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OrizzontEnergia

Mobilita' sostenibile: Siamo pronti per le auto ad idrogeno?

Nel corso dell'articolo l'Ing. Giovanni Pino offre alcune considerazioni e spunti per quanto concerne la mobilità sostenibile in Italia con particolare riferimento alla mobilità ad idrogeno che fatica a decollare, salvo alcune eccezioni particolari.

Il numero di Veicoli elettrici circolanti in UE, nonostante le loro potenzialità per la riduzione delle emissioni climalteranti, è ancora molto basso. L'uso dei Veicoli elettrici aiuterebbe la transizione verso un futuro di Trasporto verde nell’UE, ma allo stato attuale solo l'1,2% delle auto vendute sono elettriche e la loro quota complessiva è pari allo 0,15% dell’intera flotta automobilistica europea.

Il settore dei Trasporti, com’è noto, è responsabile per circa ¼ del totale europeo di emissioni di Gas serra, in particolare nelle Città dove le alte concentrazioni d’inquinanti da traffico superano anche di molto gli Standard di qualità dell'Aria fissati dall’UE e dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS).

Considerando uno Scenario al 2050 che prevede mezzi elettrici alimentati da Fonti rinnovabiliFonti rinnovabili
Una risorsa è detta rinnovabile se, una volta utilizzata, è in grado di rigenerarsi attraverso un processo naturale in tempistiche paragonabili con le tempistiche di utilizzo da parte dell'uomo. Sono considerate quindi risorse rinnovabili:
- il sole
- il vento
- l'acqua
- la geotermia
- le biomasse
ricoprenti l’80% del parco auto, le emissioni di gas serra si ridurrebbero fino all'80-95%
 [1], portando un importante contributo alla transizione dell’UE verso un sistema più sostenibile. In tale Scenario sarebbe necessario un incremento della Produzione di EnergiaEnergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
, ma nel complesso, anche se nei Paesi con una quota elevata di Centrali a combustibile fossilecombustibile fossile
Combustibile formatosi nel corso delle ere geologiche (come il petrolio, il carbone o il gas) che viene estratto dal sottosuolo. Tali risorse non sono considerate rinnovabili.
i benefici ambientali sarebbero più bassi, la riduzione delle emissioni di Anidride carbonica (CO2CO2
Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).

) nel settore dei Trasporti su strada sarebbe superiore persino agli incrementi derivatiderivati
Prodotti finanziari il cui valore deriva dall'andamento del valore di una determinata attività (definita "sottostante del prodotto derivato"). I derivati vengono utilizzati principalmente con finalità di copertura dal rischio oppure con finalità di speculazione (intesa nel senso di esposizione ad un rischio per ricavare profitto).
dall'uso continuato dei combustibili fossili per la produzione di Elettricità.

Nel complesso, nell’UE-28 si avrebbe una riduzione netta di 255 milioni di t di CO2 al 2050 pari a circa il 10% del totale delle emissioni annue e significative riduzioni di altri inquinanti atmosferici come gli NOx e ParticolatoParticolato
Insieme delle sostanze sospese in aria, composto da tutte quelle particelle solide e liquide che si disperdono in atmosfera a causa di fattori naturali (pollini, erosione di rocce, polvere cosmica, ecc..) e di fattori antropici (traffico urbano, emissioni da riscaldamento domestico, fumo di tabacco, centrali termoelettriche, ecc..).
. Rischio di aumento, invece, si avrebbe per SO2 in caso di utilizzo di carbonecarbone
Il carbone è una roccia sedimentaria composta prevalentemente da carbonio, idrogeno e ossigeno. La sua origine, risalente a circa 300 milioni di anni fa, deriva dal deposito e dalla stratificazione di vegetali preistorici originariamente accumulatisi nelle paludi. Questo materiale organico nel corso delle ere geologiche ha subito delle trasformazioni chimico-fisiche sotto alte temperature e pressioni. Attraverso il lungo processo di carbonizzazione questo fossile può evolvere dallo stato di torba a quello di antracite, assumendo differenti caratteristiche che ne determinano il campo d'impiego.
I carboni di formazione relativamente più recente (ovvero di basso rango) sono caratterizzati da un'elevata umidità e da un minore contenuto di carbonio, quindi sono 'energeticamente' più poveri, mentre quelli di rango più elevato hanno al contrario umidità minore e maggiore contenuto di carbonio.
per aumentare la produzione elettrica.

Nello scenario dell’80%, la quota del consumo totale di energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
in Europa da veicoli aumenterebbe da circa lo 0,03% del 2014, al 9,5% nel 2050, cioè tra il 3% e il 25% della domanda totale di energia elettrica, secondo il numero di veicoli elettrici previsti in ciascuna nazione.
Nel complesso, per ricaricare le Auto elettriche sarebbe necessaria una potenzapotenza
Grandezza data dal rapporto tra il lavoro (sviluppato o assorbito) e il tempo impiegato a compierlo. Indica la rapidità con cui una forza compie lavoro. Nel Sistema Internazionale si misura in watt (W).
elettrica aggiuntiva di circa 150 GW
. Tale aumento di produzione dovrebbe essere accompagnato da un migliore coordinamento tra politiche energetiche e investimenti.

L'incremento di produzione dovrebbe essere ottenuto da Fonti rinnovabili ed essere corredato dal potenziamentopotenziamento
Operazioni grazie a cui è possibile aumentare la potenza di un impianto, migliorandone allo stesso tempo il rendimento.
delle Reti e dalla creazione delle Infrastrutture necessarie, come per esempio le Stazioni di ricarica.

L'integrazione dell’incremento della domanda di energia derivata dalla diffusione dell'uso dei Veicoli elettrici rappresenta una nuova sfida per la gestione dei sistemi di produzione, alimentazione e gestione delle reti a livello locale, nazionale ed europeo. In tale prospettiva, l’incremento di Veicoli elettrici può contribuire a ridurre significativamente le emissioni, ma non è di per sé sufficiente la semplice sostituzione dei veicoli convenzionali.

Idrogeno.jpgL’Europa è pronta pure per i veicoli a IdrogenoIdrogeno
Primo elemento della tavola periodica, presente sulla Terra in forma combinata, soprattutto nell'acqua e nei composti organici. Esso è costituito da 3 isotopi: prozio (cioè l'idrogeno propriamente detto) per più del 99.9 %, il deuterio e il trizio. La forma molecolare dell'idrogeno (H2) dà origine ad un gas inodore, incolore, altamente infiammabile e molto più leggero dell'aria (ecco perché lo si trova in bassissime concentrazioni in atmosfera).
-Fuel Cell (H2-FC)
 ed anche l’Italia. A Bolzano, che è la capofila italiana, si testa l’efficienza della Rete di distribuzionedistribuzione
Attività di trasporto (di elettricità o di gas) agli utilizzatori finali attraverso le reti di distribuzione.
dell’Idrogeno.  L’Idrogeno supera la tecnologia ibrida, eguaglia i motori a combustionecombustione
Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
interna ed è la forma più ecologica per spostarsi in Automobile. Le vetture a Idrogeno, più autonome delle ibride, percorrono più di 500 km con un pieno e vantano prestazioni del tutto simili a quelle di un’Auto con motore a combustione interna, arrivando a una velocità massima di 178 km/h con un’accelerazione da 0 a 100 km/h in 9,6 secondi. La produzione conta ancora poche unità ma il futuro è alle porte. 

Al momento i principali costruttori di veicoli a H2-FC sono: Toyota, Hyundai, Honda, Nissan, Suzuki. 
La mancanza di Strutture di rifornimento e il Costo delle Vetture hanno frenato la commercializzazione di questi veicoli nonostante la grande richiesta. Per abbassare i Costi e fornire una scelta più ampia, la Ricerca sta lavorando per ridurre o sostituire il platino delle Fuel-Cell, alleggerire le vetture e diminuirne l’ingombro. Il vero problema è però la mancanza di Stazioni di rifornimento che sarà presto risolta con gli investimenti da parte degli Enti locali e delle Aziende.

idrogeno_bus.jpgA Bolzano esiste H2-Sud Tirolo con l’impianto di produzione dell’Idrogeno da Fonti rinnovabili che ha spinto la Regione Trentino-Alto Adige a pianificare la costruzione di 24 Stazioni di rifornimento entro il 2020. Lo sviluppo di questa tecnologia innovativa ha permesso a Bolzano di essere scelta, insieme ad altre cinque città europee (Copenaghen, Innsbruck, Londra, Monaco di Baviera e Stoccarda) per testare l’efficienza della nuova rete infrastrutturale nel rifornimento dell’Idrogeno.

Il miglioramento della Qualità dell’Aria, il contenimento dei Cambiamenti climatici e la riduzione del Consumo di energia sono il cuore di un nuovo concetto di spostamento che non tutti i Paesi sono ancora pronti ad accogliere.  A tal fine, il DL 16 Dicembre 2016, n.257Disciplina di attuazione della Direttiva 2014/94/UE del Parlamento Europeo e del Consiglio, del 22 ottobre 2014, sulla realizzazione di una Infrastruttura per i combustibili alternativi [2], nell’ambito delle politiche UE sulla Sostenibilità, prevede che gli Stati Membri adottino un Quadro Strategico Nazionale (QSN) per lo sviluppo dei Combustibili alternativi nel Settore dei Trasporti e per la realizzazione delle relative Infrastrutture.

La finalità della Direttiva è ridurre la dipendenza dal PetrolioPetrolio
Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura.
e attenuare l’Impatto ambientaleImpatto ambientale
L'insieme degli effetti (diretti e indiretti, nel breve o nel lungo termine, positivi o negativi, ecc..) che l'avvio di una determinata attività ha sull'ambiente naturale circostante.
nel settore dei Trasporti
. La stessa Direttiva stabilisce i requisiti minimi per l’infrastrutturazione per i Combustibili alternativi, da attuare grazie ai Quadri Strategici Nazionali predisposti dagli Stati Membri.

Nei requisiti minimi per la costruzione di Infrastrutture per i combustibili alternativi sono inclusi i Punti di ricarica per i Veicoli elettrici e i Punti di rifornimento di Gas NaturaleGas Naturale
Idrocarburo che ha un'origine simile al petrolio, che si forma a partire dalla decomposizione anaerobica (cioè in assenza di ossigeno (O2) di microorganismi, attraverso processi biologici avvenuti nel corso delle ere geologiche. La composizione del gas naturale varia notevolmente a seconda del sito di formazione, ma in genere presenta un'alta percentuale di metano (dal 70 al 95 %), anidride carbonica (CO2), azoto (N2) e idrogeno solforato (H2S).
Liquefatto (GNL) e Compresso (GNC), Idrogeno e Gas di Petrolio liquefatto (GPLGPL
Miscela di idrocarburi gassosi, principalmente butano e propano derivanti dalla raffinazione di petrolio e gas naturale. Il GPL si presenta in forma gassosa a temperatura e pressione ambiente, mentre si presenta in forma liquida a temperatura ambiente se sottoposto a lievi pressioni. Questo è il motivo per cui il trasporto e lo stoccaggio del GPL sono agevoli, sia in forma gassosa attraverso reti urbane, sia in bombole o su carri cisterna. È caratterizzato da una grande versatilità d'uso, ma è normalmente più costoso del metano. È utilizzato per scopi di riscaldamento laddove non esiste una rete di metano capillare ed anche per scopi di autotrazione.
), nonché le “Specifiche Tecniche” per i Punti di ricarica e di Rifornimento ed i requisiti concernenti le informazioni agli Utenti. Sono fissati come obbligatori gli obiettivi per Elettricità e Gas naturale (liquefatto e compresso). Sono invece facoltativi gli obiettivi per Idrogeno (per il quale sono previste Misure solo in via sperimentale) e GPL.

Sono previsti inoltre, a tutela dei Consumatori, specifici obblighi sulle informazioni che devono essere chiare, circa i Combustibili che possono essere utilizzati in un veicolo, mediante un’etichettatura standardizzata, oltre a indicazioni nei Punti di Ricarica e Rifornimento.

Circa i Punti di Ricarica, il provvedimento stabilisce che, entro il 31 Dicembre 2020, saranno realizzati un adeguato numero di Punti di Ricarica accessibili al Pubblico per garantire l'Inter-Operabilità tra punti già presenti e da installare e che i Veicoli elettrici, a seconda delle esigenze del Mercato, circolino almeno negli agglomerati urbani e sub-urbani, in altre zone densamente popolate e nelle altre reti di Trasporto. La ricarica dei Veicoli elettrici nei punti di ricarica accessibili al pubblico, ove tecnicamente possibile, si avvale di sistemi di misurazione intelligenti.

Idrogeno_fuel_cell.jpgCirca poi i Punti di Rifornimento per l’Idrogeno, entro il 31 Dicembre 2025, saranno realizzati un numero adeguato di Punti di rifornimento per l'Idrogeno accessibili al pubblico, da sviluppare gradualmente tenendo conto della domanda attuale e del suo sviluppo a breve termine, per consentire la circolazione di Veicoli a motore alimentati con Idrogeno o che utilizzano Celle a Combustibile (H2-FCEV), nelle reti da individuarsi nella sezione del Quadro Strategico Nazionale, inclusi eventuali collegamenti Trans-frontalieri.

Riguardo poi ai Porti marittimi, entro il 31 Dicembre 2025, saranno realizzati un numero adeguato di punti di rifornimento per il GNL per consentire la navigazione di Navi adibite alla navigazione interna o Navi adibite alla navigazione marittima alimentate a GNL nella rete centrale della TEN-T (Trans-European Networks – Transport).

Possono essere previste forme di cooperazione con gli Stati membri confinanti per assicurare l'adeguata copertura della rete centrale della TEN-T, di cui al Trattato di Amsterdam (2 Ottobre 1997) e del Trattato di Maastricht.

Inoltre è stato modificato il Testo Unico Edilizia-TUE (DPR 6 Giugno 2001, n. 380), come modificato dall'Art. 17-quinquies del Decreto Legge 22 Giugno 2012, n. 83, convertito dalla Legge 7 Agosto 2012, n.134, il comma 1-ter è sostituito dal seguente:

Entro il 31 Dicembre 2017, i Comuni adeguano il regolamento di cui al comma 1 prevedendo, con decorrenza dalla medesima data, che ai fini del conseguimento del titolo abilitativo edilizio sia obbligatoriamente prevista, per gli edifici di nuova costruzione ad uso diverso da quello residenziale con superficie utile superiore a 500 metri quadrati e per i relativi interventi di ristrutturazione edilizia di primo livello di cui all'allegato 1, punto 1.4.1 del Decreto del MSE, 26 Giugno 2015, nonché per gli edifici residenziali di nuova costruzione con almeno 10 unità' abitative e per i relativi interventi di ristrutturazione edilizia di primo livello di cui all'allegato 1, punto 1.4.1 del Decreto del MSE, 26 Giugno 2015, la predisposizione all'allaccio per la possibile installazione di Infrastrutture elettriche per la ricarica dei veicoli idonee a permettere la connessione di una vettura da ciascuno spazio a parcheggio coperto o scoperto e da ciascun box per auto, siano essi pertinenziali o no, in conformità alle disposizioni edilizie di dettaglio fissate nel regolamento stesso e, relativamente ai soli edifici residenziali di nuova costruzione con almeno 10 unità abitative, per un numero di spazi a parcheggio e box auto non inferiore al 20% di quelli totali”.

Idrogeno-2.jpgCirca poi l’obbligo di Infrastrutture di ricarica elettrica in nuove Pompe di Benzina, le Regioni, nel caso di autorizzazione alla realizzazione di nuovi impianti di Distribuzione carburanticarburanti
Sostanze solide, liquide o gassose, di origine naturale o derivanti da processi industriali, contenenti carbonio e idrogeno, che, se bruciate, sviluppano calore in base al loro "contenuto energetico" (potere calorifico).
e Ristrutturazione totale degli Impianti di distribuzione carburanti esistenti, prevedono l'obbligo di dotarsi di Infrastrutture di ricarica elettrica di potenza elevata almeno veloce, nonché di rifornimento di GNC o GNL anche in esclusiva modalità self-service.

Non sono soggetti a tale obbligo gli impianti di Distribuzione carburanti localizzati nelle aree svantaggiate già individuate dalle disposizioni regionali di settore, oppure da individuare entro tre mesi dall'entrata in vigore del Decreto. 

Ove ricorrono contemporaneamente delle impossibilità tecniche, le Regioni con densità superficiale di numero d’impianti di distribuzione GPL sotto la media nazionale, prevedono l'obbligo d’impianti di distribuzione del GPL.

Per tutti gli Impianti di distribuzione di carburanti stradali già esistenti al 31 Dicembre 2015, che hanno erogato nel corso del 2015 un quantitativo di benzina e gasoliogasolio
Prodotto derivante dalla distillazione del petrolio greggio. Viene utilizzato soprattutto per alimentare motori Diesel oppure negli impianti di riscaldamento civile. Nei motori Diesel, detti anche ad accensione spontanea, il gasolio viene iniettato nel cilindro dove trova aria molto compressa (anche 40 volte la pressione ambiante). Per poter essere impiegato nei motori il gasolio deve avere determinate caratteristiche, per esempio una buona capacità di accensione (soprattutto alla basse temperature) e un opportuno potere lubrificante.
superiore a 10 milioni di litri e che si trovano nel territorio di una delle Province i cui capoluoghi hanno superato il limite delle concentrazioni di PM10 per almeno 2 anni su 6 negli anni dal 2009 al 2014, le Regioni prevedono l'obbligo di presentare entro il 31 Dicembre 2018 un Progetto, al fine di dotarsi di Infrastrutture di ricarica elettrica nonché di distribuzione di GNC o GNL, da realizzare nei successivi 24 mesi dalla data di presentazione del Progetto.

Per tutti gli Impianti di distribuzione carburanti stradali esistenti al 31 Dicembre 2017, che erogano nel corso del 2017 una quantità di benzina e gasolio superiore a 5 milioni di litri e che si trovano nel territorio di una delle Province i cui capoluoghi hanno superato il limite delle concentrazioni di PM10 per almeno 2 anni su 6 negli anni dal 2009 al 2014, le Regioni prevedono l'obbligo di presentare entro il 31 Dicembre 2020 un Progetto, al fine di dotarsi di Infrastrutture di ricarica elettrica nonché di distribuzione di GNC o GNL, da realizzare nei successivi 24 mesi dalla data di presentazione del Progetto.

 

Riferimenti

[1] European Environment Agency, EEA Report, No 20/2016: Electric Vehicles in Europe;

[2] DL 16 Dicembre 2016, n. 257, Disciplina di attuazione della Direttiva 2014/94/UE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 22 Ottobre 2014, sulla realizzazione di una Infrastruttura per i Combustibili alternativi (GU n.10 del 13-1-2017 - Suppl. Ordinario n.3)

Data: 21/02/2017

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