad idrogeno per il rifornimento del veicolo e continuare a viaggiare.
Il grafico sottostante, che è tratto da Hydrogen Roadmap of the European Commission (2017) riassume le prospettive di crescita del numero di stazioni H2 (=HRS).

grafico

Soluzioni ad idrogeno su misura con TSG Gas

TSG contribuisce alla rete infrastrutturale europea per l’idrogeno, offrendo il suo know-how nella fornitura si soluzioni per una mobilità responsabile.
TSG Gas offre una pulita ed efficiente alternativa ai carburanti tradizionali. Forniamo soluzioni ad idrogeno su misura che includono la progettazione, l’installazione e la manutenzione dell’impianto ad idrogeno. Vi occorrono maggiori informazioni sui nostri servizi?

 

 

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