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Perché Toyota e GM stanno spingendo sul mercato le auto a celle a combustibile?
I veicoli a idrogeno sono stati fuori dai riflettori per anni, ma stanno per fare un sorprendente ritorno. Toyota dice che svelerà una berlina alimentata a celle a combustibile a idrogeno entro la fine dell'anno che sarà in vendita nel 2015; diverse altre case automobilistiche, nel frattempo, hanno annunciato partnership per commercializzare la tecnologia (vedi Ford, Daimler e Nissan Commit to Fuel Cells), tra cui GM e Honda, che hanno annunciato tale collaborazione questa settimana.
Prototipo costoso: Toyota dice che sta per uscire con un veicolo a celle a combustibile che costa un ventesimo di questo veicolo di prova.
Sebbene rimangano molte sfide per i veicoli a idrogeno, negli ultimi anni i ricercatori hanno apportato grandi miglioramenti alla tecnologia spesso diffamata, compresa la riduzione notevolmente dei suoi costi. Di conseguenza, i veicoli a celle a combustibile sembrano pronti a svolgere un ruolo significativo nel soddisfare le ambiziose normative sulle emissioni dei veicoli, in particolare in luoghi come la California.
GM, Toyota e un paio di altre case automobilistiche hanno svolto un ottimo lavoro. Le celle a combustibile si stanno avvicinando alla praticabilità, più di quanto la maggior parte delle persone possa pensare, afferma Brett Smith , co-direttore per la produzione, l'ingegneria e la tecnologia presso il Center for Automotive Research, un'organizzazione no-profit di Ann Arbor, nel Michigan.
I veicoli a celle a combustibile un tempo erano i beniamini dell'amministrazione Bush: il presidente Bush ha chiesto 1,2 miliardi di dollari in finanziamenti per la tecnologia nel suo discorso sullo stato dell'Unione del 2003. Emettono solo vapore acqueo e potrebbero essere convenienti come le auto convenzionali, poiché possono essere rifornite nel tempo necessario per riempire un serbatoio di gas e avere un'autonomia di guida simile. Ma i veicoli a celle a combustibile si sono rivelati estremamente costosi e per essere pratici richiederebbero un massiccio investimento nelle stazioni di rifornimento di idrogeno. Ci sono state anche domande su quanto siano effettivamente ecologici i veicoli a celle a combustibile a idrogeno: mentre le auto stesse non emettono anidride carbonica, l'idrogeno viene prodotto dal gas naturale, un combustibile fossile, in un processo che rilascia grandi quantità di anidride carbonica . L'idrogeno può anche essere prodotto utilizzando l'energia solare ed eolica, ma questo processo è inefficiente e costoso.
Man mano che le sfide con la tecnologia diventavano più evidenti, l'interesse diminuiva (vedi Hype sull'idrogeno) e Bush iniziò invece a enfatizzare i biocarburanti. Nel 2009, l'amministrazione Obama ha tagliato i fondi per la ricerca e lo sviluppo di veicoli a celle a combustibile. L'allora segretario all'Energia, Steven Chu, disse che ci sarebbe voluto un miracolo perché i veicoli a celle a combustibile avessero successo. (In realtà, ha detto che ce ne sarebbero voluti quattro. Vedi Q&A: Steven Chu.)
Ma i miracoli accadono. Dal 2009, i costi relativi ai veicoli a celle a combustibile sono diminuiti. I prototipi che GM e Toyota hanno costruito alcuni anni fa costano ben oltre 1 milione di dollari ciascuno. Ora Toyota dice che il suo obiettivo è vendere la sua berlina a celle a combustibile per meno di $ 100.000. I costi sono diminuiti quando Toyota ha trovato il modo di ridurre il numero di parti nel suo sistema di celle a combustibile e di diminuire la quantità di costoso platino necessario. La società afferma che sta spingendo molto sulla ricerca e sviluppo per la tecnologia di produzione, tra le altre cose, per ridurre i costi ancora più in vista del lancio del 2015.
Chris Hostetter , vicepresidente della pianificazione strategica presso Toyota Motor Sales, USA, afferma che la berlina potrebbe costare fino a $ 50.000, il che la renderebbe più economica del veicolo elettrico Model S di Tesla, che ha una gamma simile (altri veicoli elettrici sono più economici, ma richiedono ricariche frequenti). Potremmo sorprendere le persone con i progressi che abbiamo fatto, afferma Hostetter.
I costi sono diminuiti a un ritmo abbastanza costante, afferma Daniel Sperling , direttore dell'Institute for Transportation Studies presso l'Università della California a Davis e membro dell'Air Resources Board della California, che sovrintende alle normative sulle emissioni dei veicoli. La maggior parte delle persone nell'industria automobilistica pensa che, una volta nella produzione su larga scala, il costo non sarà un ostacolo.
Uno sguardo attento alle emissioni delle tecnologie concorrenti come i veicoli elettrici e le auto convenzionali mostra che le auto a celle a combustibile hanno significativi benefici ambientali, anche quando l'idrogeno è prodotto da gas naturale. A maggio, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha pubblicato la sua analisi più recente sulle emissioni totali di anidride carbonica previste dai veicoli a celle a combustibile nel 2035, comprese le emissioni associate alla produzione di idrogeno dal gas naturale, alla sua compressione e al trasporto. L'analisi mostra che le auto emetteranno meno della metà di anidride carbonica rispetto ai veicoli a benzina convenzionali ora. Rilascerebbero anche meno anidride carbonica rispetto ai veicoli elettrici quando i veicoli elettrici vengono caricati in parti degli Stati Uniti che dipendono fortemente dall'energia del carbone. Tuttavia, i veicoli elettrici hanno un aspetto migliore in posti come la California, che utilizza poco carbone, e in un ipotetico futuro in cui saranno caricati esclusivamente con fonti come l'energia eolica e solare.
I veicoli a celle a combustibile potrebbero anche essere un vantaggio per l'energia rinnovabile, aiutando ad affrontare la loro intermittenza. Un'opzione presa in considerazione in Germania è quella di utilizzare l'energia eolica in eccesso generata di notte, quando la domanda è bassa, per elettrolizzare l'acqua, producendo idrogeno (vedi l'idrogeno potrebbe essere la chiave dei piani energetici tedeschi). Sperling dice che usare l'idrogeno come un modo per immagazzinare l'energia rinnovabile in eccesso ha senso. Nota inoltre che ci sono altre strade promettenti per la produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio in fase di sviluppo, come impianti di ingegneria per produrre idrogeno direttamente dalla luce solare, sebbene questi siano nelle prime fasi di sviluppo.
Ma la sfida più grande per i veicoli a celle a combustibile rimane la mancanza di stazioni di rifornimento di idrogeno. A differenza dei veicoli elettrici, che possono essere ricaricati a casa, i veicoli a idrogeno richiederanno una rete di stazioni di rifornimento. Alcuni suggeriscono che anche poche stazioni di servizio in una città sarebbero sufficienti per incoraggiare le persone ad acquistare i veicoli, ma Smith è scettico. Se ci fossero solo quattro stazioni di servizio in città, dice, gli autisti potrebbero aver bisogno di 10-15 minuti per fare il pieno. Non lo farò quando so che c'è una stazione di servizio a ogni angolo, dice.
Le case automobilistiche sono ben consapevoli di questo potenziale ostacolo. Toyota sta attualmente lavorando con governi e aziende nel tentativo di installare più stazioni di rifornimento di idrogeno prima di iniziare a vendere i suoi veicoli a celle a combustibile. L'infrastruttura è qualcosa di cui siamo ansiosi, dice Hostetter.