Pubblicato il 20/12/20

UNA LUNGA ATTESA Certo non Jeremy Clarkson, ma per come sono state riferite dai media e dalla politica le parole dell'altro Jeremy, l'economista Rifkin, il grande pubblico aveva percepito il boom dell'auto a idrogeno come imminente già all'inizio del millennio. Sono passati 18 anni dall'uscita del celebre saggio Economia all'idrogeno e 16 anni dall'inaugurazione in pompa magna del primo distributore del prezioso gas a Milano Bicocca, tenutosi il 21 settembre 2004. Da allora l'auto a fuel cell – il dispositivo che converte l'idrogeno in energia elettrica – ha perso popolarità di fronte alla perdurante assenza di infrastrutture per il rifornimento. Eppure la ricerca in quella direzione non ha perso slancio e ai piani alti dell'Unione Europea, dove si decidono le politiche comunitarie in tema di trasporti e mobilità individuale, credono ancora che questo tipo di alimentazione abbia un futuro. E molto luminoso, per giunta.

RISOLVE UN PROBLEMA Tutto nasce dalla considerazione che, tra tutte le forme di propulsione, solo l'auto elettrica ha emissioni locali zero. E se il problema dell'autonomia è stato ormai risolto – o quasi, visto che le centinaia di chilometri promessi dai migliori EV non sono calcolati su medie autostradali elevate – rimane il problema della durata delle lunghe soste per il rifornimento. È qui che entrano in scena le auto a fuel cell (FCEV), un componente detto anche pila a combustibile, che si affianca alle batterie tradizionali nel far funzionare quelle che, di fatto, sono in tutto e per tutto auto elettriche.

COME FUNZIONA UNA FUEL CELL Le fuel cell funzionano combinando il gas idrogeno (H2) con l'ossigeno contenuto nell'aria (O2), liberando energia elettrica ed emettendo vapore acqueo (H2O). Le si può alimentare direttamente, con idrogeno immagazzinato in speciali bombole, come nella Toyota Mirai, oppure attraverso un dispositivo chiamato reformer, che a sua volta ottiene l'idrogeno a partire da un idrocarburo come fa la supercar Gumpert Nathalie (con l'emissione, in questo caso, di altre sostanze in atmosfera). Sia come sia, che il pieno lo si faccia a idrogeno o con un idrocarburo, le auto a fuel cell presentano un vantaggio sostanziale, ossia la rapidità di rifornimento.

Uno stack, ossia la Fuel Cell per un'auto elettrica a idrogeno (FCEV)

A CIASCUNO IL SUO Se le auto a batterie sono limitate in questo senso dalla chimica degli accumulatori, questo limite non esiste per le auto a idrogeno, il cui serbatoio si riempie in maniera non troppo dissimile dalle bombole per il metano o il GPL (a seconda del tipo di serbatoio). Per questo, lo scenario previsto dalla Commissione Europea auspica che, da qui al 2050, le auto elettriche a batterie diventeranno le regine delle città mentre quelle a idrogeno saranno impiegate per i viaggi più lunghi.

IL PUNTO DI PARTENZA I costi per la realizzazione delle infrastrutture necessarie ai rifornimenti tra auto elettriche e a idrogeno sarebbero simili, stima uno studio condotto dalla Commissione Europea. Ma se per le colonnine di ricarica i lavori sono abbondantemente in corso, per le pompe di idrogeno è quasi tutto fermo. O almeno lo è per quanto riguarda una rete accessibile al grande pubblico. Così non è quando si parla di flotte, il cui rifornimento può essere gestito in maniera centralizzata, presso centri logistici realizzati ad hoc per la massima efficienza e sicurezza.

DAI MEZZI PESANTI ALL'AUTO Ecco perché la rivoluzione dell'auto elettrica a fuel cell parte dal trasporto pesante. “La pila a combustibile è probabilmente l'unica soluzione economicamente efficiente, nell'ambito della mobilità elettrica, per il trasporto pesante su lunghe distanze”, dice Achim Moritz di Bosch. Se prodotto utilizzando energia rinnovabile, l'idrogeno consente il trasporto climate-neutral di beni e prodotti. “Ma anche per le automobili le fuel cell hanno il potenziale per offrire lunghe autonomie e tempi di rifornimento come quelli delle auto a combustione a cui siamo abituati”, aggiunge Moritz: 1 kg di idrogeno contiene la stessa energia di 3,3 litri di gasolio e consente a un'auto a fuel cell di percorrere un centinaio di chilometri. “Nel 2030 fino al 20% dei veicoli elettrici sarà alimentato da una fuel cell”, dice Moritz.

Sistema a fuel cell Bosch per il trasporto pesante

PIÙ PULITO DELLE BATTERIE Nell’ambito del progetto H2Haul, finanziato dall'UE, Bosch sta collaborando con altre aziende per creare una piccola flotta di camion a celle a combustibile e metterla su strada. La sua tecnologia in quest'ambito sarà sul mercato a partire dal 2022 – 2023. Secondo il colosso tedesco, soprattutto per veicoli pesanti e di grandi dimensioni, le celle a combustibile fanno registrare meno emissioni di anidride carbonica rispetto ai sistemi di propulsione esclusivamente a batteria, sommando le emissioni di CO2 derivanti da produzione, funzionamento e smaltimento.

SISTEMI COMPLEMENTARI Oltre al serbatoio di idrogeno, i veicoli a fuel cell necessitano di una batteria molto più piccola degli EV attuali, che funge da riserva intermedia. In questo modo si riducono notevolmente le emissioni di carbonio in fase di produzione. ''I vantaggi della cella a combustibile entrano realmente in gioco nei campi in cui i sistemi di propulsione elettrici a batteria non eccellono'' ha chiarito Uwe Gackstatter, Presidente della divisione Bosch Powertrain Solutions. ''Quindi celle a combustibile e batterie non sono in competizione tra loro; piuttosto, si completano alla perfezione''.

L'IMPEGNO DI BOSCH Secondo l’Hydrogen Council, un'iniziativa globale per promuovere la transizione energetical’economia dell’idrogeno può diventare competitiva nei prossimi dieci anni se ci saranno sufficienti investimenti e volontà politica. E se, quindi, per l'idrogeno c'è ancora da attendere, per le auto elettriche alimentate a batterie (BEV) no. Secondo le stime di Bosch, al 2030 un veicolo su tre sarà elettrico. E già ora il colosso tedesco è impegnato su questo fronte nella fornitura ai costruttori automobilistici di componentistica quale semi-conduttori, motori elettrici, sistemi e-Axle per un'elettrificazione plug and play dei veicoli e tutto il necessario per arrivare alla piattaforma dell'auto completa (Rolling Chassis).

Bosch e-Axle, il sistema integrato per realizzare un'auto elettrica

LE NOVITÀ PER I BEV L'e-Axle combina elettronica di potenza, motore elettrico e trasmissione in una sola unità. A inizio 2020 è stato presentato il nuovo Performance e-Axle che incorpora nuove soluzioni tecnologiche per migliorare ulteriormente l’efficacia e la densità di potenza dei sistemi di propulsione elettrici. “Una delle principali innovazioni che abbiamo introdotto”, spiega Dirk Brinkmann di Bosch, “è l'utilizzo di “semiconduttori al carburo di silicio nell'elettronica di potenza, che consente di raggiungere un'efficienza fino al 96% nei sistemi e-Axle. Gli effetti di questa innovazione misurati nel ciclo WLTP corrispondono a un vantaggio fino al 6% dell'autonomia del veicolo, senza incrementare la capacità della batteria”. Ma l'evoluzione dei veicoli di questo tipo passa anche per innovativi servizi basati su cloud, che contribuiscono a migliorare significativamente le prestazioni e la durata delle batterie nelle auto elettriche.

I SERVIZI CLOUD PER LE BATTERIE Le soluzioni software nel cloud ''analizzano continuamente lo stato della batteria basandosi sui dati in tempo reale, relativi al veicolo e all'ambiente circostante, e permettono di riconoscere i fattori di stress come la ricarica veloce'', spierga Bosch. Sulla base dei dati raccolti, il software è in grado di attuare strategie ''per contrastare l'invecchiamento delle celle''. Per esempio processi di ricarica ottimizzati, che si traducono in una minore usura per la batteria. Con questi servizi, Bosch offre la possibilità di essere sempre a conoscenza dello stato attuale della batteria e, per la prima volta, ''consente di effettuare una previsione affidabile della durata residua e delle prestazioni della batteria stessa''. Aspetti che diventeranno cruciali per una stima corretta del valore del veicolo, nel momento in cui le auto elettriche entreranno massicciamente nel mercato dell'usato: una tappa importante perché la mobilità elettrica diventi davvero d'uso comune.

 

 


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