Auto a idrogeno, avranno un futuro? Bmw ci crede, in arrivo un'intera gamma

La casa bavarese continua ad investire sullo sviluppo di auto alimentate da celle a combustibile, che stando ai piani dovrebbero andare ad affiancarsi alle tradizionali elettriche a batterie in vista del processo di de-carbonizzazione della mobilità

"L'idrogeno è il pezzo mancante del puzzle quando si parla di mobilità senza emissioni. Una sola tecnologia non sarà sufficiente a consentire una mobilità a impatto climatico zero in tutto il mondo”. Commenta così la presentazione della flotta pilota di iX5 Hydrogen Oliver Zipse, Presidente del consiglio di amministrazione di Bmw AG, brand protagonista sin dal 1979 nella ricerca di soluzioni volte a sfruttare le potenzialità dell'idrogeno in ambito automotive. Accantonata la tecnologia dei motori a combustione di idrogeno che contraddistingueva i primi prototipi, dalla 520h del 1979 alla Hydrogen 7 del 2006, oggi la casa dell'Elica procede nello sviluppo di vetture alimentate da celle a combustibile, con l'intenzione di introdurre un'auto prodotta in serie di questa tipologia nella seconda metà del decennio.

I piani di produzione

Il piano di elettrificazione del gruppo Bmw sul lungo termine prevede la commercializzazione di una gamma composta da vetture in parte?100% elettriche e in parte alimentate a celle a combustibile. Se le prime sono già a tutti gli effetti parte integrante dell'offerta della casa dell'Elica, con 7 diversi modelli a listino, per le auto a idrogeno bisognerà invece attendere la seconda metà degli Anni 20. L'inizio della produzione in serie di questa tipologia di vetture richiederà infatti del tempo, perché Bmw intende seguire la medesima procedura di sviluppo attuata a suo tempo con le auto elettriche: cominciare con una "flotta pilota", che per le Bev era composta da numerosi esemplari di Mini E e Bmw Active E, mentre per le auto a idrogeno oggi vi sono decine di?iX5 Hydrogen; lanciare un primo, pionieristico modello di serie (Bmw i3 per le elettriche, mentre l'equivalente a fuel cell arriverà dopo il 2025); infine commercializzare una gamma completa di modelli, attesa nel caso delle vetture a idrogeno dal 2030.?

perchè l'idrogeno

Secondo la casa dell'Elica, il raggiungimento della?neutralità carbonica per la propria intera catena del valore entro il 2050 dovrà necessariamente passare per una diversificazione delle tecnologie, volta a minimizzare le inefficienze di ciascun approccio ed a diminuire la dipendenza da singole materie prime, il cui approvvigionamento potrebbe diventare problematico. Nell'ottica di un'elettrificazione di massa del parco auto continentale, infatti, l'adozione di sole vetture elettriche a batterie su larga scala andrebbe ad amplificarne esponenzialmente debolezze e colli di bottiglia, esponendo nel contempo l'intera filiera alla dipendenza dalle fluttuazioni dell'offerta di fattori produttivi imprescindibili. Bmw identifica inoltre diversi casi d'uso che ad oggi mettono in difficoltà le elettriche tradizionali, come l'impiego in località dal clima particolarmente rigido (che riduce l'autonomia di una EV) e il traino frequente di oggetti pesanti, come roulotte, o anche la necessità di percorrere lunghe distanze con grande flessibilità.?

i benefici economici

"Allestire una rete di stazioni di ricarica per sole auto elettriche a batterie comporterebbe costi superiori rispetto all'implementazione di infrastrutture dedicate sia alle Bev che alle vetture fuel cell" dichiara il direttore del programma a idrogeno di Bmw?Jurgen Guldner, facendo riferimento ad uno studio condotto dalla società di consulenze McKinsey nel settembre del 2022. Il motivo di questa differenza di costi, stando allo studio, sarebbe da ricondurre alla difficile scalabilità della rete di ricarica per auto elettriche, il cui costo crescerebbe esponenzialmente con l'aumentare della diffusione di queste vetture, mentre l'andamento dei costi di una rete di distributori di idrogeno per autotrazione in risposta ad una crescita della domanda avrebbe un profilo più lineare. Inoltre, nonostante le elettriche a batterie siano maggiormente efficienti rispetto alle auto a idrogeno (la produzione di H2 comporta un dispendio di energia, a discapito del rendimento d'insieme), l'ingegner Guldner afferma che quest'ultimo può essere prodotto in maniera sostenibile in località remote dotate di particolari caratteristiche (come un parco fotovoltaico in un deserto) e trasportato per lunghe distanze fino al distributore, o anche ricavato con l'energia elettrica prodotta "in eccesso" da un impianto a fonti rinnovabili nei momenti di minore richiesta, al posto di avviare la procedura di curtailment per ridurne l'output energetico.??

Emissioni di ciclo e terre rare

Stando alle dichiarazioni di Bmw, le emissioni di "life cycle" di una vettura a idrogeno sarebbero paragonabili a quelle di una Bev, e proprio come nel caso delle elettriche a batterie il loro impatto ambientale dipenderebbe fortemente dalla fonte produttiva dell'energia che le alimenta (l'idrogeno può essere prodotto in diversi modi, dallo steam reforming all'elettrolisi, più o meno impattanti). A livello di terre rare, invece, essendo dotate di batterie dalle dimensioni decisamente più ridotte rispetto alle controparti 100% elettriche, la loro diffusione permetterebbe di ridurre la dipendenza da questi elementi, così come le problematiche relative allo smaltimento (difficoltà che potrebbero però diminuire di importanza nel caso dell'avvento delle?batterie a stato solido). La produzione di un'auto a idrogeno, allo stato della tecnologia attuale, richiede infatti un decimo delle materie prime dall'approvvigionamento critico rispetto ad equivalenti modelli elettrici a batterie, nonché complessivamente circa 100 kg in meno di fattori produttivi. Il materiale maggiormente "critico" necessario per la produzione di vetture a idrogeno è il platino, usato come elettrolita nelle celle a combustibile, che, anche per via del suo valore elevato, sarà sempre più riciclato.

Come funziona un'auto a idrogeno?

Il gruppo propulsore di una vettura a idrogeno è composto dai seguenti elementi: una cella a combustibile, uno o più serbatoi di H2, una batteria di piccole dimensioni e uno o più motori elettrici. La cella a combustibile è volta alla conversione in energia elettrica dell'energia chimica intrinseca nell'idrogeno, tramite un processo elettrochimico che ne separa protone ed elettrone e?produce?come emissioni di scarto esclusivamente acqua (nata dalla formazione di un legame tra l'idrogeno in uscita dalla cella e l'ossigeno presente nell'aria).?L'idrogeno necessario al processo è immagazzinato nei serbatoi, ad una pressione di norma pari a 700 bar, mentre l'energia prodotta dalla cella a combustibile viene trasmessa al motore elettrico e quindi impiegata per muovere la vettura. La batteria svolge la funzione di buffer, immagazzinando energia nei momenti di scarsa richiesta ed erogandola in caso di necessità, e viene inoltre abbinata ad un sistema di frenata rigenerativa per migliorare le percorrenze. Importante menzionare anche i sistemi di sicurezza di queste vetture: i serbatoi di idrogeno sono protetti da gusci in fibra di carbonio già sottoposti a numerose prove d'impatto, e presentano inoltre una valvola di sfiato volta ad espellere nell'aria il proprio contenuto nel caso in cui dovesse verificarsi l'incendio della vettura.