Premessa: Quando si parla di ambiente e salute, NON voglio essere politically correct 

Quando si affronta il tema dell’idrogeno come vettore energetico, occorre essere precisi sulle modalità d’impiego.

Usare l’idrogeno per accumulare energia può essere conveniente in alcuni casi o a seconda del macchinario o veicolo che si vuole alimentare. Potrebbe essere sostenibile, ad esempio, in futuro per alimentare grandi navi che devono affrontare lunghissimi percorsi, per le acciaierie ed alcuni treni. Per alimentare invece le case, gli aerei, i traghetti, le auto e i mezzi di trasporto pesanti su gomma, si sta già puntando su altre tecnologie, con batterie agli ioni di litio sempre più competitive, sostenibili e riciclabili o tecnologie provvisoriamente ibride.

Nel momento in cui scrivo, ci sono accesi dibattiti sull’idrogeno: è ormai diventato argomento politico e ci sono delle motivazioni enormi per cui le opinioni sono spesso molto divergenti sul tema. Ragioni geopolitiche, economiche, industriali, tutte con un unico comune denominatore: cercare di far sopravvivere il più possibile le tecnologie e le filiere che per decenni hanno dominato il settore dell’energia in Italia e nel mondo.  Non dimenticate che chi produce petrolio, produce anche metano, guarda caso. E dal metano si ricava l’idrogeno.

Analizziamo il tema da un punto di vista scientifico, tecnologico e pratico. Oramai tutti i professionisti del settore concordano che l’idrogeno come vettore energetico per le automobili, ad esempio, è sconveniente, perché inutilmente inefficiente e costoso, oltre che più inquinante rispetto all’auto elettrica alimentata esclusivamente da batterie agli ioni di litio di ultima generazione, se consideriamo tutto il ciclo di produzione e di vita di queste tecnologie. Perché allora alcuni politici e scienziati, (specie quelli assoldati dalla politica), insistono con l’idrogeno?

Perché l’idrogeno può aiutare a far sopravvivere i combustibili fossili, in particolare il metano e tutte le filiere annesse.

L’idrogeno, benché sia l’elemento più diffuso dell’universo, non si trova già disponibile in natura: deve essere ricavato dall’acqua per idrolisi: H₂O, dove H sta per idrogeno e O sta per ossigeno. O dal metano (steam reforming): CH_4, Carbonio e idrogeno.

Per separare e isolare l’idrogeno dall’acqua o dal metano serve energia, tanta energia, e ricavarlo dall’acqua è molto più sostenibile che ricavarlo dal metano, per ovvi motivi. Il metano va estratto in gran parte dal sottosuolo per essere competitivo. L’idrogeno ricavato dal metano si chiama idrogeno blu ed è meno costoso che estrarlo dall’acqua (idrogeno verde). Ecco perché quando si parla di idrogeno, gran parte degli attori della filiera dei combustibili fossili si sfrega le mani. Saranno coloro che ci guadagnano, producendo idrogeno blu.

Diciamolo chiaramente, ci sono miliardi di miliardi di euro di giro di affari che ruotano attorno all’energia nel mondo, l’energia è un bene di prima necessità, il più importante assieme all’acqua, e la domanda è gigantesca.

Quando si parla quindi di auto a idrogeno, o di idrogeno in generale come vettore energetico, bisogna sempre tenere a mente quali sono gli interessi economici che vi ruotano attorno e chi sono gli attori interessati. Qualcuno direbbe che occorre seguire l’odore dei soldi. Stiamo parlando per la gran parte di aziende che per decenni hanno distrutto il nostro pianeta. L’interesse che muove queste aziende è prettamente economico, non hanno alcun interesse per l’innovazione, la salvaguardia dell’ambiente e della salute pubblica, e nemmeno per la salvaguardia dei portafogli dei cittadini. Lo dimostra la storia, qui non si tratta di opinioni ma di numeri ed è con i numeri che voglio affrontare questo argomento.

 

L’idrogeno spiegato con i numeri

 

Produzione

Esistono solo 2 centri di produzione di idrogeno verde in Europa, ovvero ricavato dall’acqua, ciascuno dei quali può produrre circa 350 kg di idrogeno al giorno. Un pieno per un’auto a idrogeno necessita di circa 6kg di idrogeno.

Pertanto ad oggi si può fare il pieno di idrogeno verde a circa 100 auto al giorno o poco più, in tutta Europa.

Per produrre 1 kg di idrogeno occorrono 63 kWh di energia elettrica e ben 10 litri d’acqua dolce.

Per fare il pieno ad un’auto a idrogeno occorre quindi un dispendio energetico di 6×63 kWh = 380 kWh di energia elettrica. Quasi 4 volte di più di quella che serve per fare il pieno alla più grande auto elettrica attualmente in circolazione, a parità di km di autonomia: Tesla Model X da 100 kWh di batteria.

Questo enorme dispendio energetico è dovuto sia alla scissione dell’idrogeno dall’ossigeno, sia alla compressione dell’idrogeno da 100 bar a 700 bar affinchè possa essere immagazzinato all’interno del serbatoio un’autovettura a idrogeno. In più, attenzione: non si può usare acqua qualsiasi per produrre idrogeno, deve essere accuratamente condizionata e purificata.

In definitiva, l’idrogeno per la tua auto non puoi produrlo da solo, a differenza dell’energia elettrica. E’ questo uno dei principali motivi per cui ci sono enormi interessi ad evitare che l’auto elettrica possa sostituire le auto a combustione. Qualora ciò avvenga, (e sta già avvenendo), l’ultima possibilità che le lobby del petrolio hanno per evitare che tu possa renderti energeticamente indipendente, è provare a “rifilarti” un’auto elettrica alimentata a idrogeno blu, che costa un po’ meno di quello verde, in modo che possano riuscire a mantenere il controllo e continuare a venderti l’energia per muoverti.

Produrre idrogeno dal gas metano inoltre è molto più inquinante e ci rende ancora più dipendenti, infatti l’Italia in particolare non produce gas metano in quantità sufficiente, ma lo acquista dall’estero.

Distribuzione

Per costruire una stazione di ricarica a idrogeno verde occorrono quasi 2 milioni di euro e necessita di parecchi interventi di manutenzione, oltre al costo di un operatore necessario per il rifornimento. Una stazione di ricarica superfast per auto elettriche invece costa circa 100 mila euro ed ha bassissimi costi di manutenzione oltre a non esserci la necessità di alcun operatore. Ci sono pochissime stazioni di rifornimento a idrogeno in Europa quindi, in Italia ce n’è solo una a Bolzano. In tutto il mondo se ne contano qualche decina.

Due di queste stazioni di rifornimento a idrogeno sono esplose, una in Norvegia e una in Giappone, al punto che sono state anche sospese le vendite di auto idrogeno per lunghi periodi. Non c’è da stupirsi che il tasso di esplosione delle stazioni di rifornimento sia così elevato, l’idrogeno è un gas di per sè molto instabile, infiammabile ed esplosivo, quindi pericoloso. Per farti capire meglio quanto sia delicato da utilizzare l’idrogeno, per fare da soli rifornimento presso una stazione di rifornimento a idrogeno, occorre fare un corso di formazione e ottenere un patentino di idoneità.

La catena di distribuzione e di produzione dell’idrogeno è molto simile a quella dei combustibili fossili, occorrono autocisterne speciali su rotaia e su gomma per trasportarlo presso i distributori con diversi rischi di sicurezza e delle vere e proprie centrali di produzione, come le raffinerie di petrolio. L’idrogeno, quindi, non è vicino a una rivoluzione energetica quanto è invece vicino alla conservazione del sistema attuale di produzione e distribuzione dei combustibili fossili, checché ne dica chi sostiene che l’idrogeno è rivoluzionario, affermando che sia “il vettore energetico delle auto del futuro”. Niente di più falso.

Consumo

1kg di idrogeno costa al consumatore poco più di 13 euro, pertanto per fare il pieno alla vettura occorrono circa 80 euro e ben 60 litri d’acqua dolce per produrlo. L’autonomia di un’auto a idrogeno è di circa 600 km teorici, che diventano circa 400 km reali percorrendo l’autostrada a 120km/h. Per percorrere 100km in autostrada occorrono quindi 20 euro di idrogeno. Tutto questo perché l’efficienza dell’auto a idrogeno è inferiore al 30%. Persino più bassa di alcune auto diesel.

Fare il pieno ad un’auto elettrica di pari autonomia costa dai 15 ai 30 euro a seconda se la si ricarica a casa o con abbonamenti presso le stazioni di ricarica veloci. Pertanto con l’auto elettrica si percorrono 100 km con circa 3/4 euro, massimo 7 euro, se l’energia viene acquistata, molto meno se l’energia viene auto prodotta con il fotovoltaico a casa, parliamo di circa 0,5 euro ogni 100 km, considerati gli attuali incentivi sul fotovoltaico.

Per completare un rifornimento di idrogeno occorrono dai 5 ai 10 minuti se consideriamo anche la prassi di ingresso presso la stazione di servizio e l’autenticazione con la verifica del patentino di idoneità. All’incirca lo stesso tempo di rifornimento a cui mirano i costruttori di auto elettriche entro i prossimi 5 anni.

Presso le stazioni di ricarica per auto elettriche Tesla Supercharger V3 da 250 kW di potenza e Ionity da 350 kW siamo già oggi molto vicini a queste tempistiche. L’unico vero vantaggio immediato quindi dell’auto a idrogeno, ossia la velocità di rifornimento, è praticamente ormai superato, soprattutto se consideriamo che una presa elettrica è pressoché ovunque e ci permette di ricaricare l’auto elettrica a casa o a lavoro quando è ferma, mentre per raggiungere la rete di distributore di auto a idrogeno, anche nell’eventuale futuro, vista la lentezza della sua espansione, occorrerà fare molti km, quindi perdere molto tempo.

Per acquistare un’auto a idrogeno di fascia media o medio/alta occorrono circa 70.000 euro. Circa il doppio rispetto a un’auto elettrica a batterie di pari categoria.

L’auto a idrogeno è molto meno potente di un’auto elettrica alimentata con batterie agli ioni di litio, sia per i cavalli, sia per la coppia e la velocità, perché la potenza istantanea erogabile è molto inferiore. Parliamo di circa un quarto  della potenza di un’auto elettrica a batterie. Di conseguenza è molto meno divertente da guidare rispetto all’auto elettrica a parità di prezzo. Con circa 200 kg di fuel cell si hanno a disposizione al massimo 100 kW di potenza.

In definitiva, l’auto a idrogeno consuma molto di più per avere molta meno potenza, perché è poco efficiente.

Non è un caso che quelle rarissime auto a idrogeno in circolazione siano per lo più state donate ad aziende o enti per scopi dimostrativi.

Manutenzione

La manutenzione di un’auto elettrica a batterie è pressoché nulla sul powertrain, al punto che per Tesla, ad esempio, non ci sono tagliandi obbligatori da fare, a parte gli usuali controlli su freni e gomme. Con l’auto a idrogeno cambia tutto: le manutenzioni ci sono e sono costose, si parla di migliaia di euro. Perché?

L’idrogeno è un gas molto particolare che arriva anche a trasudare attraverso i metalli e corrode le giunzioni. Le fuel cell sono pesanti e allo stesso tempo molto delicate, la manutenzione è affidata a manutentori ad alta specializzazione e vanno anche sostituite. Ci sono poi i filtri che vanno sostituiti perché servono a purificare l’aria che permette all’idrogeno di reagire con l’ossigeno.

Questa è un’altra caratteristica delicata delle auto a idrogeno: se per qualsiasi ragione l’aria esterna che deve reagire con l’idrogeno non è pura perché i filtri non lavorano bene o per qualche difetto accidentale, l’auto a idrogeno può subire dei danni, l’aria contaminata “distrugge” le membrane PEM. Anche quando l’auto è ferma, ci sono costosi serbatoi di fibre composite che si logorano, come qualsiasi materiale sottoposto a contrazioni e dilatazioni; il nafion, che svolge funzione di ossidoriduzione, utile al funzionamento delle fuel cell, si deteriora, così come il catodo.

Attenzione, l’auto a idrogeno è comunque un’auto elettrica ed ha anche le batterie al litio, anche se con meno celle, quindi l’auto a idrogeno non elimina le batterie al litio, né sostituisce i motori elettrici. Possiamo in definitiva definire l’auto a idrogeno un’auto elettrica inutilmente più complicata e costosa.

Conclusioni

L’auto a idrogeno è un progetto vecchio (2014) e chi ha investito su questa tecnologia, come ad esempio Toyota, è stato del tutto preso in contropiede dall’accelerazione incredibile che Elon Musk con Tesla ha dato alla tecnologia delle auto elettriche. Per tutte le ragioni su esposte, quasi tutti i produttori di auto hanno scelto di non produrre auto a idrogeno ed hanno puntato sulle auto elettriche per abbattere le emissioni inquinanti e restare quindi competitive sui mercati.

Sono stati praticamente obbligati a questa scelta dalle normative sempre più stringenti in tema di emissioni che li indurrà gradualmente a non produrre più nemmeno auto a combustione. Qualsiasi auto a combustione infatti, benzina, diesel, metano, gpl, non riuscirebbe ad essere economicamente e tecnologicamente sostenibile per ottemperare agli imminenti standard di emissioni Euro 7.

Non per ultimo, l’auto a idrogeno ha un bilancio di emissioni di Co2 pari a quello delle auto termiche, non porta quindi alcun vantaggio all’ambiente.

L’auto elettrica in definitiva sarà praticamente la sola tecnologia ad essere commercializzata su larga scala nel prossimo futuro, non lo dicono le opinioni, ma i numeri.

 

Video di approfondimento: