Medio Evo Elettrico

Ritorniamo al Medio Evo? Per forza: è quello che succede quando le civiltà crollano. Ma manteniamo qualche comodità, tipo l'energia elettrica!

mercoledì 5 maggio 2021

Idrogeno: I Veicoli Elettrici Sono Molto più Efficienti


Vi passo qui di seguito (cortesia di Veronica Aneris) l' "Executive Summary" del recente rapporto di "Transport and Environment" a proposito dell'idrogeno come combustibile per veicoli stradali. La conclusione è ed era scontata: l'idrogeno semplicemente non è comparabile con le batterie, specialmente in vista della transizione verso le rinnovabili. Tuttavia, sembra che anche le cose scontate debbano essere spiegate ai nostri decisori politici. Quindi ecco il riassunto, per il rapporto completo, questo è il link. .




Executive Summary

Quale deve essere il ruolo dell’idrogeno nel futuro del trasporto su strada? Sempre più frequentemente ne sentiamo parlare come soluzione strategica per la decarbonizzazione del settore. L’attenzione al tema si è intensificata notevolmente negli ultimi mesi in seno al dibattito sul Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Tuttavia, malgrado la centralità che gli viene conferita, i limiti dell’utilizzo dell’idrogeno come soluzione per decarbonizzare il trasporto su strada sono molteplici e noti da tempo.

Primo fra tutti l’efficienza energetica, che nel caso dei veicoli a idrogeno a celle combustibili è meno della metà rispetto agli elettrici a batteria. L’idea di utilizzare l’idrogeno come vettore energetico non è nuova. L’enfasi nei confronti dell’“economia basata sull’idrogeno” risale all’ottimismo degli anni ‘50 quando l’energia nucleare aveva fatto nascere il sogno - mai divenuto realtà - di un'energia abbondante e a basso costo. Un secondo - temporaneo - picco di interesse nei confronti di questa tecnologia si è manifestato con l'avvento delle energie rinnovabili nei primi anni del 21esimo secolo. Quello che ha sempre tagliato le gambe all’idrogeno è stata la bassa efficienza associata al processo di produzione, distribuzione ed utilizzo.

Oggi la presa di coscienza politica nei confronti della crisi climatica in atto e la necessità di decarbonizzare l’economia in tempi brevi ha generato un nuovo ritorno di interesse nei confronti di questa tecnologia. Di fatto l’idrogeno verde, prodotto al 100% da fonti rinnovabili, può rappresentare una soluzione importante nel complesso puzzle delle differenti tecnologie che si renderanno necessarie per raggiungere l’obiettivo europeo di zero emissioni nette al 2050. Se da un lato il tallone d’Achille dell’idrogeno - la sua bassa efficienza - resta uno dei limiti principali al suo sviluppo, dall’altro l'imprescindibilità dell’obiettivo di decarbonizzazione potrebbe giustificarne l’utilizzo in quei settori dove non esistono alternative migliori, più efficienti e meno costose, come ad esempio i settori hard-to-abate o l’aviazione.

L’impellenza di effettuare rapidamente la transizione ad un’economia climaticamente neutrale ha però messo in campo una nuova sfida di portata considerevole: il dispiegamento in tempi brevi di grandi quantità di energia rinnovabile. Questo obiettivo è particolarmente sfidante per il nostro paese, per il quale la velocità di installazione di rinnovabili è largamente inferiore a quella necessaria per raggiungere gli obiettivi climatici 2030 e 2050. L’attuale frazione di energia rinnovabile prodotta è troppo piccola e troppo preziosa perché si possa pensare di sprecarne oltre la metà in processi inefficienti quando vi sono alternative migliori. Se l’impegno dei governi a raggiungere la neutralità climatica è serio, l’efficienza energetica non può certo essere un’opzione e va messa al primo posto. Il criterio alla base della scelta di qualsiasi percorso di decarbonizzazione deve essere quello di favorire - ove possibile - l’impiego di tecnologie a maggior rendimento, minimizzando la necessità di energie rinnovabili addizionali necessarie per raggiungere l’obiettivo di zero emissioni nette.

Per il trasporto su strada, che nel frattempo ha visto l’affermazione della mobilità elettrica, largamente più efficiente, meno costosa e già tecnologicamente matura per molti segmenti, l’utilizzo dell’idrogeno non è giustificabile, se non in applicazioni di nicchia, né lo è lo spazio che esso occupa nel dibattito politico attuale italiano sulla transizione energetica. Non a caso alcuni emeriti esponenti della comunità scientifica italiana hanno definito “follia energetica” l’attenzione dedicata all’idrogeno nella definizione del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza per tutti quei settori che non siano specificatamente nautica, aeronautica e grandi produzioni industriali (Energia per l’Italia, 2021).

Molte sono inoltre le questioni che ruotano intorno al tipo di idrogeno utilizzato, i costi di produzione e trasporto, e la prontezza commerciale dei veicoli. Questo briefing ha l’obiettivo di fornire alcune informazioni di base rispetto all'attuale catena di produzione, trasporto e distribuzione dell'idrogeno, lo stato dell’arte del mercato e l’eventuale ruolo che può giocare nella decarbonizzazione del trasporto terrestre.

La lettura dei documenti, dei progetti, delle esperienze e della letteratura tecnica e scientifica relativa alle applicazioni dell’idrogeno, quale vettore e stoccaggio energetico, nel settore dei trasporti terrestri, dimostra che non costituisce una strada percorribile e utile per la decarbonizzazione del settore. Anzi, nel caso di competizione tra risorse scarse, è di ostacolo ad altre alternative ambientalmente ed economicamente preferibili, come l’elettrificazione.

Per i veicoli leggeri la risposta alla decarbonizzazione è rappresentata dalla tecnologia elettrica a batteria e in questo senso il mercato ha già deciso. Per i veicoli pesanti, le economie di scala associate al rapido sviluppo del mercato delle auto elettriche amplificano il business case per i camion a batteria e sempre più numerosi sono gli annunci dei produttori di camion sulla messa in produzione di serie di autocarri elettrici, mentre i camion a idrogeno sono ancora in fase prototipale e bisognerà attendere almeno il 2026 per vederne la messa in produzione di serie in Europa.

Per il trasporto merci di lungo raggio (>500km) non è ancora chiaro se la mobilità elettrica sarà in grado di avere tutti i requisiti necessari per sopperire alle esigenze della logistica merci in termini di autonomia e tempi di ricarica. Ma il buon senso da un lato e lo stato dell’arte attuale della tecnologia e del mercato dall’altro indicano che il ruolo dell’idrogeno nella decarbonizzazione del trasporto su strada, se mai ne avrà uno, resterà limitato ad applicazioni di nicchia (decine di migliaia di mezzi, rispetto a milioni). Per queste ragioni è opportuno sviluppare ricerche e sperimentazioni, ma non accettabile lo sviluppo di progetti industriali, come per altro emerge con evidenza dai pochi progetti concreti tra le proposte del PNRR.


Rapporto completo

20 commenti:

  1. https://crashoil.blogspot.com/2021/04/centro-versus-periferia.html?m=1
    secondo Turiel l'elettrificazione dei trasporti e della società semplicemente non avverrà. Un pò come successe all'impero romano, finiti gli schiavi, che reggevano tuo l'ambaradam, succederà che, finiti gli schiavi petroliferi, si avrà un processo simil feudalesimo, con l'abbandono delle grandi concentrazioni di umani, dette città e metropoli, per tornare alla vita di periferia. Un pò come successe a Pistoia col crollo dell'impero romano, i cui cittadini fuggirono nelle montagne dell'Appennino per sfuggire al disordine e alle scorrerie dei delinquenti barbari. Un avvisaglia a questo può essere la lettera scritta da 20 generali, 100 alti ufficiali dell'Armeè a Macron per far intervenire l'esercito per riconquistare le banlieau e le centinaia di quartieri francesi dove bande di criminali con armi da guerra non rispettano nè le leggi, nè le forze dell'ordine. Forse i francesi dovevano pensarci molto prima invece di costringere mio padre ad assaltare con la mitragliera Breda a tracolla la stazione di Mentone 70 anni fa. Almeno lui si è tolto la soddisfazione di avere addosso un pò di acciaio, come i miei nonni artiglieri contro gli ottomani e gli austro-ungarici, come i miei antenati feudali con le armature. A me è toccato guardare i Leopard che uscivano sul Tagliamento per le esercitazioni dalla finestra della maggiorità, dove stampavo le circolari da appendere nei locali del Reggimento corazzato "Lancieri di Novara" a Codroipo. Se non ci fosse stata la festa del Reggimento dove anche i civili erano invitati a visitare la caserma, non sarei nemmeno entrato dentro un carro armato. Per poco non ci uscivo, tanto era stretto il portello sulla torretta. Bei ricordi. Forse facevo meglio ad accettare l'offerta del Colonnello, che fece a me e ad altri due, di raffermarmi.

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    1. Sono incappato nella sua censura, Bardi.
      Guardi che cio' che avevo scritto ieri erano le osservazioni di un togato di alto livello, De Francisci, peraltro disponibili in rete, ad esempio in

      https://www.bolognatoday.it/cronaca/de-francisci-giustizia-italiana-delinquenti-stranieri-igor.html


      e in molti altri punti.

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    2. abbi pazienza. Il petrolio sta finendo. Qualcosa s'inventeranno. Prima con benevoli convincimenti, poi con misure sempre più drastiche.

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    3. @UnUomo.InCammino: Sarà un "Togato che Sbaglia…"

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  2. il recovery fund non è altro che un prestito condizionato a riforme sociali e strutturali. La prova generale è andata bene con la Grecia. Ora tocca all'Europa tutta.

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  3. Probabilmente bisognerebbe anche espandere il problema per arrivare a definire la strategia, in massima contrazione si può ragionare in termini di accumulo a breve - medio e lungo termine. A breve la strategia è andata su i condensatori per gli impieghi ad alta energia e le batterie per quelli minori, il difetto è che il tasso di scarica intrinseco (self discharge) è alto mentre la densità energetica elevata, a medio termine (giorni o settimane) vincono le batterie di misura su tutto, i modelli pensati appositamente hanno un tasso di scarica modesto e una densità energetica media, infine rimane il problema del l'accumulo a lungo termine, pompaggio idroelettrico e strategie basate su accumulare energia cinetica (altezza, pressione, velocità) sono già a un buon livello ma ingombranti e non trasferibili. I combustibili sono il gold standard perché hanno densità energetica alta e praticamente nessun problema di scarica.
    L'idrogeno o il metano di neosintesi sono un tentativo valido di creare un mezzo di trasporto per l'energia ad alta densità e basso tasso di scarica, se accettiamo questa definizione possiamo ragionare.
    L'idrogeno (o il metano) non competono ne completeranno mai per i veicoli che viaggiano per pochi km al giorno e con soste prolungate frequenti, richiedono troppa poca energia, dispongono dei tempi necessari alla ricarica e il tasso di scarica non è una limitante. Dalla citycar al furgoncino per le consegne locali il mercato è elettrico a batterie.
    Se ragioniamo di percorsi medio lunghi il problema è che la densità energetica ed il tasso di carica delle batterie è inadeguato e il peso diventa un problema erodendo l'efficienza. Auto per rappresentanti, furgoni e camion, treni e marittimo saranno sempre più economici ed ecologici con i combustibili.
    Applicazioni immobili e che non pongono limiti di peso vedranno sempre più l'uso di accumulo a base cinetica, non solo il provato stoccaggio idroelettrico ma sempre più vedremo quello di pressione sotterraneo e masse cinetiche : un peso sollevato a ciclo completo con un motore - generatore a bassa velocità ha la migliore efficienza di ciclo dimostrabile e nessun tasso di scarica.
    Un altro vantaggio poco considerato dell'idrogeno è la disponibilità, finché c'è acqua è sempre possibile produrlo ed a fine ciclo ricompare mentre le batterie dipendono da materiali molto meno disponibili che rappresentano un collo di bottiglia a meno di rivoluzioni nel campo delle batterie. Da considerare che attualmente anche il nichel è un problema per la produzione, non parliamo proprio di litio, vanadio o terre rare!

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  4. A spanne direi che sono numeri fortemente polarizzati da una visione ideologica che mette in vetrina la merce buona e nasconde in cantina quella invendibile. Ma gli esperti siete voi, eh! Come quelli del CTS...

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  5. I mezzi più efficienti sono quelli per... la mobilità del non muoversi inutilmente.
    Subito dopo ci sono i mezzi pubblici su rotaia, già elettrici da molto tempo e, in buona parte smantellati nel furore pro trasporto privato su gomma.

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  6. Se c'è un ramo dei trasporti dove il vettore dell'idrogeno proprio non serve, é il segmento del traffico ferroviario. Sono soldi gettati al vento, quelli del recovery fund, per fare treni ad idrogeno, dato che é da molti anni che tutta la linea ferroviaria italiana é elettrificata.

    https://www.ilsole24ore.com/art/alleanza-gruppo-fs-e-snam-sviluppare-treni-idrogeno-ADrAdPx

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    1. Conosco bene la notizia, purtroppo però la necessità oggettiva esiste, un treno a 300 kmh non riesce ad usare il pantografo ovunque così come esiste tutta una serie di impieghi che oggi solo le diesel coprono.
      Ovviamente poi se l'interesse esiste da parte degli utilizzatori che risparmierebbero un mare ad andare di sola elettricità (non solo il costo diretto ma anche la logistica e la gestione di due set diversi di alimentazione) probabilmente si tratta di un problema non facilmente risolvibile.

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    2. @ Athanasius7 maggio 2021 13:59
      https://it.wikipedia.org/wiki/Rete_Ferroviaria_Italiana#Rete_gestita
      A dati 2008 (vecchi di 12 anni) RFI gestisce 16529 chilometri di rete ferroviaria:
      11727km elettrificati ( x > 71%) sono 4802 km le linee a trazione Diesel ( x < 29%)
      Le tratte diesel di solito sono a binario unico, a scarso traffico, il trasporto su gomma (auto, moto, pullman) non hanno reso utile la elettrificazione e/o il raddoppio delle linee ferroviarie a causa del basso traffico merci e delle persone.

      Se l'Italia fosse stata gli USA, Australia, Canada, t'avrei dato ragione.
      Ma la dura realtà, é che non esiste in Italia, alcuna necessità di costruire treni ad idrogeno. Così come non esiste alcuna necessità di fare il ponte sullo stretto.

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    3. teoricamente ci sono anche tutti i lavori di commutazione, aggancio-sgancio e così via sono appannaggio dei disel. Considera anche i treni di manutenzione e controllo, le locomotive di emergenza e la necessità di una fonte indipendente per garantire i treni dalle interruzionidi linea eventuali.
      Come per quel 30% che citi alcune cose si devono conservare perchè semplicemente non esistono alternative, spiegalo ai poli industriali che i binari unici li usano, ai valichi minori che si usano prevalentemente per i treni merce che vanno a 60kmh medi (e paradossalmente sono molto più ecologici di quelli passeggeri).
      Espandendo poi la questione tra un disel ferroviario, un disel marino ed un generatore d'emergenza la differenza è decisamente solo nel nome, sviluppare la tecnologia partendo dai treni è solo una delle possibili strade.

      Mi continuo a chiedere come mai tutti vogliano monocolture energetiche, solo batterie, solo eolico, solo solare, solo X invece di abbracciare il concetto ecologico e permettere ad ogni tecnologia di svilupparsi nelle sue nicchie dove le sue caratteristiche sono più utili! Nulla vieta che non vedremo mai più una locomotiva ad idrogeno ma le tecnologie che l'hanno resa possibile infilate in tutt'altro....

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    4. ata, mi pare che paradossalmente concordi col Turiel del primo commento, anche se sei molto più ottimista. Tieni in conto che il paradigma attuale è frutto di tre secoli di idrocarburi e solo di uno di petrolio. Nuove fonti energetiche, se mai ci saranno, quanti secoli avranno bisogno per affermarsi? Il concetto di nicchia è anche di Turiel, comunque penso che i prossimi anni ci daranno la risposta.

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    5. "un treno a 300 kmh non riesce ad usare il pantografo ovunque"

      ?

      Esistono migliaia di km di linee ferroviarie AV in cui ciò avviene quotidianamente. Ovunque ci sia una linea AV con catenaria, ovviamente.
      Certi tipi di alimentazione (3000v CC, ad esempio la Firenze - Roma) hanno limiti (resistenza, scintillazione) e impongono riduzioni a velocità e masse dei convogli.
      Infatti si usano, nelle linee AV, alti voltaggi in alternata.
      ReteItalia ha rinunciato ai 360km/h per problemi di aumento dei costi di manutenzione dei binari/massicciata.

      Sono decenni che gli investimenti nelle ferrovie sono alcuni punti percentuali di quelli in catrame/gomma,

      Il catrame/gomma è stato il requisito fondamentale per la diarrea (anti)urbanistica, ciò che ne è la causa ovvero becera speculazione edilizia da terzo mondo e conseguente consumo dissipazione/distruzione di OTTO virgola CINQUE MILIONI di ettari (solo in Ialia!) della migliore e scarsa superficie utile agricola (SUA).
      Le ferrovie non sono compatibili con le speculazioni e coll'ostilità alla programmazione, sono un problema per la liquefazione della società JIT (just in time).

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    6. https://crashoil.blogspot.com/2021/05/distopia-xii-un-cafe-en-la-bahia.html?m=1
      qui Turiel scrive un racconto distopico immaginario riferito al fallimento futuro delle attuali politiche che sognano una società elettrificata ed idrogenizzata. Non penso che ci saranno in molti a vederne l'arrivo, perchè si tratta di decenni nel futuro. Personalmente penso che nemmeno ce ne sarà la partenza.

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    7. Caro mago, io non sono particolarmente ottimista ma ho la ferma convinzione che anche a costo di provarle tutte alla fine la soluzione ottimale semplicemente è l'unica che sopravvive, illusioni e delusioni non riempiono la pancia ne allontanano il rischio di detronizzazione, piuttosto con un bagno di sangue ma sempre si arriva.....
      La saggiaa gestione risparmia i dolori ma non muta i dati di fatto, colora quà e là o spinge leggermente in una direzione ma non cambia la natura. In sostanza confido nell'ottimo paretiano e vedo il compito di chi può fare un pò da levatrice ed un pò da pungolo per selezionare nel fronte paretiano l'ottimo più consono (più stabile e più sostenibile), ottimismo e pessimismo li trovo termini abusati da usare come maschere per limitare il serio confronto: si ragiona per probabilità e costi-benefici, si tende a preferire chi senza ragione punta (scommette?) sul risultato migliore e lo si chiama ottimista ma il vituperato pessimista è provato che ottiene risultati migliori perchè, come scridde il carotone di Trump, è inutile preoccuparsi di cosa farein caso di successo ma sapere cosa fare in caso di fallimento è fondamentale!

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  7. un pò di fumo negli occhi va sempre bene per nascondere la realtà e farne accettare un'altra. In India non facevano il vaccino ed ecco una ondata di malati e morti covid di dimensioni bibliche. Anche là avvocati lottano per ripristinare il diritto: https://off-guardian.org/2021/05/04/indias-covid-outbreak-the-need-for-scientific-integrity-not-sensationalism/
    ma i diritti a matrice petrolifera non sopravviveranno al petrolio e allora avanti con le cortine fumogene.

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    1. https://youmedia.fanpage.it/video/aa/YJO1MuSwavCsmcfh
      intanto in Colombia 30 morti, centinaia di dispersi e feriti in scontri con la polizia che non lesina l'uso di armi da fuoco. Almeno qui nel '68 sparavano "solo" i fumogeni ad alzo zero.

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  8. https://www.garanteprivacy.it/web/guest/home/docweb/-/docweb-display/docweb/9578184
    così dopo la vergognosa retromarcia dell'illegale obbligo vaccinale per i sanitari, ora pure la diffida del green pass da parte del garante della privacy. Dire che Draghi&company sono dei dilettanti, mi sembra veramente poco. Se questi sono i nostri politici aveva ragione, il mio ex migliore amico, che mi ha lasciato il 24 agosto 2019, che non andava mai a votare. Fanno rimpiangere i vari Andreotti e Berlinguer, che almeno avevano una mente pensante. Ma erano di un'altra pasta, come diceva mio nonno: "Prima di fare qualcosa, bisogna pensarci non una, ma due o tre volte".

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  9. http://energyskeptic.com/2019/iea-2018-world-energy-outlook-peak-oil-is-here-oil-crunch-by-2023/
    in pratica o si ferma l'economia globale in qualche modo o la fermerà il prezzo alle stelle del barile.

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