L'idrogeno nel futuro del trasporto pesante?

L'elettrificazione dei trasporti è in pieno sviluppo per quanto concerne il trasporto provato: autovetture ibride ed elettriche sono ormai comuni in tutta Europa.
In alcuni paesi nordici il parco circolante a zero emissioni è addirittura prossimo al 50% del totale. Per quanto concerne il trasporto pesante, la questione è decisamente più complessa.
I possenti autoarticolati per il trasporto merci necessitano di un'autonomia molto estesa e di rapidi rifornimenti per rispettare rigide tabelle di marcia. Inoltre, la presenza di motori elettrici abbinati ad enormi batterie per ottenere un esteso raggio d'azione a km zero si tradurrebbe in un aumento di peso vertiginoso. In questo contesto, la propulsione elettrica abbinata all'alimentazione a idrogeno per la ricarica delle batterie sembra essere un terreno percorribile: diversi marchi di prima grandezza sono impegnati in approfonditi test in questa direzione. Ad esempio, la joint venture Hydrogen Mobility Germany GmbH (HHMG) è impegnata da anni nello sviluppo della motrice alimentata ad idrogeno Hyundai Xcient. Nei piani di HHMG c'è l'ingresso in tempi brevi nel mercato dei veicoli commerciali alimentati a idrogeno in Germania e successivamente in altri paesi dell'Unione Europea. Al fine di stabilire un ecosistema di idrogeno nel paese, HHMG gestirà le vendite sul mercato locale e il servizio clienti. Si tratta quindi di un progetto davvero concreto, non di sterili test lontani da applicazioni concrete ed un futuro produttivo e commerciale. I camion Xcient Fuel Cell che saranno consegnati sono dotati di un sistema di celle a combustibile a idrogeno da 180 kW con due pile di celle a combustibile da 90 kW, offrendo livelli di affidabilità ed efficienza adattate alle esigenze dei clienti della flotta commerciale. Il motore elettrico da 350 kW con coppia massima di 2.237 Nm consente prestazioni di guida dinamiche. I sette grandi serbatoi di idrogeno di Xcient Fuel Cell offrono una capacità di stoccaggio combinata di circa 31 kg di carburante, mentre un set di tre batterie da 72 kWh agisce da ulteriore fonte di energia. L'autonomia massima è di circa 400 km per carica. Il rifornimento di idrogeno richiede dagli 8 ai 20 minuti circa, a seconda della temperatura ambientale.
A questo punto vale la pena di approfondire in termini semplici e comprensibili come funziona un propulsore a idrogeno.
In un camion a idrogeno, il gas viene immagazzinato in apposite bombole in forma liquida ad alta pressione. L'idrogeno viene poi iniettato in una pila a combustibile meglio nota come "fuel cell". Nella cella a combustibile, cuore pulsante del sistema, avviene la reazione elettrochimica che genera elettricità per la ricarica delle batterie ed emette come "scarto" acqua pura. In sintesi, zero emissioni di CO2. La pila a combustibile riceve due flussi in entrata: dal polo positivo l’ossigeno e dal polo negativo l’idrogeno. Il catalizzatore all'interno nel motore a idrogeno provoca la separazione degli elettroni dal nucleo: questa reazione sprigiona energia elettrica. Gli elettroni si spostano verso il polo positivo e si uniscono agli atomi di ossigeno, che ricevono una carica negativa. La reazione generata dell’idrogeno e dall’ossigeno dà vita ad una reazione chimica il cui prodotto finale è, come accennato in precedenza, semplice acqua.
Sarà proprio vapore acqueo ad uscire dallo scarico della vettura, immesso nell’atmosfera da autovetture, furgoni e motrici a idrogeno. Città popolate da vetture e veicoli commerciali alimentati a idrogeno godrebbero di un'aria decisamente più respirabile rispetto alle metropoli di oggi: discorso analogo per i livelli di polveri sottili, sicuramente ridotti.
Abbiamo appurato come uno dei principali vantaggi dei motori a idrogeno rispetto ai propulsori elettrici alimentati da batteria con ricarica esterna sia insito nei tempi di ricarica ridotti. Questo vantaggio strategico dei motori a idrogeno verrebbe a mancare se esistesse il modo di ricaricare una vettura o un camion elettrico durante la marcia, senza bisogno di perdere tempo ed armeggiare con cavi e connettori... fantascienza? Assolutamente no!
Sono partite anche in Italia le sperimentazioni per la ricarica ad induzione lungo tratti autostradali appositamente attrezzati. Per ora si tratta di un anello di 1 km a Chiari, nei pressi della A35 Brebemi: un vero e proprio laboratorio ad alta tecnologia a cielo aperto dove quotidianamente "girano" una Fiat 500 elettrica, un bus Intercity Iveco e una Jeep Renegade appositamente modificate per raccogliere preziosi dati. A partire dal 2023 inizieranno i lavori sulla Brebemi vera e propria, destinata a diventare la prima autostrada con ricarica ad induzione d'Italia. L'ingente investimento per lo sviluppo di questa tecnologia risponde a precise logiche commerciali: ad esempio, chi guida un'auto elettrica predisposta per la ricarica ad induzione sarà indubbiamente portato a preferire la Brebemi rispetto all'A4.
Come funzionerà nel dettaglio questa autostrada ad alta tecnologia? Lungo corsie specifiche troveremo un innovativo sistema di bobine posizionato sotto l’asfalto, in grado di trasferisce l’energia necessaria direttamente a veicoli elettrici compatibili.
Questo tipo di ricarica è utilizzata da anni con grande successo e puntuale efficacia per smartphone, smartwatch, tablet e tanti altri dispositivi elettronici di larga diffusione.
Il potenziale di questa innovativa infrastruttura di ricarica “invisibile” è davvero enorme: la diffusione delle autostrade con ricarica ad induzione potrebbe dare alla vendita di autovetture e camion elettrici una spinta propulsiva senza precedenti.
Quando si parla di mobilità elettrica, la maggiore perplessità dei potenziali acquirenti è legata all'ansia di raggio, ovvero alla paura di rimanere “a secco” lontano da una colonnina di ricarica.
C'è poi il tema dei tempi di ricarica: seppur in rapida diminuzione grazie alla diffusione di colonnine rapide, fare “il pieno di elettroni” richiede sicuramente più tempo di un rifornimento di carburante, questione di pochi minuti. La ricarica ad induzione elimina in un colpo solo entrambi i talloni d'Achille di auto e camion elettrici: la ricarica avverrebbe lungo determinati tratti ben definiti, consentendo di programmare lunghi viaggi senza aver paura di trovare una colonnina, e soprattutto di trovarla libera. Inoltre la ricarica a induzione non richiederebbe nemmeno una sosta di pochi istanti, in quanto avverrebbe con la vettura in movimento, durante la marcia del veicolo stesso. Il concetto di viaggio su strada cambierebbe per sempre.