Idrogeno o Elettrico per il futuro del trasporto privato

Comparazione di due sistemi ormai imminenti sul mercato Italiano proiettato verso un futuro piu’ green ma con retroscena ancora “fossili”

Introduzione

Durante un interessante dibattito avvenuto con un mio amico via internet mi e’ stato sottoposto l’utilizzo dell’Idrogeno in alternativa al utilizzo dell’elettricità come fonte energetica per l’automotive futuro. Nonostante io sia sempre stato contrario all’utilizzo di questo elemento per un utilizzo, cosi diffuso ho deciso di effettuare un esame più approfondito per valutare le possibili evoluzioni.

Definizione:

Corrente elettrica. Forma energetica prodotta trasformando energia meccanica in energia elettrica. I fattori di forza di questa tecnologia sono la molteplice forma di approvvigionamento che puo’ avvenire da risorse esauribili e alternative e ipoteticamente eterne (fissione, fusione atomica, energia solare, eolica). L’energia elettrica e’ supportata da un infrastruttura di distribuzione esistente e da una molteplicità di utilizzi che la rendono la forma energetica piu’ versatile attualmente conosciuta.

Idrogeno. Elemento maggiormente presente in natura. L’idrogeno e un elemento combustibile e puoi essere usato sotto forma di combustibile (Brucia all’aria quando la sua concentrazione è compresa tra il 4 ed il 75% del suo volume, mentre il gas naturale brucia a concentrazioni comprese tra il 5,4 ed il 15%.) usato in motori termici oppure elettrici per approvvigionare elettricita sotto forma di celle a combustibile.  L’idrogeno naturale e’ molto raro e per produrlo deve essere ricavato in maniere diverse da risorse naturali esauribili come acqua, combustibili fossili (petrolio, carbone, gas) o come prodotto secondario di sistemi alternativi come solare, eolico ma anche nucleare e possibile a fissione.

Produzione:

La produzione di corrente elettrica dipende dal 66% su risorse fossili quali petrolio, carbone e gas naturale (Dati 2014) e per il restante 34% su risorse rinnovabili e atomiche.  http://www.tsp-data-portal.org/Breakdown-of-Electricity-Generation-by-Energy-Source#tspQvChartuzione

La produzione di Idrogeno attualmente si attesta al 97% della produzione sulla lavorazione di risorse fossili quali petrolio, gas, carbone e per il restante 3% come risultato secondario della produzione energetica alternativa e atomica (disponibile nel 2030)

https://it.m.wikipedia.org/wiki/Produzione_di_idrogeno

Entrambe le forme energetiche inquinano alla sorgente di produzione non al consumo. (L’estrazione dell’ Idrogeno produce anidride carbonica e gas serra)

Distribuzione:

La corrente elettrica e gia’ presente sul territorio distribuita capillarmente per altri usi anche se la tecnologia di conservazione energetica non e’ ancora paragonabile a quella della forma fisica del Idrogeno.

Per l?Idrogeno le infrastrutture sono assenti, la distribuzione avviene fisicamente in contenitori sotto pressione fino a 700 atmosfere e comporta possibili rischi di sicurezza accomunabili a quelli della benzina, del gas o superiori.

n.b. non considero quello che e’ l’inquinamento derivante dallo smantellamento delle batterie in quando non ho informazioni a sufficienza per entrambi.

Applicazione su un comparto Automotive ecco due esempi di veicoli da comparare.

Toyota Miray 2017

Toyota Mirai:  Toyota Fuel Cell System (TFCS), il sistema piu’ efficiente sul mercato del 2017 che abbina la tecnologia delle celle a combustibile e il sistema ibrido proprietario Toyota. Per capirci le celle a combustibile sono batterie che producono corrente. Quindi di fatto la Toyota Mirai e’ una macchina elettrica alimentata ad idrogeno. https://www.toyota.it/mondo-toyota/news-eventi/mirai-caratteristiche.json

Costo: 66.000 + Iva prezzo lancio.

Caratteristiche tecniche della Mirai

Serbatoi 122,4 litri                                                                         

Potenza massima 113 kw (154 CV)

Tempo di rifornimento 3 min.

Pressione dei serbatoi 700 bar.

Autonomia 502 km

Tesla Model C

Tesla Model 3:Model 3 combina autonomia, prestazioni, sicurezza e spazio in una berlina premium come solo Tesla sa fare.

https://www.tesla.com/it_IT/model3

Costo: 31.200 + Iva

Potenza massima:?? N.p.

Tempo di ricarica 30 min. con Super Charger.

Autonomia: 346 km

Studio schede.

Dalla parte della Mirai,  un prezzo piu’ che doppio ma anche un autonomia e un tempo di rifornimento eccellenti.

Tesla Model 3 con un rispettabile 346 km ma con un tempo di ricarica minimo di 30 minuti mostra chiaramente le problematiche delle auto elettriche convenzionali. (Problematiche che peraltro ho già discusso ampiamente qui )

A parte questa breve e superficiale comparazione sorge una domanda abbastanza chiara.

Sono questi motivi sufficienti per preferire l’idrogeno alla corrente?

Le autonomie interessanti presentate dall’idrogeno perdono di valore quando si considera che la media di chilometri percorsi al giorno in Italia non supera i 45 km.

I tempi di ricarica sono sicuramente validi ma con un autonomia di 346 km La Tesla 3 copre egregiamente la maggior parte delle incombenze giornaliere portando addirittura a non doversi rifornire ad una stazione di servizio se si possiede uno spazio auto o garage con presa elettrica.

Allo stato attuale dell’osservazione l’idrogeno resta piu’ che valido solo nel caso si debbano percorrere piu’ di 340 km senza interruzione oppure non si disponga di uno spazio/parcheggio attrezzato con presa di corrente.

Sarebbe quindi un alternativa valida se le infrastrutture per l’idrogeno fossero presenti, ma attualmente le infrastrutture non ci sono, l’utente deve comunque attendere un upgrade della rete perdendo di fatto la possibilità di risparmiare denaro e producendo inquinamento senza avendo un beneficio essenziale. L’idrogeno e’ comunque pericoloso da spostare come la benzina e l’approvvigionamento dello stesso avviene ancora largamente attraverso l’uso dei combustibili fossili.

Vanificando quindi tutti gli sforzi per una conversione all’alternativo, una diminuzione del carbon print terrestre ed uno sviluppo piu’ equilibrato.

Le motivazione per utilizzare l’idrogeno come energia legata al trasporto personale risultano veramente poco sensate.

Costo al Km:

L?ultima alternativa che possa giustificare l?utilizzo dell?idrogeno come energia per il mondo automotive e un costo concorrenziale al Chilometro.

Una carica di 60kwh su una Tesla 3 ad un piano tariffario giorno (0,05241 kwh) arriva a 3.12 euro piu iva mentre un piano notte (0,04665 kwh) arriva a 2.80 euro piu iva.

http://tariffe.segugio.it/guide-e-strumenti/domande-frequenti/quanto-costa-un-kwh-di-energia-elettrica.aspx

Attualmente non esiste una listino del prezzo del Idrogeno al consumatore finale pero’ ne e possibile effettuare una stima approssimativa attraverso le informazioni raccolte su wikipedia.

Un kg di idrogeno dovrebbe costare al compratore 1.53 dollari americani, un litro di idrogeno liquido pesa 70.99 grammi quindi un chilo di idrogeno e approssimativamente 14.1 litri. Un pieno di 122 litri (equivalente di 502 km) servirebbero quindi approssimativamente (122/14.1*1.53) 13.23 US = 11.78 EU alla Mira per un pieno. (stime di cambio al 29/09/2016)

Costi sicuramente appetibili per un mercato a benzina ma completamente fuori competizione con l’elettrica Tesla.

Mi chiedo vivamente come possa Toyota giustificare ai suoi clienti un investimento piu’ che doppio nel prezzo, senza infrastrutture e con costi di approvvigionamento comunque superiore all’elettrico.

Costo al chilometro

0.023 cents euro al km della Mira

 0.009 euro al km della Model 3

CONCLUSIONI

Termino dicendo che, allo stato delle informazioni reperite e presentate su questa pagina.

L?uso dell?idrogeno come fonte energetica per il trasporto di massa privato non mostra pregi unici che ne giustifichino l’investimento in infrastrutture e distribuzione.

Resta invece molto valida ed interessante l’applicazione della tecnologia all idrogeno come coadiuvante dell energia elettrica. L’alta forma di concentrazione energetica legata ad un limitato peso favorisce l’utilizzo per sistemi di trasporto pubblico, trasporto pesante, aereo o aerospaziale. L’idrogeno prende senso come energia secondaria prodotta da sistemi alterativi di produzione elettrica come pannelli solari, fotovoltaici, bio masse o anche come risultato della fusione atomica.

La tecnologia dell’ idrogeno e una forma ottima di stoccaggio energetico che puo essere usata per equilibrare i picchi di inutilizzo dell’energia elettrica o per conservare in maniera efficiente l?energia autoprodotta localmente.

Cordiali saluti!

Simone Berliat

Riferimenti:

http://www.tsp-data-portal.org/Breakdown-of-Electricity-Generation-by-Energy-Source#tspQvChartuzione

https://it.m.wikipedia.org/wiki/Produzione_di_idrogeno

https://www.toyota.it/mondo-toyota/news-eventi/mirai-caratteristiche.json

https://www.tesla.com/it_IT/model3

http://tariffe.segugio.it/guide-e-strumenti/domande-frequenti/quanto-costa-un-kwh-di-energia-elettrica.aspx

https://it.wikipedia.org/wiki/Economia_dell%27idrogeno

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