Bilancio globale – 10 / a – Quale futuro per l’Idrogeno?

Bilancio globale – 10 / a – Quale futuro per l’Idrogeno?


Qualche giorno fa una Giornalista d’inchiesta italiana specializzata in Alimentazione ricordava di aver visitato vent’anni fa il Centro Ricerche di una nota Casa Automobilistica tedesca e di aver visto già pronta e collaudata una vettura alimentata ad idrogeno. La Giornalista si domandava il motivo per il quale quell’automobile non sia stata messa in produzione e commercio, lasciando intendere il suo sospetto che le lobby dell’energia ne avessero bloccato lo sviluppo.

Certamente sul finire del secolo scorso c’era stata una grande attività di ricerca e sviluppo per i veicoli alimentati ad idrogeno, ed anche alcuni colossi della distribuzione d’energia avevano affiancato le case automobilistiche costruttrici. Parecchi prototipi diversi di automobile ad idrogeno erano perfettamente realizzati e collaudati. Tuttavia allo sviluppo tecnico non seguì quello produttivo e commerciale, così il progetto è rimasto nel cassetto ed il veicolo ad idrogeno è ancora il sogno non realizzato di molte persone. Ma non dobbiamo necessariamente essere sospettosi: è sempre opportuno analizzare i molti aspetti di un fenomeno per comprenderlo al meglio. Perché quella realizzazione non ha avuto un seguito? Dagli studi affrontati a cavallo dell’anno 2000 emerge come le tecniche di produzione e di utilizzo energetico dell’Idrogeno siano piuttosto complesse, così che risulta difficile una schematizzazione lineare delle loro qualità (ve ne sono di positive ed anche di negative). Dire che un fenomeno è “complesso” significa che esistono molteplici suoi aspetti interconnessi, così da non poter semplificare in modo univoco -magari con dei lapidari SÌ o NO- un giudizio obiettivo sulla sua bontà… nel nostro caso semplificare se e come e quanto la tecnologia dell’Idrogeno possa essere efficace per l’ambiente vitale, in alternativa ai problematici combustibili fossili.

Per questi motivi, anche volendo dare una risposta ai dubbi della Giornalista, proviamo a completare in modo organizzato e possibilmente chiaro i tanti aspetti già focalizzati particolarmente nei due precedenti capitoli Idrogeno: come e perché e Il Mondo ad Idrogeno, vent’anni fa.

Uno dei primi utilizzi moderni dell’idrogeno fu di riempire gli enormi “palloni” di volo dei dirigibili, negli anni “Venti e “Trenta del ‘Novecento. L’Idrogeno è una sostanza molto reattiva con l’ossigeno dell’aria, la sua combustione risulta rapida e violenta in aria libera nelle condizioni ambiente. Nonostante tutte le cautele un incidente è sempre possibile ed è memorabile la distruzione del dirigibile Hindenburg Zeppelin nel 1937 (fatto che causò l’abbandono di questo particolare utilizzo).

Più recentemente, Idrogeno liquido in combinazione con Ossigeno liquido viene utilizzato in campo missilistico come propellente per il lancio e la messa in orbita di navette spaziali, per esempio nel caso degli Space Shuttle della NASA. Studiando la storia dei diversi propellenti utilizzati nel lancio dei missili si vedono i grandi problemi di bilanciamento della combustione per evitare la distruzione del missile sia alla rampa di lancio sia in volo: avevamo già ricordato un famoso film del passato, “il Sipario strappato” di Alfred Hitchcock con Paul Newman, sullo spionaggio nella combustione.

Nel caso automobilistico, posto che il serbatoio ad alta pressione per l’idrogeno liquido sia ben realizzato, non esistono grossi problemi per alimentare il motore. Disponiamo di due principali possibilità, alimentare un motore a combustione di tipo tradizionale -il classico motore a benzina, che già si utilizza per il gas metano e per il gas liquido GPL- oppure alimentare un motore elettrico con corrente generata da fuel cell, celle “a combustione” di idrogeno con ossigeno (vedasi anche cliccando qui). Considerato che l’idrogeno deve essere prodotto e distribuito impiegando energia (= l’idrogeno non è una fonte primaria, va prodotto utilizzando un’energia primaria, petrolio, sole, vento, …) è importante che il rendimento del motore sia il più elevato possibile, proprio per non sprecare energia. Il motore a combustione interna ha un rendimento non superiore a circa il 35% -significa che almeno il 65% d’energia viene persa in calore- mentre il motore alimentato con celle chimiche fuel cell ha un rendimento non superiore a circa 55% -significa che almeno il 45% dell’energia portata dall’idrogeno è perduta. Occorre dunque analizzare le potenzialità positive dell’utilizzare motori ad idrogeno (che non scaricano anidride carbonica CO2 e polveri carboniose e molecole solforee, scaricano principalmente vapore acqueo H2O) e mettere in discussione quelle potenzialità con quelle di motori di genere diverso, ad esempio quello elettrico alimentato da batterie accumulatrici.

Ad eccezione di pochi casi locali (impiego negli autobus pubblici di alcune città europee) l’autotrazione ad idrogeno non ha per ora avuto diffusione. Perché? Il grande problema non è legato al veicolo in sé, bensì al fatto di non aver sviluppato mezzi per rifornirlo: per utilizzare l’autovettura ad idrogeno, che era pronta una ventina d’anni fa in varie versioni, avremmo dovuto creare il modo di rifornirla. Non lo si è fatto. Proviamo qui di seguito ad immaginare come si sarebbe dovuto o potuto progettare la struttura di rifornimento… ma prendiamoci una pausa e proseguiamo nel prossimo capitolo.

 

Giuseppe Donati – 13 gennaio 2021 – 21 gennaio 2021 –

– vai al seguente capitolo 10 / b – veicoli ad idrogeno e veicoli a batterie elettriche

 

Giuseppe

Studi: Liceo Scientifico Legnano; Ingegneria Meccanica – Politecnico di Milano. Progettista e ideatore di meccanismi ed attrezzature oleo-pneumatiche, impianti automatici e robot meccanici industriali.

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