Autobus ad idrogeno: è il momento della svolta?

Il progetto europeo 3Emotion sta lavorando dal 2015 per colmare il divario tra la dimostrazione di autobus a fuel cell e la loro implementazione su larga scala

Autobus idrogeno
via depositphotos.com

di Luca Del Zotto

(Rinnovabili.it) – Ad oggi, nell’ambito del contesto energetico internazionale, l’idrogeno è un tematica di altissima attualità: in questo ambito il progetto 3Emotion, acronimo di Environmentally friendly Efficient Electric Motion (https://3emotion.eu/), finanziato nell’ambito del VII programma quadro dalla Joint Technology Initiative (JTI) FUEL CELLS and HYDROGEN (FCH), iniziato nel 2015, prevedeva la costituzione di un consorzio europeo per la realizzazione di 21 nuovi autobus alimentati ad idrogeno in aggiunta agli 8 FCB (Fuel Cell Bus) già esistenti e la realizzazione di 3 nuove stazioni di rifornimento. Gli autobus e le stazioni operano in 5 città principali: Aalborg (DK), Londra (UK), Pau (FR), Rotterdam (NL) e Versailles (FR). 

La realizzazione delle stazioni di rifornimento è stata pensata in modo che si potesse dimostrare la reale fattibilità tecnico-economica prescindendo dalla tipologia di fornitura di idrogeno.

La stazione di Rotterdam, ad esempio, è fornita tramite idrogenodotto, Londra e Versailles da carri bombolai, mentre a Pau e Aalborg l’idrogeno è prodotto localmente tramite elettrolisi. Ogni stazione ha una differente capacità di stoccaggio/erogazione. Londra è la stazione più grande,  capace di erogare sino a 400 kg/giorno, seguono Rotterdam e Versailles con una capacità di 200 kg/giorno e chiudono Aalborg e Pau con una capacità rispettivamente di 100 e 174 kg/giorno. Tutte le stazioni sono in grado di rifornire gli autobus fino a 350 bar, mentre Rotterdam e Versailles sono in grado di rifornire anche le automobili e possono spingersi fino ad una pressione di 700 bar.

Figure 1 Principali caratteristiche tecniche delle stazioni di rifornimento [1]

Anche dal punto di vista del parco autobus, le città hanno adottato delle soluzioni differenti, in particolar modo sia per quel che riguarda il fornitore dei mezzi (Van Hool, VDL, Safra e Wrightbus) e sia per quel che riguarda il fornitore di celle a combustibile impiegate sugli stessi (Ballard e Michelin).

Figure 2 Caratteristiche principali degli autobus impiegati [1]

A distanza di sette anni dall’avvio il progetto sta giungendo alla sua conclusione e di seguito si riportano sinteticamente i risultati più importanti raggiunti. 

In particolare sono state analizzate, per un arco temporale di 4 anni, le prestazioni operative delle 5 stazioni e dei 34 autobus operanti. I risultati hanno messo in evidenza che la quantità di idrogeno erogata per ogni rifornimento è all’incirca la stessa per tutti i siti (valore medio pari a 14,62 kg per rifornimento) mentre il tempo impiegato per la medesima operazione presenta delle differenze più accentuate, passando dai circa 10 minuti di Londra ai 17 di Pau (attestandosi intorno ad un valor medio di circa 10 minuti a singolo rifornimento calcolato su tutti i siti). La portata media di idrogeno per singolo rifornimento si è attestata intorno a 1.68 kgH2/min, e pertanto è risultata compatibile con il limite superiore fissato dalla normativa SAE J2601-2 che prevede un vaolre massimo di 3.6 kgH2/min). I rifornimenti sono effettuati per lo più durante le ore notturne ogni 24 ore circa.

Dal punto di visto dello stoccaggio le stazioni realizzate presentano una capacità, ad oggi, sovradimensionata rispetto alla domanda di circa il 30% pertanto sono in grado di soddisfare un numero crescente di nuovi autobus nel prossimo futuro. In ultimo i risultati di performance degli autobus hanno dimostrato un consumo di idrogeno pari a 7 kg ogni 100 km con un tempo di percorrenza medio di cica 10 ore: anche dal punto di vista dell’affidabilità i risultati sono stati incoraggianti con il fermo autobus (dovuto a alla parte Fuel Cell e batterie) limitato solo al 20% del tempo totale nell’arco dei 4 anni di sperimentazione.

Alla luce di questi numeri la mobilità alimentata ad idrogeno sembra potersi ritagliare una nicchia di mercato interessante nel prossimo futuro, soprattutto per quel che riguarda le flotte al servizio del trasporto pubblico locale che non necessitano, al contrario delle automobili, di stazioni di rifornimento distribuite capillarmente sul territorio.

Bibliografia

[1] Roberta Caponi, Andrea Monforti Ferrario, Luca Del Zotto, Enrico Bocci, Hydrogen refueling stations and fuel cell buses four year operational analysis under real-world conditions, International Journal of Hydrogen Energy, 2022, ISSN 0360-3199, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.10.093.

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