CHE COS’È L’IDROGENO VERDE E PERCHÉ È FONDAMENTALE PER IL TRASPORTO?

Rappresentando uno dei pilastri più strategici della transizione energetica globale, l’idrogeno verde si afferma come un partner di soluzione indispensabile per il trasporto pesante che richiede un’elevata densità energetica al fine di raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione in un settore storicamente dominato dai combustibili fossili. Mentre la pressione della crisi climatica e i quadri normativi vincolanti, come il Green Deal europeo, orientano i comuni e le autorità di trasporto pubblico verso tecnologie a zero emissioni, la purezza dell’idrogeno verde ottenuto tramite l’elettrolisi dell’acqua garantisce la sostenibilità dei sistemi energetici.

Questa tecnologia consente di immagazzinare l’elettricità proveniente da fonti rinnovabili sotto forma di legami chimici e di utilizzarla per applicazioni mobili, offrendo un’alternativa pulita che replica la flessibilità operativa del diesel senza il relativo costo ambientale.

Dobbiamo costruire un futuro a impatto climatico zero. I combustibili fossili degradano la qualità dell’aria locale e accelerano il cambiamento climatico. L’idrogeno verde risolve questo problema in modo strutturale. Nel processo produttivo viene utilizzata esclusivamente energia rinnovabile, riducendo l’impronta di carbonio a zero.

Definizione di idrogeno verde

L’idrogeno verde è un vettore energetico ad alta purezza prodotto attraverso un processo privo di emissioni di carbonio, che garantisce un carburante pulito sia all’origine sia durante l’utilizzo finale. A differenza delle fonti energetiche tradizionali, non viene estratto ma sintetizzato, fungendo da collegamento strategico tra la produzione di elettricità rinnovabile e il consumo energetico mobile.

Rappresenta il “gold standard” dello spettro dell’idrogeno, poiché si basa esclusivamente su input privi di carbonio.

Affinché sia realmente efficace, la produzione deve essere pulita. Oggi la maggior parte dell’idrogeno viene prodotta a partire da carbone o gas naturale, attraverso un processo inquinante e non sostenibile. L’idrogeno verde cambia completamente questa equazione utilizzando solo acqua ed elettricità da fonti eoliche o solari. È l’unica opzione di idrogeno veramente rinnovabile.

Produzione di idrogeno tramite elettrolisi

Il cuore scientifico della produzione di idrogeno verde è l’elettrolisi, un processo in cui una corrente elettrica attraversa l’acqua per rompere i legami chimici tra le molecole di idrogeno e ossigeno, convertendo l’energia elettrica in energia chimica immagazzinabile.

Questo processo avviene all’interno di un dispositivo chiamato elettrolizzatore, composto da due elettrodi — un catodo e un anodo — separati da una membrana. Quando alimentato con elettricità rinnovabile, l’elettrolizzatore scinde la molecola di H₂O, rilasciando ossigeno nell’atmosfera e catturando idrogeno puro destinato all’uso nel trasporto.

L’elettricità separa la molecola d’acqua. L’idrogeno si forma all’elettrodo negativo, mentre l’ossigeno viene rilasciato come sottoprodotto innocuo. La tecnologia è collaudata e sicura. Gli elettrolizzatori moderni diventano ogni giorno più efficienti e possono essere installati in prossimità dei siti di produzione di energia rinnovabile.

Differenza tra idrogeno verde, blu e grigio

Il cosiddetto “spettro dei colori” dell’idrogeno è uno strumento fondamentale per i decisori del settore della mobilità, in quanto consente di distinguere i metodi di produzione compatibili con gli obiettivi climatici da quelli che perpetuano la dipendenza dai combustibili fossili. Sebbene tutte le molecole di idrogeno siano identiche, il loro impatto ambientale varia in modo significativo a seconda del metodo di produzione.

• Idrogeno grigio: la forma oggi più diffusa, prodotta da gas naturale tramite reforming a vapore del metano (SMR), con elevate emissioni di CO₂.

• Idrogeno blu: anch’esso derivato da gas fossile, ma con l’integrazione di tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio (CCS). È spesso considerato una soluzione di transizione, pur rimanendo legato a risorse finite.

• Idrogeno verde: prodotto tramite elettrolisi utilizzando elettricità al 100% rinnovabile. È l’unica opzione pienamente allineata agli obiettivi di neutralità climatica a lungo termine.

La codifica cromatica definisce l’impronta di carbonio. L’idrogeno grigio è altamente emissivo, l’idrogeno blu rappresenta un’alternativa fossile a minore intensità di carbonio, mentre l’idrogeno verde è l’unica scelta realmente a zero emissioni. Le politiche pubbliche si stanno orientando sempre più verso la produzione verde per garantire un’economia energetica pulita e circolare.

Il ruolo dell’idrogeno nella decarbonizzazione dei trasporti

La decarbonizzazione del settore della mobilità richiede un mix tecnologico diversificato, poiché l’elettrificazione diretta non è sempre una soluzione praticabile o competitiva per tutti i segmenti di trasporto. Mentre i veicoli elettrici a batteria (BEV) sono ideali per le autovetture e i percorsi urbani brevi, l’idrogeno offre la densità energetica necessaria per veicoli che devono operare con carichi più elevati, coprire lunghe distanze e garantire un’elevata disponibilità operativa.

Elevata densità energetica per i settori difficili da decarbonizzare

L’idrogeno immagazzina più energia per unità di peso rispetto alle attuali tecnologie delle batterie. Ciò consente a un autobus o a un camion a idrogeno di percorrere oltre 500 chilometri senza trasportare tonnellate di batterie pesanti. Per gli operatori di flotta, questo vantaggio in termini di peso si traduce direttamente in una maggiore capacità di carico utile e in una migliore efficienza operativa.

Rifornimento rapido per la massima operatività

Un veicolo a idrogeno può essere rifornito in pochi minuti, in modo analogo al diesel. Nel trasporto commerciale, i tempi di inattività comportano costi elevati. L’idrogeno consente ad autobus e camion di tornare rapidamente in servizio, garantendo il rispetto degli orari del trasporto pubblico e la continuità delle catene logistiche.

Casi d’uso nella mobilità pesante e commerciale

I casi d’uso più efficaci dell’idrogeno verde nel trasporto si riscontrano nei segmenti caratterizzati da un utilizzo intensivo e da lunghe percorrenze. Il trasporto pubblico e la logistica a lunga distanza sono in prima linea in questa transizione.

Trasporto pubblico: l’esempio del Karsan e-ATA Hydrogen

Espressione della visione ambientale di Karsan, l’e-ATA Hydrogen offre agli operatori la continuità di servizio richiesta dai moderni sistemi di trasporto urbano, con un’autonomia reale superiore a 500 chilometri e un tempo di rifornimento di soli 7 minuti. La struttura ribassata da 12 metri e la capacità di oltre 90 passeggeri garantiscono coppia elevata e comfort in tutte le condizioni stradali.

La sua cella a combustibile ad alta efficienza da 97 kW, abbinata a una batteria LTO resistente, eroga una coppia di 22.000 Nm. I serbatoi di idrogeno in materiale composito leggero, posizionati sul tetto, assicurano un ampio spazio interno. Questo veicolo è un punto di riferimento nella sua categoria e dimostra che la mobilità a idrogeno pulito è pronta per l’impiego reale.

Autobus elettrici a batteria (BEV) vs autobus a idrogeno a celle a combustibile (FCEV)

Requisiti infrastrutturali e di distribuzione

La velocità di adozione dipende direttamente dalla disponibilità delle infrastrutture. Per rendere l’idrogeno una soluzione di mobilità diffusa, le città devono investire nelle stazioni di rifornimento di idrogeno (HRS). Queste possono essere centralizzate nei depositi degli autobus secondo il modello “return-to-base” oppure distribuite lungo i principali corridoi di trasporto.

I moderni sistemi HRS consentono lo stoccaggio dell’idrogeno sotto forma di gas compresso o liquido e l’erogazione a pressioni di 350 o 700 bar.

Supporto politico e sviluppo del mercato

La transizione è accelerata dall’allineamento delle politiche pubbliche. Il Regolamento europeo sulle infrastrutture per i combustibili alternativi (AFIR) impone l’installazione di punti di rifornimento di idrogeno ogni 200 chilometri lungo le principali arterie stradali entro il 2030. Strumenti finanziari come la Banca Europea dell’Idrogeno contribuiscono a colmare il divario di costo tra i combustibili fossili e l’idrogeno rinnovabile.

Questi quadri normativi offrono la certezza necessaria agli operatori di flotta per investire in soluzioni di trasporto a zero emissioni.

Sfide e considerazioni sulla scalabilità

Nonostante i vantaggi evidenti, la scalabilità dipende dal superamento delle attuali sfide legate ai costi e all’efficienza. Attualmente, l’idrogeno verde è più costoso dell’idrogeno grigio. Tuttavia, con la riduzione dei costi delle energie rinnovabili e l’aumento della produzione di elettrolizzatori, si prevede un significativo calo dei prezzi.

Il settore è focalizzato sul miglioramento dell’efficienza lungo l’intera catena del valore “well-to-wheel”.

Conclusione: il vantaggio dell’idrogeno

L’idrogeno verde nel trasporto rappresenta l’elemento mancante per raggiungere la neutralità climatica. Offre autonomia, rapidità e potenza, caratteristiche essenziali per i veicoli pesanti. Il Karsan e-ATA Hydrogen è una dimostrazione concreta della maturità di questa tecnologia.

Adottando l’idrogeno oggi, i comuni e gli operatori di flotta possono garantire un futuro più pulito, silenzioso ed efficiente per la mobilità urbana.