Energia da Idrogeno in Italia: Conviene Investire e Comprare Auto ad Idrogeno?

Le energie rinnovabili sono in ampia evoluzione, rappresentando il 34% dell’elettricità totale in Europa e una forte crescita negli ultimi anni pari al 90% dell’aumento totale. Tra queste vi è l’energia a idrogeno, proveniente dall’elemento chimico più abbondante e leggero sulla Terra, inesauribile, rinnovabile e senza impatto ambientale.

L’energia all’idrogeno è impiegata come carburante alternativo per i settori chimico, elettronico, aeronautico e dell’automotive, ma non essendo fruibile nella sua forma originale richiede determinati processi di produzione e stoccaggio. Cos’è e come funziona l’energia all’idrogeno? Conviene davvero?

Cos’è e come funziona l’energia all’idrogeno?

Parlando di energia all’idrogeno, si intende una fonte d’energia proveniente dall’elemento chimico più abbondante e leggero sulla terra, 14 volte più leggero dell’aria, presente nella molecola H2 in tutti gli esseri viventi e di natura organica. Come ogni forma rinnovabile, al contrario dell’energia fossile quella a idrogeno è:

  • Rinnovabile
  • Inesauribile
  • Pulita
  • Sempre disponibile

Questo perchè rappresenta circa il 90% degli atomi nell’universo, trovandosi inoltre nell’acqua, che copre il 70% della superficie terrestre. Il suo stato originale è gassoso, incolore, insapore e inodore, sempre a pressione atmosferica e temperatura ambiente, ma non essendo fruibile in questa forma va trattato attraverso due metodi:

  • Steam reforming, per convertire l’energia chimica del carbonio nei combustibili fossili in idrogeno tramite ossidazione da parte della molecola d’acqua, dissipando CO e CO2; il suo rendimento è fino all’80%
  • Elettrolisi dell’acqua, per convertire l’energia elettrica in idrogeno, tramite celle elettrolitiche su cui viene versata acqua, scomponendo le molecole al passaggio della corrente: il suo rendimento è di circa il 70%

Una volta terminato il processo di produzione avviene lo stoccaggio, che può svolgersi in diverse modalità:

  • Gas a pressione, che per l’alto volume dell’idrogeno richiede serbatoi di grandi dimensioni;  è il metodo più comune ed economico
  • Gas liquefatto, immagazzinato e trasportato allo stato liquido in contenitori isolati a temperatura -253°C; è il metodo più pericoloso e costoso ma più efficiente
  • Idruri chimici, come ammoniaca, sodio boroidruro o metilcicloesano, per ridurre la volatilità dello stato liquido e gassoso; possono acquisire e cedere idrogeno reversibilmente
  • Idruri metallici, per trattenere idrogeno reversibilmente, venendo rilasciato a pressioni e temperature differenti in funzione della lega usata
  • Nanotubi, micro-conduttori in carbonio o silicio che assorbono fino al 4,2% del peso dell’idrogeno rilasciandolo a temperatura ambiente; è uno dei metodi più moderni e in fase di sperimentazione
  • Materiali adsorbenti, per trattenere ioni d’idrogeno sulla loro superficie beneficiando di densità più contenute; è un metodo innovativo in sperimentazione

Largamente apprezzato come carburante alternativo ai prodotti petroliferi, il suo utilizzo risale agli inizi del Novecento col combustibile Towngas, composto dal 50% di idrogeno, ma nel terzo millennio è sempre più impiegato nell’industria chimica, elettronica, siderurgica e petrolifera in stato sia liquido che gassoso.

Energia da Idrogeno in Italia: Conviene Investire e Comprare Auto ad Idrogeno?
Immagine sopra: uno schema di un esempio di energia da idrogeno

Come funziona e quanto costa un’automobile a idrogeno?

Utilizzato anche come carburante per le navette NASA dal 1962, l’energia all’idrogeno vede un impiego crescente anche nel settore automotive. Chiamate anche HICEV (Hydrogen Internal Combustion Engine Vehicle), le auto all’idrogeno sono alimentate da silenziosi motori elettrici che convertono l’energia chimica in meccanica attraverso una cella di combustione, dotata di due elettrodi: l’anodo, positivo, e il catodo, negativo, che alimentano un serbatoio simile a quello della benzina.

Considerando modelli come la Hyundai Nexo o la Toyota Mirai, il prezzo medio per un’automobile a idrogeno può aggirarsi dai 50.000 ai 70.000 euro, cifre particolarmente alte che riguardano anche i rifornimenti: compreso di ogni onere fiscale, l’idrogeno può costare circa 13,7 euro/Kg e, considerando la capacità dei serbatoi di 6-7 chilogrammi, un pieno può costare dagli 82,2 ai 95,9 euro, garantendo un’autonomia fino a 800 chilometri. I tempi di rifornimento, invece, sono in media di 5 minuti.

Auto ad energia all’idrogeno, la situazione italiana

Secondo il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano – Bicocca, al 2020 in Italia sono state vendute solamente 2 auto a idrogeno (di cui una per Papa Francesco), rispetto alle 7 del 2019. Numeri risibili rispetto ad altri paesi esteri, in particolare ai 1.500 modelli di Toyota Mirai venduti nel 2019 negli Stati Uniti.

Motivo principale sta, oltre che nei costi, nella scarsità di stazioni di rifornimento presenti sul territorio italiano, disponibili solamente in Trentino Alto Adige. Tuttavia, stando agli obiettivi del Piano Nazionale Mobilità a Idrogeno del comitato MH2IT, si prevedono in Italia 27.000 veicoli a idrogeno entro 2025 e 8,5 milioni entro il 2050, con 23.000 bus e 5.000 stazioni di rifornimento.

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Investire in energia a idrogeno conviene?

Germania, Paesi Bassi, Francia e Portogallo sono le nazioni europee che puntano maggiormente all’idrogeno come futuro standard di carburante, puntando alla decarbonizzazione totale del settore: secondo la visione strategica della Commissione Europea, al 2020 la presenza di carburante a idrogeno totale nel continente è del 2%, con previsione di crescita fino al 14% entro il 2050, l’installazione di 6 GW di elettrolizzatori entro il 2024 e 40 GW entro il 2030.

Investire sull’idrogeno può rappresentare un’opportunità sul lungo periodo, grazie all’evoluzione continua delle aziende del comparto, di cui le migliori:

  • Plug Power, società statunitense impegnata in sviluppo e costruzione di celle di combustione a idrogeno, per batterie convenzionali in attrezzature e mezzi da lavoro a elettricità come carrelli elevatori; ha una capitalizzazione di 23,4 miliardi di dollari
  • Ballard Power Systems, società canadese sviluppatrice di celle a idrogeno per attrezzature e mezzi semoventi da lavoro, mezzi pubblici o nautici; ha una capitalizzazione di 8,5 miliardi di dollari
  • Bloom Energy, società statunitense che produce celle di combustione per la generazione d’energia elettrica, con installazioni dalla capacità di 300 MW; ha una capitalizzazione di 4,7 miliardi di dollari e gode di sovvenzioni per l’economia green dal Governo statunitense

Come avviene con quelle solare ed eolica, anche per l’energia a idrogeno l’investimento riguarda una scelta obbligata sul lungo periodo, poiché rientra anch’essa in una transizione energetica irreversibile e dal valore di miliardi di dollari.

Acquistare una macchina a idrogeno conviene?

La possibilità di avere un motore a idrogeno sulla propria automobile comporta indubbiamente un elevato valore energetico, con conservazione nel tempo, e la presenza di energia pulita. Tra i principali punti di forza si possono notare:

  • Zero emissioni nocive, sostituite da vapore acqueo
  • Carburante atossico, senza pericoli per la salute
  • Sistemi di ricarica rapidi, più veloci rispetto agli elettrici e più versatili della benzina
  • Buona autonomia, maggiore rispetto ai veicoli elettrici
  • Silenzio a bordo, con piacere di guida
  • Poca manutenzione, con gestione passiva
  • Elevati standard di sicurezza, con misure in continuo sviluppo

E’ però importante ricordare i suoi punti di debolezza:

  • Investimento elevato, non alla portata di tutti
  • Pochi modelli disponibili, essendo un mercato ancora in sviluppo
  • Pochi distributori in Italia, con conseguente difficoltà di fare rifornimenti
  • Pieno costoso, con cifre che possono raggiungere le centinaia di euro
  • Autonomia ridotta, rispetto ai veicoli a benzina
  • Celle di combustione poco efficienti, in fase di ulteriori sviluppi
  • Necessità di combustibili fossili, per produrre carburante naturale
  • Altamente infiammabile, allo stato pre-lavorazione

A conti fatti, visto il suo stato evolutivo e la poca disponibilità sul mercato, acquistare un’auto a idrogeno è ancora particolarmente sconveniente: anche dopo anni di sperimentazioni, secondo IEA (International Energy Agency) al 2020 le vendite di tali modelli sono ferme a 11.200 unità, rispetto alle auto elettriche che hanno raggiunto quota 1,42 milioni. Sebbene non sia questo il momento migliore, vi è speranza in evoluzioni future e nuovi investimenti nel giro di pochi anni.

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