AGOSTO 2024 PAG. 12 - Idrogeno: prospettive e sfide nei vari settori di trasporto

 

L’idrogeno sta emergendo come una delle soluzioni più promettenti per la decarbonizzazione dei settori del trasporto terrestre, marittimo e aereo. L’adozione dell’idrogeno in questi ambiti non è solo una questione di transizione verso un’energia più pulita, ma anche un’enorme sfida tecnica e infrastrutturale che richiede innovazioni in vari campi, dalla produzione e stoccaggio, alla distribuzione e utilizzo.

Trasporto terrestre: veicoli a celle a combustibile

Nel settore del trasporto terrestre, i veicoli a celle a combustibile (FCV - Fuel Cell Vehicles) sono al centro delle attenzioni. Questi veicoli utilizzano l’idrogeno come combustibile per alimentare un motore elettrico, emettendo solo vapore acqueo come sottoprodotto. Le celle a combustibile funzionano attraverso una reazione elettrochimica tra idrogeno e ossigeno, che genera elettricità per alimentare il motore del veicolo.

Sfide Infrastrutturali: un altro ostacolo significativo è l’infrastruttura di rifornimento. La densità energetica dell’idrogeno per volume è inferiore a quella dei combustibili fossili, richiedendo serbatoi di stoccaggio ad alta pressione (fino a 700 bar) o sotto forma liquida, a temperature estremamente basse (-253°C). Questo pone sfide sia in termini di sicurezza che di costo per la creazione di una rete di stazioni di rifornimento. In Europa, progetti come “H2 Mobility” mirano a costruire una rete capillare di stazioni di rifornimento di idrogeno entro il 2030, ma attualmente l’accesso è ancora limitato a specifiche aree geografiche.

Settore marittimo: idrogeno e ammoniaca per la propulsione

Nel settore marittimo, l’idrogeno è considerato un’opzione per la propulsione delle navi, soprattutto in combinazione con altre tecnologie come l’ammoniaca, che può fungere da vettore energetico per l’idrogeno. L’idrogeno può essere utilizzato direttamente in motori a combustione interna modificati o in celle a combustibile per alimentare motori elettrici. Un esempio innovativo è il motore marino dual-fuel sviluppato dalla joint venture BeHydro, che può funzionare sia a idrogeno che a combustibili tradizionali, rappresentando un passo importante verso la riduzione delle emissioni nel settore navale. Questo motore ha ricevuto l’approvazione preliminare da Lloyd’s Register, una delle principali società di classificazione marittima, dimostrando che le tecnologie a idrogeno stanno iniziando a ricevere riconoscimenti normativi essenziali per la loro adozione commerciale.

Stoccaggio e trasporto di idrogeno a bordo: l’idrogeno può essere stoccato a bordo sotto forma di gas compresso o come liquido criogenico. Tuttavia, entrambe le opzioni presentano sfide significative: il gas compresso richiede serbatoi estremamente robusti e pesanti, mentre l’idrogeno liquido necessita di sistemi di isolamento avanzati per mantenere la temperatura necessaria. Un’alternativa promettente è l’uso dell’ammoniaca, che può essere decomposta a bordo per produrre idrogeno. L’ammoniaca, essendo liquida a temperatura ambiente, è più facile da maneggiare e stoccare rispetto all’idrogeno puro.

Idrogeno per la propulsione aeronautica

L’aviazione è probabilmente il settore più sfidante per l’adozione dell’idrogeno, ma anche quello con il maggiore potenziale di riduzione delle emissioni. Airbus sta guidando gli sforzi in questa direzione, con l’ambizioso progetto di sviluppare un aereo a idrogeno operativo entro il 2035. Gli aerei a idrogeno potrebbero utilizzare celle a combustibile per alimentare motori elettrici o bruciare idrogeno in motori a turbina modificati. Le celle a combustibile sono ideali per i voli regionali a corto raggio, mentre la combustione diretta dell’idrogeno potrebbe essere più adatta per i voli a lungo raggio, in cui la densità energetica è cruciale.

Airbus ha già presentato concept per tre tipi di aerei a idrogeno: un turboelica regionale, un jet a corto-medio raggio e un aereo con configurazione “blended wing body”. Questi progetti mirano a testare diverse architetture e configurazioni per identificare la soluzione ottimale per i vari segmenti del mercato aeronautico. Parallelamente, compagnie come ZeroAvia stanno lavorando su motori a celle a combustibile per piccoli aerei, con l’obiettivo di rendere il volo a zero emissioni una realtà nel prossimo decennio.

La strada verso la sostenibilità

L’idrogeno rappresenta una delle soluzioni più promettenti per la decarbonizzazione dei trasporti, ma la sua adozione su larga scala richiede di superare notevoli sfide tecnologiche e infrastrutturali. Nel trasporto terrestre, la diffusione dei veicoli a celle a combustibile dipenderà dall’espansione dell’infrastruttura di rifornimento e dalla riduzione dei costi di produzione delle celle a combustibile. Nel settore marittimo, l’idrogeno e l’ammoniaca potrebbero trasformare la propulsione navale, ma richiedono innovazioni nel campo dello stoccaggio e della sicurezza. Infine, nell’aviazione, l’idrogeno potrebbe rappresentare il futuro della propulsione aerea, ma solo se saranno risolti i problemi legati alla densità energetica e alla criogenia.

Il 2024 sarà un anno decisivo per l’idrogeno, con numerosi progetti pilota che potrebbero fornire dati essenziali per l’adozione su larga scala. Tuttavia, il successo dipenderà dalla collaborazione tra governi, industrie e comunità scientifica per affrontare le sfide tecniche e garantire che l’idrogeno possa contribuire in modo significativo alla lotta contro il cambiamento climatico.

L’Italia e i progetti sull’idrogeno

L’Italia sta facendo progressi significativi nell’adozione dell’idrogeno come fonte di energia pulita, con diversi progetti strategici che mirano a posizionare il paese come leader nella transizione energetica europea:

Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima (PNIEC)

Il PNIEC stabilisce obiettivi ambiziosi per la riduzione delle emissioni e l’incremento delle energie rinnovabili entro il 2030. Tra le strategie previste, l’idrogeno gioca un ruolo centrale, soprattutto per la decarbonizzazione dell’industria pesante e del settore dei trasporti. Il piano prevede investimenti significativi per sviluppare un’infrastruttura nazionale di produzione, stoccaggio e distribuzione dell’idrogeno.

Progetto Valle Idrogeno  

Uno dei progetti più ambiziosi è il “Progetto Valle Idrogeno” in Valcamonica, promosso da Edison e Snam. Questo progetto mira a creare un distretto industriale sostenibile, utilizzando l’idrogeno verde prodotto da energie rinnovabili per alimentare le industrie locali.

Hydrogen Valley di Milano

La Hydrogen Valley di Milano, sviluppata dal Politecnico di Milano in collaborazione con aziende come ENI, è un progetto pilota che mira a trasformare il capoluogo lombardo in un hub per l’innovazione e la ricerca sull’idrogeno. Qui, si stanno testando tecnologie avanzate di produzione e stoccaggio, con l’obiettivo di creare un modello replicabile in altre città italiane.

Il ruolo di Fincantieri e Ansaldo Energia

Nel settore marittimo, Fincantieri e Ansaldo Energia stanno lavorando su progetti per l’integrazione dell’idrogeno nelle navi da crociera e nelle unità offshore. L’obiettivo è sviluppare sistemi di propulsione ibrida che combinano l’idrogeno con altre fonti di energia rinnovabile, riducendo così l’impatto ambientale delle navi.

Collaborazioni Internazionali

L’Italia è anche coinvolta in diverse collaborazioni internazionali per la promozione dell’idrogeno. Tra queste, spicca la partecipazione al progetto europeo “Hydrogen Backbone”, che mira a creare una rete transnazionale di infrastrutture per il trasporto di idrogeno, con l’obiettivo di favorire l’integrazione dei mercati energetici europei.

Maurizio De Cesare