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Idrogeno verde, che cos’è e come viene prodotto

L’alternativa e complementare all’elettrico esiste e per Toyota è l’idrogeno verde che alimenta i veicoli fuel cell ed i motori termici, ottenuto dal biogas delle acque reflue di Fukuoka City.

L’idrogeno verde può essere veramente il carburante del futuro o complementare all’elettrico? Il concetto di zero emissioni ora va tanto di moda, soprattutto con lo sviluppo della mobilità elettrica. Ma si tratta di un termine fin troppo abusato, che non tiene conto di parecchi fattori, ad iniziare da quello primario sulla produzione di energia elettrica che alimenta le auto elettriche.

Va ricordato che solo l’uso di fonti di energia rinnovabile nonché una produzione e smaltimento del veicolo responsabile rendono la vettura elettrica a tutti gli effetti a zero emissioni.

Presa di ricarica di un'auto elettrica. Idrogeno a posto della corrente?
Idrogeno a posto della corrente? L’idrogeno può essere una valida alternativa all’auto alimentata a corrente

Parliamo infatti dell’idrogeno e in particolare di quello verde, totalmente pulito, su cui punta fortemente la nuova alleanza giapponese, composta da Toyota, Subaru e Mazda, che lo sta sviluppando e testando con successo in Giappone.

Toyota Corolla in gara con il motore termico alimentato da idrogeno
Toyota Corolla in gara con il motore termico alimentato da idrogeno

Si tratta infatti di un carburante pulito, ottenuto dal biogas delle acque reflue di Fukuoka City. Oltre ad alimentare i veicoli fuel cell, questo idrogeno è stato testato direttamente dentro i motori termici con successo da Toyota, che l’ha impiegato su una Corolla da corsa anche in varie gare di durata in Giappone.

Idrogeno grigio, blu e verde, che cos’é

Innanzitutto bisogna fare una precisazione perché l’idrogeno non è tutto uguale, e in base alla sua produzione viene classificato come grigio, blu e verde. Il primo infatti viene ottenuto principalmente da combustibili fossili e in particolare sfruttando gas naturale, generando perciò emissioni di CO2.

Il secondo (blu) ha un impatto minore dato che la sua produzione avviene catturando la CO2 dall’atmosfera. L’idrogeno blu infatti presenta problemi sia economici, dato che i costi di cattura e stoccaggio della CO2 sono ancora alti, sia ambientali, perché il ciclo produttivo non è in grado di catturare tutta la CO2 prodotta, e comunque lungo tutta la sua catena di produzione il processo emette metano nell’atmosfera.

Rifornimento di idrogeno nuova Toyota Mirai
Rifornimento di idrogeno su una Toyota Mirai

Perciò l’idrogeno totalmente sostenibile è quello verde, che si ottiene attraverso l’elettrolisi dell’acqua in speciali celle elettrochimiche alimentate da elettricità prodotta da fonti rinnovabili.

Come si produce l’idrogeno per auto

L’idrogeno su cui sta lavorando Toyota, con il contributo di Mazda e Subaru, è quello definito verde. In Giappone si è iniziato a produrre idrogeno verde dal 2015 quando Toyota ha cominciato a collaborare con la città di Fukuoka City, che ha accettato la sfida di produrre e commercializzare idrogeno dalle acque reflue domestiche.

Idrogeno verde dal biogas delle acque reflue di Fukuoka City
Produzione di idrogeno verde ottenuto dal biogas delle acque reflue di Fukuoka City

La città sta producendo idrogeno verde senza emissioni di CO2 dal biogas generato durante il trattamento delle acque reflue presso il centro di trattamento delle acque di Fukuoka City Chubu, con una capacità di produzione giornaliera di 3.300 Nm 3 (che è approssimativamente equivalente alla quantità giornaliera di idrogeno utilizzata da 60 unità del veicolo elettrico a celle a combustibile a idrogeno Toyota Mirai, sulla base di un fabbisogno giornaliero di idrogeno per unità di 55 Nm3).

Idrogeno verde per veicoli

La città sta anche conducendo test di verifica con partner aziendali, come la fornitura di idrogeno verde a camion, motocicli e veicoli alimentati a celle a combustibile. Per la Super Taikyu Race a Okayama, l’idrogeno è stato trasportato utilizzando camion di grandi e medie dimensioni alimentati dal biocarburante di prossima generazione di Euglena. Inoltre, Toyota e Commercial Japan Partnership Technologies (CJPT) cercano di risolvere le sfide riguardo all’efficienza dei trasporti dei piccoli camion alimentati a celle a combustibile.

Per superare queste sfide, Toyota e CJPT stanno impiegando tecnologie di rivestimento in resina per serbatoi CFRP (plastica rinforzata con fibra di carbonio) sviluppate attraverso l’esperienza di Toyota con Mirai, rendendo possibile il trasporto leggero e ad alta pressione dell’idrogeno.

Serbatoi di idrogeno
Serbatoi in resina per lo stoccaggio di idrogeno

Le due società sono sul punto di migliorare significativamente l’efficienza del trasporto rispetto a quando si utilizzano serbatoi metallici convenzionali, e stanno portando avanti lo sviluppo e le considerazioni che dovrebbero consentire loro di trasportare effettivamente l’idrogeno in futuro.

Motore termico a idrogeno verde

Toyota si è spinta oltre dimostrando che l’idrogeno può essere impiegato anche sui motori termici, al posto della benzina. Dal 2016 infatti ha iniziato a testare e sviluppare il suo motore a idrogeno gareggiando nella serie Super Taikyu, alla 24 Ore del Fuji Super TEC e alla SUZUKA S-Tai.

Motore ad idrogeno Toyota, come funziona VIDEO

Gara dopo gara su questo propulsore termico ad idrogeno sono stati apportati costanti miglioramenti: la sua potenza è migliorata di circa il 20% e la coppia di circa il 30%. Nell’ultimo step questo motore ha raggiunto prestazioni superiori a quelle di un propulsore a benzina di dimensioni simili.

Sound motore benzina alimentato ad idrogeno VIDEO

Nel frattempo, il risparmio di carburante è rimasto lo stesso. Anche il rifornimento di idrogeno è stato migliorato, con il pieno che si ottiene in meno di due minuti.

Idrogeno, carburante alternativo e complementare all’elettrico

L’impegno di Toyota e della neonata alleanza giapponese ci mostra un mondo sostenibile alternativo e complementare all’elettrico.

Fossilizzarsi su un’unica tecnologia non giova innanzitutto all’ambiente, mentre l’unione di intenti e di tecnologie diverse riesce a produrre risultati che fanno sicuramente bene all’ambiente.

Cavo di ricarica di tipo 2 Porsche Taycan elettrica blu
L’elettrico imposto non fa bene in primis all’ambiente

Ma vista la diffidenza verso tutto ciò che non è elettrico sorge il dubbio che soprattutto in Europa, che in passato ha avallato le politiche di lobby delle compagnie petrolifere, ora si è passati sotto un altro tipo di controllo lobbistico, ovvero quello dell’elettrico, guarda caso capeggiato dalla Cina che ha in mano quasi tutto il mercato delle materie prime, fondamentali per lo sviluppo di auto elettriche. Insomma, passare da una lobby all’altra è dettato più dagli interessi ambientali o, come sembra, più da quelli economici?

Auto elettriche o a idrogeno

Auto elettrica o ad idrogeno? Nel processo di decarbonizzazione la prima riveste un ruolo molto importante, che se diventa esclusivo non aiuta a combattere i cambiamenti climatici. Il progresso tecnologico alla base della transizione energetica con il tempo ci ha fornito veicoli EV sempre più performanti, soprattutto per quanto riguarda le prestazioni delle batterie, ma ci ha donato anche importanti tecnologie alternative, che ben si integrano con l’elettrico nel processo di decarbonizzazione contro i cambiamenti climatici.

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