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Scontro proibito: fuel cell a idrogeno o batterie al Litio?

Sembra una battaglia aperta quella tra batterie e fuel – cell, su quale sia la migliore tecnologia per accumulare l’energia derivante da fonti di energia rinnovabile.

Ma se avete un temporaneo vuoto di memoria su queste due tecnologie, eccomi quà apposta per rinfrescarvela:

Di batterie ne esistono di svariati tipi ma qui prendiamo in considerazione le batterie al Litio, che sono al momento le più usate sia per l’accumulo degli eccessi di energia rinnovabile, sia per le auto elettriche: semplicemente delle batterie molto simili a quelle dei nostri smartphone ma molto più grandi e potenti.

Le fuel cell invece, in italiano tradotto celle a combustibile, producono sia energia elettrica che calore quando si introduce il combustibile.

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Schema di funzionamento della fuel cell a idrogeno ed esempio reale

Come si può vedere dallo schema sopra, nella fuel cell a idrogeno viene inserito il combustibile dell’idrogeno (H2), che, grazie alla particolare membrana elettrolitica della fuel cell, si ricombina all’ossigeno (O2) dell’aria e da questa reazione abbiamo energia elettrica, calore e acqua (H2O, derivante dall’unione di idrogeno e ossigeno) di scarto.

Ed è proprio il fatto che entrambe possano accumulare energia che diede origine alla disputa delle dispute… Lo scontro tra il potenziale delle batterie e quello delle fuel cell per accumulare l’energia rinnovabile!

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Ma io non l’ho mai vista così, ho sempre saputo la verità. E cioè che l’avrebbe vinta l’idrogeno nelle fuel cell.

Ma poi è venuto sempre più fuori Elon Musk (per chi non lo conoscesse, fondatore di PayPal, CEO di Tesla Motors, che è una delle più quotate industrie di veicoli elettrici) con le sue GigaFactory per produrre grandi quantità di batterie al Litio, e il suo scetticismo verso quello che per me è un mito (l’idrogeno) e stavo perdendo le speranze.

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Elon Musk in visita alla GigaFactory

Si dice che la verità sta sempre nel mezzo

Ma a me non piaceva nemmeno vedere la realtà, a me piaceva vedere oltre la realtà, sapendo che avrei potuto crearla. Io ero a favore idrogeno: l’avrebbe vinta.

Certo è che la battaglia, dal punto di vista mediatico, al momento sembrerebbe favorire le batterie al Litio. Ma quale ne è il motivo?

DA DOVE E’ NATO STO’ FAVOREGGIAMENTO?

In una società in cui solamente il 10% delle persone riescono ad avere una vera visione a lungo termine, evidentemente le batterie sono il mezzo tramite il quale eliminare il problema ambientale, sia dal punto di vista della mobilità, che da quello energetico, sui quali sta puntando Elon.

L’energia elettrica condotta nell’infrastruttura già esistente va a ricaricare le batterie al Litio delle automobili e delle case e nel caso in cui questa energia elettrica provenga da fonti di energia rinnovabile, tutto è bell’e fatto direbbe mia nonna. Il problema climatico ed ambientale è risolto.

Perché non ti hanno detto che il Litio è uno dei materiali meno reperibili sulla Terra.

Ed ecco che invece Germania, Giappone, Usa, Cina e Corea del Sud investono sulla creazione di un’economia all’idrogeno.

Più di 370 stazioni di idrogeno in tutto il mondo; di questi, oltre 275 sono accessibili al pubblico e possono essere utilizzati come qualsiasi stazione di benzina / diesel convenzionale.

Più di 150 di queste stazioni a idrogeno sono attualmente in funzione in Europa ed in Germania, dove a Luglio 2016 c’erano solo 20 stazioni in funzione ora ce ne sono più di 71 in tutto il paese e questo numero arriverà a 100 entro la fine dell’anno. 

In Asia, con circa 140 stazioni di idrogeno ad oggi, circa 100 di queste sono in Giappone. La Corea del Sud è molto attiva in questo settore, mentre la Cina si sta rapidamente affermando e costruendo la propria infrastruttura.

Nel Nord America e in particolare negli Stati Uniti oltre 80 stazioni in funzione. Con oltre 40 stazioni, la costa occidentale degli Stati Uniti è il focolaio di attività in questa regione – e oltre 7000 auto a celle a combustibile sono state vendute e noleggiate nello stato della California.

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Un Honda Clarity a fuel cell a idrogeno alla stazione di rifornimento in California

Il Giappone ha poco più di 3.000 veicoli a idrogeno sulle strade, ma punta a circa 200.000 sulla strada entro Marzo 2026, per il quale spera di avere più di 300 stazioni attive. 

“Solo per le Olimpiadi di Tokyo, il Giappone aspira ad avere 100 autobus a celle a combustibile dispiegati a Tokyo e 40.000 veicoli a idrogeno sulla strada …”

E… visto che sono italiano e amo la mia patria ricca di tutto quello che si può volere, anche noi stiamo compiendo qualche timido passo verso l’idrogeno con una stazione di rifornimento a Bolzano, e un accordo a Venezia tra Toyota, Eni, Comune e Città metropolitana di Venezia per rendere operativa una stazione di rifornimento di idrogeno nel territorio del Comune di Venezia e munirla di una flotta di 10 Toyota Mirai, per la promozione della mobilità sostenibile e a basse emissioni nel territorio veneziano.

Nel settore della mobilità l’idrogeno nelle fuel cell se la batte gravemente con l’utilizzo delle batterie perché riduce di molto l’ansia da ricarica elettrica: ovvero che con l’idrogeno, già attualmente si possono percorrere più di 700 km con gli attuali modelli di auto a celle a combustibile (500 km la Toyota Mirai) contro molti veicoli elettrici che attualmente lottano per andare oltre un raggio dichiarato di 300 km.

Rifornimento in soli 3-5 minuti, similmente all’esperienza di benzina o diesel a cui siamo già abituati.

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La fiammante Toyota Mirai

“I veicoli alimentati a idrogeno hanno chiaramente più energia nel serbatoio. Gli FCEV attualmente in uso o in fase di preparazione per la commercializzazione hanno un raggio di guida dichiarato paragonabile ai veicoli a benzina e diesel, in genere tra le 400 e le 500 miglia a serbatoio pieno ”

Ma, non contenti della disputa, è stato condotto uno studio da ricercatori del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE che ha esaminato le emissioni di gas a effetto serra (GHG) generate durante la produzione, il funzionamento e lo smaltimento di veicoli a batteria e celle a combustibile con autonomia di 300 km e oltre per verificare quali fossero, tra le auto a fuel cell e quelle elettriche, “più rispettose del clima”.

Ed è risultato, che nel caso peggiore in cui l’energia elettrica per produrre l’idrogeno sia derivata dal 100% di gas naturale, le auto con idrogeno e celle a combustibile sono “più rispettose del clima” rispetto ai veicoli a batteria se la loro autonomia è di 250 km o più.

L’impronta di gas a effetto serra della produzione e del riciclaggio di un sistema di celle a combustibile, compreso il serbatoio, corrisponde approssimativamente a quella di un motore elettrico con una capacità di stoccaggio di 45-50 kWh. Per le auto con batterie più grandi, vengono emessi più GHG rispetto al sistema a celle a combustibile in una classe di potenza comparabile.

Tuttavia i veicoli con batterie medio-piccole (meno di 50 kWh di capacità di stoccaggio) e autonomia fino a 250 km vengono prodotti con meno emissioni rispetto a motori comparabili a fuel cell.

Che quindi possano coesistere e aiutarsi a vicenda nel migliorare vicendevolmente i propri punti deboli?

E… sarà lo stesso nel caso di stack di fuel cell (accorpamenti di fuel cell) per produrre energia elettrica e calore in casa?

Noi di Hydromy ci crediamo.

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