In un contesto di incertezza sulle effettive
disponibilità di combustibili fossili, di
sempre crescente domanda energetica
e di sempre maggiore attenzione all’impatto sull’ambiente
delle attività umane, uno degli obiettivi
perseguiti dalla Commissione Europea nell’ambito
del VI Programma Quadro è lo sviluppo
di sistemi di trasporto a basse emissioni per le
città europee.
In quest’ambito è stato
co-finanziato il Progetto Zeroregio -
“Lombardia & Rhein-Main towards
Zero Emission: Development and
Demonstration of Infrastructure Systems
for Hydrogen as an Alternative Motor Fuel”,
uno dei “Light-house Projects” (Progetti faro),
che si propongono di dimostrare la fattibilità di
sistemi di trasporto alternativi a ridotto impatto
ambientale. Zeroregio è un acronimo di “Zero
Emissions Regions”.
Il progetto si propone infatti
l’implementazione di filiere energetiche ad
emissioni nulle in diverse Regioni Europee; in
particolare nel progetto sono coinvolte Regione
Lombardia in Italia ed il Rhein Main in Germania ove saranno sperimentate diverse tecnologie
di produzione, trasporto e distribuzione
dell’idrogeno per uso automobilistico, in veicoli
elettrici a cella a combustibile.
Il progetto
Zeroregio ha i seguenti obiettivi specifici:
- Introduzione dell’idrogeno come combustibile
alternativo per autotrazione, prodotto o primariamente
o come sottoprodotto in un
impianto chimico, o alternativamente in piccoli
impianti di produzione in sito.
- Creazione di un’infrastruttura dell’idrogeno,
costituita da sistemi di produzione, compressione,
stoccaggio e distribuzione dell’idrogeno
integrati in stazioni di rifornimento convenzionali.
- Dimostrazione della tecnologia per il rifornimento
dell’idrogeno a 700 bar.
- Dimostrazione della fattibilità dell’utilizzo dell’idrogeno
come combustibile alternativo
attraverso la sperimentazione in campo su flotte
di automobili in due diverse aree urbane
europee, il Rhein-Main in Germania e la
Lombardia in Italia, al fine di individuare le prospettive per una più rapida penetrazione
dell’idrogeno nel mercato
del trasporto, nel breve-medio termine,
in qualità di combustibile per
autotrazione a zero-emissioni.
Il progetto ha avuto inizio nel
Novembre 2004 e si concluderà nel
2009.
Coinvolge numerosi partners in
diversi paesi Europei: in Germania
Infraserv GmbH & Co., Linde AG,
Daimler, Fraport AG, TUV Hessen, Agip
Deutchland; in Italia Gruppo Sapio,
Regione Lombardia, JRC di Ispra, Eni,
Città di Mantova, IEFE Bocconi, Centro
Ricerche Fiat; in Danimarca Roskilde
University, Saviko Consultants; in
Svezia Lund University.
Come funzionano le auto?
Le flotte di automobili sono costituite
in Italia da FIAT Panda, mentre in
Germania da Mercedes Classe A. Le Fiat
Panda vengono utilizzate dal personale
del Comune di Mantova che deve spostarsi
per ragioni di servizio, in
Germania invece le automobili sono
utilizzate dal personale dell’Autorità aeroportuale di Francoforte sul Meno
(Fraport).
Le automobili sono azionate
da un motore elettrico, alimentato
da una cella a combustibile di tipo
PEM. La cella a combustibile è un
dispositivo elettrochimico che consente
di convertire l’idrogeno, il
nostro combustibile, in energia
elettrica e calore con un’efficienza
molto superiore a quella dei
motori convenzionali a combustione
interna. Nella cella a combustibile
l’idrogeno si combina
con l’ossigeno dell’aria producendo
acqua (l’unico sottoprodotto
del sistema) e liberando
energia elettrica e calore, che
vengono utilizzati per far
muovere la macchina.
E’ dunque possibile
guidare delle automobili che emettono
solo vapore acqueo dal tubo di
scappamento! Esistono diverse tipologie
di celle a combustibile: per le applicazioni
cosiddette “automotive” si utilizzano
quelle di tipo PEM (Polymeric
Electrolyte Membrane), che meglio si
adattano all’applicazione per temperature
operative e condizioni di utilizzo.
L’idrogeno è immagazzinato allo stato
gassoso a bordo delle automobili, in
speciali serbatoi dimensionati per resistere
ad elevate pressioni.
Dove si riforniscono le automobili?
Nell’ambito del progetto sono state realizzate
due stazioni di rifornimento
“Multi-energy”, ossia stazioni di rifornimento
altamente innovative che erogano
diverse tipologie di combustibili,
sia convenzionali, sia innovativi come
appunto l’idrogeno. L’ubicazione delle
stazioni di rifornimento convenzionali,
messe a disposizione del progetto, è
stata scelta in prossimità di un sito in
cui sia disponibile l’idrogeno, al fine di
favorire la realizzazione dell’infrastruttura
per il trasporto dello stesso, analizzando
diverse soluzioni, ossia il trasporto
su gomma o via tubo da un
impianto di produzione centralizzato
oltre alla produzione in sito.
Le stazioni
di rifornimento convenzionali sono
messe a disposizione dal Gruppo Eni. Il
Gruppo Sapio si è occupato della progettazione
e realizzazione della parte
idrogeno nell’ambito della stazione di
rifornimento multi-combustibile di
Mantova, costituita da impianto di
compressione, stoccaggio e distribuzione idrogeno, il tutto costantemente
monitorato e controllato da un sistema
di supervisione ad elevata automazione.
Il sistema di distribuzione utilizza le
più avanzate tecnologie, sviluppate dal
gruppo Air Products, partner del
Gruppo Sapio, in collaborazione con la
California Fuel Cell Partnership, al fine
di garantire i più elevati standard di
affidabilità e sicurezza. In una prima
fase l’idrogeno sarà fornito dall’impianto
Sapio presente a circa 2 km di
distanza, mentre successivamente sarà
prodotto in sito a partire dal gas naturale
in un innovativo impianto di
Ossidazione Parziale Catalitica denominato
SCT-CPO®.
In Italia può essere
erogato idrogeno fino a 350 bar, anche
in virtù del fatto che pressioni superiori
non sono al momento contemplate
dalla normativa del nostro Paese, mentre
in Germania vengono sperimentate
sia l’erogazione dell’idrogeno gassoso
compresso a 350 e a 700 bar, sia la
distribuzione di Idrogeno liquido.
Diversa è anche la modalità di approvvigionamento
del gas: in Germania è
stata infatti realizzata una tubazione per
il trasporto dell’idrogeno in pressione,
che viene compresso all’interno del
Parco Industriale Hoechst da un compressore
innovativo a fluido ionico.
Quale sarà l’esito del progetto?
Valutazioni di carattere tecnico e
socio-economico, effettuate sui dati
ottenuti nel corso della sperimentazione,
consentiranno di sviluppare
indicazioni e modelli per favorire una
più rapida diffusione dell’idrogeno
come combustibile alternativo
per il trasporto
nelle aree
urbane europee.
L’esperienza acquisita
nel corso della
sperimentazione ed
i risultati ottenuti
nell’ambito del progetto
contribuiranno
al raggiungimento
dell’obiettivo fissato
dalla Commissione
Europea di sostituzione
dei combustibili tradizionali
con idrogeno
per una quota del 5%
nel settore dei trasporti
stradali entro il 2020.