ENERGIA PULITA PER LA CITTA DEL FUTURO. di Aldo Fumagalli Romario, Presidente H2It, Associazione Italiana Idrogeno e Celle a Combustibile

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1 ENERGIA PULITA PER LA CITTA DEL FUTURO di Aldo Fumagalli Romario, Presidente H2It, Associazione Italiana Idrogeno e Celle a Combustibile L idrogeno è l'elemento più abbondante dell'universo. Non è una fonte di energia elettrica, bensì un vettore energetico, ossia un mezzo per accumularla e distribuirla. La sua combustione non genera anidride carbonica o altri composti di tipo carbonioso. Se utilizzato attraverso sistemi innovativi denominati celle a combustibile ( fuel cells ), consente di produrre energia elettrica pulita, generando come unico sottoprodotto vapore acqueo. La generazione di energia per usi stazionari (riscaldamento / condizionamento) e per i trasporti deve sempre di più conciliarsi con i principi della sostenibilità ambientale: per questo motivo, lo scenario futuro più probabile sarà caratterizzato da produzioni di energia decentralizzate e da uno sfruttamento sempre più efficiente delle fonti di energia primaria. In questo contesto, il ricorso all idrogeno quale vettore energetico avrebbe una collocazione coerente: esso infatti, ai fini della sua produzione, stimolerebbe un migliore utilizzo delle fonti rinnovabili (nel caso di idrogeno prodotto a partire dall acqua, e per mezzo di energia solare, eolica, biomasse ), ed inoltre permetterebbe l accumulo dell energia elettrica prodotta, il suo eventuale trasferimento e l utilizzo dove e quando occorra. Al momento, una piena competitività di mercato su larga scala delle nuove tecnologie dell idrogeno non è ancora possibile, e ciò per diverse ragioni infrastrutturali, normative ed economiche. Proprio per questo, è oggi necessaria una particolare sensibilità degli attori coinvolti, al fine di promuovere interventi mirati a sostenere adeguatamente detti sviluppi tecnologici e rendere definitivamente mature le soluzioni tecniche, in vista dell affermazione di un mercato energetico basato sull idrogeno (collocabile secondo le aspettative degli operatori attorno al ). Allo scopo di facilitare e rendere più rapida la transizione verso l economia dell idrogeno, le Istituzioni internazionali hanno attivato e promosso diversi programmi. L Unione Europea, in particolare, ha avviato il 14 ottobre 2008 un iniziativa tecnologica congiunta pubblico-privata per le celle a combustibile e l idrogeno denominata FCH-JTI. Questa iniziativa, con la messa a disposizione di contributi per 940 milioni nell arco di 7 anni, quali co-finanziamenti di progetti di consorzi privati europei, si pone proprio l obiettivo di incentivare lo sviluppo di un mercato per le applicazioni dell idrogeno e delle celle a combustibile.

2 All iniziativa hanno aderito finora circa una sessantina di aziende europee (fra cui alcune delle maggiori imprese automobilistiche e del settore petrolifero, quali Daimler, BMW, Volkswagen, Shell, Total, BP). Le aziende italiane che hanno espresso il loro interesse sono, ad oggi, otto (Ansaldo Fuel Cells, Centro Ricerche Fiat, Enel Produzione, Environment park, ILT Technology, Labor, SAPIO, SOFC Power). In Italia, nel 2005, su indicazione del Ministero dell Università e della Ricerca Scientifica (in collaborazione con i Ministeri delle Attività Produttive, dell Ambiente e dei Trasporti), era stata avviata la Piattaforma Nazionale Idrogeno e Celle a Combustibile, i cui lavori hanno visto il coinvolgimento di circa 70 rappresentanti di Ministeri, Regioni, Industria, Università, Centri di Ricerca, Istituzioni Finanziarie ed Associazioni di Categoria con il Coordinamento del Centro Ricerche Fiat. Essi hanno permesso di giungere ad una prima impostazione strategica condivisa di un Programma Paese di ricerca e sviluppo per la crescita di conoscenze e il miglioramento della competitività industriale dell Italia nel settore dell idrogeno. L iniziativa Europea della JTI può quindi oggi costituire anche una buona opportunità per il rilancio di questo Programma, nell ambito di un nuovo piano energetico nazionale e di un rinnovato impegno nel settore dell idrogeno e delle celle a combustibile, sull esempio di quanto stanno già facendo gli altri Paesi europei. Proprio a tal fine, l Associazione italiana dell idrogeno e celle a combustibile H2IT ( ha recentemente lanciato la proposta di un aggiornamento della strategia sviluppata dalla piattaforma italiana, che tenga conto dell evoluzione avvenuta negli ultimi tre anni, sia con riferimento alle recenti iniziative europee in corso, sia alle nuove opportunità per l Italia derivanti da importanti vetrine come il World Expo 2015 a Milano. L obiettivo di H2IT è che, con il contributo dei soggetti pubblici e privati interessati, sia possibile addivenire rapidamente ad un documento di riferimento di indirizzo strategico-programmatico utile per le decisioni di politica industriale che gli attori pubblici vorranno adottare in materia di sviluppo delle tecnologie dell idrogeno. Nel mondo sono attualmente in corso numerose sperimentazioni nel settore dell idrogeno e delle celle a combustibile. Le indicazioni riportate di seguito ci aiutano a capire a che punto siamo. Applicazioni per la mobilità Le previsioni dei principali attori coinvolti nel processo di sviluppo tecnologico verso l utilizzo dell idrogeno come carburante (case automobilistiche, aziende del settore produzione e distribuzione

3 carburanti, società del settore idrogeno, esperti scientifici etc.) convergono sostanzialmente nel collocare fra circa anni l avvento di una diffusione su larga scala dei veicoli a idrogeno (ossia il tempo in cui tali mezzi saranno commercializzati e immessi sul mercato a pieno titolo, come oggi lo sono le vetture tradizionali a benzina, diesel etc.). Se è vero che questa visione temporale non appare imminente, è altrettanto vero che il processo di diffusione di veicoli a idrogeno, non più solo a livello dimostrativo bensì accessibili ad un più ampio spettro di utenti, è già stato avviato: valgano, a titolo di esempio, i programmi di BMW e di Honda. BMW ha sviluppato la più recente versione della sua ammiraglia a idrogeno (Serie 750HL) in possesso di un omologazione equiparata a tutti gli effetti ad una autorizzazione tradizionale, il che consente a questa vettura, a combustione interna e con idrogeno stoccato sottoforma liquida nel serbatoio, di poter essere guidata non solo da personale appositamente addestrato (come normalmente avviene nei progetti cosiddetti dimostrativi ), bensì potenzialmente da tutti i guidatori in possesso di patente consona (in una prima fase, per ragioni di immagine, la vettura sarà data in dotazione a VIP accuratamente selezionati visto anche il limitato numero di esemplari prodotti: alcune decine). Honda, dal canto suo, sta avviando in California un programma di affidamento in noleggio a clienti selezionati dei primi esemplari del modello della propria auto alimentata a idrogeno FCX Clarity. Le tecnologie di stoccaggio dell idrogeno a bordo dell autovettura, utilizzate dalla case automobilistiche, sono attualmente due: sottoforma gassosa o liquida. Ciascuna delle due presenta vantaggi e svantaggi. Le case automobilistiche non hanno ancora operato una scelta strategica univoca, anche se al momento sono più numerose quelle che hanno sviluppato vetture equipaggiate con serbatoi di stoccaggio ad idrogeno gassoso (Daimler-Chrysler, Fiat, Toyota, Honda, PSA) rispetto a quelle che hanno puntato su equipaggiamenti con serbatoi ad idrogeno liquido (BMW, Opel-GM). E probabile che nessuna delle due tecnologie prevarrà nettamente sull altra e che entrambe in futuro conviveranno, diffondendosi in funzione di fattori legati alle scelte energetiche dei singoli Paesi (la Germania, ad esempio, è favorevole ad una logistica basata sull idrogeno liquido, a differenza di altri Paesi Europei).

4 In Europa, a tutt oggi, il progetto più importante per la mobilità nel settore pubblico è il progetto CUTE che ha favorito la circolazione di 30 autobus Citaro Mercedes in 10 città. Nove di questi autobus sono regolarmente in servizio nella città di Amburgo. La Hydrogen Bus Alliance si è incaricata di diffondere le esperienze sugli autobus ad idrogeno allo scopo di estenderne l uso nel maggior numero possibile di città Europee e nel mondo. Per quanto riguarda la diffusione della rete distributiva, necessaria per alimentare i veicoli ad idrogeno, all avanguardia si trovano gli Stati Uniti (con 70 siti di rifornimento di cui 24 attivi in California, California Fuel Cells Partnership ) ed il Giappone (17 siti di cui 11 attivi nell area metropolitana di Tokyo, progetto JHFC ) dove sono individuabili le prime reti infrastrutturali. In Europa, un ruolo di primo piano spetta sicuramente alla Germania, e a Berlino in particolare, con le due stazioni operative inaugurate fra il 2004 e il 2006 e collocate in distributori multi-fuel pubblici. L Italia confida di restare al passo in questo sviluppo e annovera oggi alcuni impianti già realizzati, presso i quali è possibile fare rifornimento a veicoli a idrogeno (i distributori di idrogeno gassoso e liquido realizzati dalla SOL nel Progetto Milano Bicocca, i distributori AGIP di Mantova e Collesalvetti-LI, l impianto di rifornimento realizzato dall ENEA presso il Centro Ricerche del Brasiamone. Nuovi impianti sono previsti in Puglia, Piemonte, Lombardia, Veneto, Lazio etc. ). Anche per quanto concerne la mobilità di mezzi di trasporto diversi da auto e autobus (quali treni, navi etc.) sono in corso alcuni progetti sperimentali, seppur in numero inferiore e meno reclamizzati. Il problema principale in tali casi, è che le potenze richieste per muovere una locomotrice o una nave con propulsione a celle a combustibile sono estremamente elevate, e ciò implica costi di progetto molto più alti rispetto a quelli in gioco nel caso di un auto/autobus. Inoltre, l attuale affidabilità delle celle a combustibile non è ancora allineata con la vita di esercizio di questi mezzi di trasporto. Applicazioni stazionarie: Come detto precedentemente l idrogeno può essere utilizzato anche per produrre energia a fini stazionari. Fra i progetti di ricerca e sperimentazione in corso in questa direzione, per l Italia va segnalato il progetto Milano Bicocca, nell ambito del quale è prevista a Milano Bicocca (quindi in un contesto

5 urbano densamente popolato e ricco di utenze) la realizzazione di una catena energetica integrata che, a fianco della sperimentazione di auto e distributori per la mobilità urbana, prevede anche la sperimentazione di celle a combustibile di nuova generazione per la produzione di energia elettrica con basso impatto ambientale, alta efficienza, e potenza elettrica di 500 kw, realizzate da Ansaldo. Un secondo progetto, implementato da ICI Caldaie, prevede la realizzazione di una centrale termica unica per servire un complesso in costruzione di metri quadrati a Padova, con rete di teleriscaldamento. Obiettivo comune di questi progetti è la sperimentazione di sistemi stazionari di energia con idrogeno e celle a combustibile, efficienti e a basso impatto ambientale, con la possibilità di loro replica a livello nazionale. Applicazioni portatili Un ulteriore campo di applicazione delle celle a combustibile e dell idrogeno, potenzialmente molto vasto, è quello del loro utilizzo per l alimentazione di energia in applicazioni di tipo portatile: ad esempio per il funzionamento di apparecchi come telefoni cellulari, computer, walkman, videocamere, o anche di utensili da cantiere, apparecchiature medicali, generatori di energia, UPS, il cui impiego preveda contesti, sempre o saltuariamente, ove non sia utilizzabile la rete elettrica. In questo campo è attiva la ditta svizzera MES-DEA, che ha da poco ultimato lo sviluppo di un generatore portatile a celle a combustibile rivolto principalmente ai settori nautico e camperistico per attività ricreative, e utilizzabile anche in ambiti lavorativi per l alimentazione di utensili elettrici. Dato che la potenza richiesta da questi apparecchi non è particolarmente elevata, i sistemi a celle a combustibile possono essere più competitivi rispetto alle convenzionali batterie, dato che queste ultime, una volta esauste, generano problemi ambientali e costi di smaltimento, e che il tempo di ricarica con idrogeno del serbatoio o cartuccia è decisamente inferiore al tempo di ricarica di una batteria elettrica. Perciò, si guarda a queste applicazioni come ad una opportunità per avviare gli effettivi primi mercati nel settore delle celle a combustibile. In conclusione, ci si augura che le energie, le competenze e le esperienze italiane in corso nei suddetti settori possano essere incanalate ed impiegate nello sviluppo di una strategia nazionale dell idrogeno e delle celle a combustibile, che permetta la loro integrazione nel sistema energetico e nei trasporti nazionali, di cui il WorldExpo 2015 potrebbe essere la vetrina.

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