Inferno e idrogeno

Il seguente articolo appare nel numero di marzo/aprile 2007 di Revisione della tecnologia.

La berlina BMW Hydrogen 7 brucia idrogeno o gas in un motore a combustione interna; l'idrogeno liquido è immagazzinato in un pesante serbatoio montato sul bagagliaio.

Quando Klaus Draeger, responsabile della ricerca e sviluppo della BMW, ha preso il microfono in un hotel di Berlino lo scorso autunno, le pance dei giornalisti riuniti erano piene di mint juleps e tutto ha iniziato ad avere un senso. Forse la crisi petrolifera mondiale e la minaccia del cambiamento climatico potrebbero essere affrontate in modo sensato utilizzando l'idrogeno come carburante per i trasporti. Draeger ha abbozzato l'affascinante visione di un futuro in cui le auto di lusso ad alte prestazioni bruciano idrogeno ed emettono principalmente vapore acqueo. L'idrogeno potrebbe un giorno essere fornito da fonti di energia rinnovabili, ha detto, e nessuno dovrebbe fare alcun sacrificio. E noi giornalisti avremmo potuto guidare le prime auto di questo tipo il giorno dopo.

Questa storia faceva parte del nostro numero di marzo 2007

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Sarete dei pionieri! Sarai seduto al volante dell'Hydrogen 7, guidando attraverso Berlino e la campagna. E per la prima volta guiderai questa berlina di lusso alimentata a idrogeno, esclamò Draeger, usando il Britishismo per berlina. BMW presterà 100 di queste auto a personaggi pubblici ancora senza nome come parte della sua campagna promozionale globale per l'energia pulita. In un certo senso, la campagna assomiglia allo sforzo di GM di promuovere il proprio programma di auto a idrogeno. L'attenzione di GM è su un'auto futuristica a celle a combustibile. La versione BMW utilizza la combustione interna: brucia idrogeno invece di scremare i suoi elettroni. Stesso messaggio, però: l'idrogeno è la risposta.

Gli esperti ti diranno che l'idrogeno ha la più grande possibilità di sostituire i combustibili fossili, ha spiegato Draeger, mentre il vino scorreva. Si prega di vedere l'Hydrogen 7 come un'offerta. Possiamo rendere questa vettura una realtà solo con i nostri partner nelle scienze politiche, nel mondo degli affari, nell'industria energetica. Ha concluso con un appello ai politici di tutto il mondo affinché rendano accessibili la produzione, la consegna e lo stoccaggio di idrogeno pulito.

Il giorno dopo, ho dato un'occhiata all'Hydrogen 7. Dall'esterno sembrava una normale berlina di lusso BMW a quattro porte. Ho aperto il bagagliaio e mi sono meravigliato del pesante serbatoio di acciaio che conteneva idrogeno liquido a -253 ºC. Durante la guida, ho toccato un pulsante al volante per passare dalla benzina all'idrogeno; Non ho notato alcun intoppo, solo un rumore del motore più acuto. L'auto è molto bella. Ma ha senso ambientale?

La risposta semplice è no. Nel contesto dell'economia energetica complessiva, un'auto come la Hydrogen 7 produrrebbe probabilmente molte più emissioni di anidride carbonica rispetto alle auto a benzina oggi disponibili. E cambiare questo calcolo richiederebbe più scoperte, che studio dopo studio ha previsto richiederanno decenni, se mai arriveranno. In effetti, l'Hydrogen 7 e i suoi cugini a celle a combustibile a idrogeno sono, in molti modi, semplicemente distrazioni appariscenti prodotte dalle case automobilistiche che dovrebbero intraprendere azioni immediate più forti per ridurre le emissioni di gas serra delle loro auto. A partire dal 2003, le emissioni dei trasporti rappresentavano un terzo di tutte le emissioni di anidride carbonica degli Stati Uniti.

Nessuno ha chiarito questo punto più chiaramente di Joseph Romm in Inferno e acqua alta . Romm è un fisico formato dal MIT che ha gestito programmi di efficienza energetica nel Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti durante l'amministrazione del presidente Clinton e ora gestisce una società di consulenza chiamata Center for Energy and Climate Solutions. Il suo libro fornisce un riassunto accurato di ciò che è noto sul riscaldamento globale e sui cambiamenti climatici, un'agenda ragionevole per la tecnologia e la politica e un'introduzione su come la disinformazione politica ha minato la scienza del clima. A suo avviso, la retorica delle scoperte tecnologiche – inclusa l'enfasi del presidente Bush e di alcuni nell'industria automobilistica su una futura economia dell'idrogeno – fornisce poco più che una copertura ufficiale per l'inazione a breve termine.

Romm ci ricorda il crescente consenso scientifico: dobbiamo ridurre rapidamente le emissioni di gas serra per evitare gli effetti peggiori del riscaldamento globale. Pertanto, sostiene Romm, il compito dei leader politici è chiaro. Tra le altre cose, devono adottare rapidamente standard di efficienza più rigorosi per case, uffici e industria; imporre rigorosi aumenti del risparmio di carburante delle automobili, il che significa un'adozione diffusa di auto ultra efficienti, comprese le ibride; e costruire il maggior numero possibile di impianti eolici e solari, espandendo con cautela l'energia nucleare. Romm sostiene persino che potremmo ridurre le emissioni di anidride carbonica a livello nazionale di due terzi senza aumentare la bolletta elettrica annuale di nessuno. Cita il record trentennale della California di investimenti aggressivi in ​​tecnologie energetiche più pulite e programmi di efficienza energetica. Quando questi investimenti vengono ammortizzati, i costi rimangono invariati mentre il consumo di energia e le emissioni di anidride carbonica diminuiscono. Oggi, scrive Romm, un californiano ha una bolletta elettrica non più grande di quella di un americano medio, ma genera solo un terzo dell'anidride carbonica.

La ragione per cui le auto alimentate a idrogeno produrrebbero più emissioni di anidride carbonica rispetto alle auto normali inizia dal fatto che ci vuole energia per creare idrogeno. Un modo per produrre idrogeno è estrarlo direttamente dai combustibili fossili; infatti, uno studio della National Academy of Sciences del 2004 ha predetto che i combustibili fossili sarebbero stati la principale fonte di idrogeno per diversi decenni. L'altro modo è dividere le molecole d'acqua usando l'elettricità. Naturalmente, BMW parla di questo approccio, immaginando l'elettricità che alla fine sarebbe fornita da fonti rinnovabili. Le brochure BMW mostrano l'Hydrogen 7 parcheggiato davanti a turbine eoliche e pannelli fotovoltaici luccicanti. Ma le fonti rinnovabili forniscono solo il 2% dell'elettricità mondiale (senza contare il 16% dell'energia idroelettrica). Il carbone, al contrario, fornisce il 39% ed è il peggior emettitore di anidride carbonica, watt per watt. Chiaramente, un grande uso dell'energia rinnovabile è sostituire l'energia dal carbone. Ma vale la pena deviarne anche una piccola parte al compito di produrre idrogeno?

Secondo l'analisi di Romm, la matematica per le auto a idrogeno semplicemente non funziona. La combustione del carbone per generare un megawattora di elettricità produce circa 2.100 libbre di anidride carbonica. Ne consegue che un megawattora di energia rinnovabile può evitare tali emissioni. L'utilizzo di tale elettricità per produrre idrogeno produrrebbe abbastanza carburante per consentire a un'auto a celle a combustibile di percorrere circa 1.000 miglia, afferma Romm. Ma guidare quelle 1.000 miglia in un'auto a benzina che fa 40 miglia per gallone produrrebbe solo 485 libbre di anidride carbonica. In questo senso, afferma Romm, un veicolo alimentato da celle a combustibile a idrogeno creerebbe indirettamente quattro volte le emissioni di anidride carbonica delle auto a benzina più efficienti di oggi.

E i numeri per l'Hydrogen 7 sono peggiori, perché brucia idrogeno. La combustione produce una coppia elettrizzante, ma è molto meno efficiente della tecnologia a celle a combustibile. Anche contro l'Hydrogen 7 è il fatto che immagazzina l'idrogeno come un liquido; raffreddare l'idrogeno e comprimerlo in forma liquida consuma più energia che immagazzinarlo come gas compresso. È sicuro dire che questa è un'attività inutile, dice Romm. BMW è riuscita a sviluppare il veicolo meno efficiente che si possa inventare.

La nuova auto BMW è un meraviglioso pezzo di ingegneria. Ma è anche una distrazione dai problemi reali: dobbiamo bruciare meno combustibili fossili e ridurre le nostre emissioni di gas serra oggi. Le case automobilistiche innovative come la BMW dovrebbero dedicare le loro notevoli capacità alla realizzazione di auto più efficienti, come la nuova berlina economica 118d della BMW, che in media ottiene 50 miglia al gallone. Ma l'Hydrogen 7 non è certo il nuovo standard di mobilità sostenibile e senza sostanze inquinanti proclamato da BMW. Sarebbe saggio rifiutare l'offerta di Draeger.

Inferno e acqua alta: il riscaldamento globale - la soluzione e la politica - e cosa dovremmo fare
Di Joseph J. Romm William Morrow, 2007, $ 24,95

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