Auto elettriche, ibride mild e plug in, parliamone

[kima]

Il problema dell'idrogeno è che da troppo tempo sono bloccati sugli stessi ostacoli tecnologici senza progressi significativi, giusto per fare un esempio si parla tanto della disponibilità del litio ma l'idrogeno non riesce ad emanciparsi dal platino. Mentre nelle batterie c'è un progresso continuo e le nuove tecnologie dei prossimi anni sono già delineate con le batterie a stato solido, per l'idrogeno non ci sono miglioramenti evidenti nemmeno in prospettiva.

In termini di efficienza energetica è nettamente inferiore alle batterie e ci sono limiti fisici difficilmente superabili in questo, motivo per cui probabilmente resterà confinato alle applicazioni in cui le batterie trovano più problemi, tipo il trasporto pesante a lunga percorrenza. La produzione di idrogeno non è facilmente scalabile in maniera efficiente ed economica, quindi una adozione massiccia al momento è impensabile, ma in alcune nicchie potrebbe trovare spazio, come la produzione di acciaio dove potrebbe sostituire il carbone.

Si certo, si parla di sviluppo per settori, non ovunque. Ma credo che il mix di tecnologie (compreso il motore endotermico tradizionale a ciclo Otto e Diesel) sarà in generale la soluzione per il prossimo futuro, e già avere l idrogeno con fuel cell sul trasporto pesante non sarebbe poca cosa. Riguardo all efficienza, non ci dimentichiamo che l energia elettrica alla presa di corrente viene prodotta ancora per larga parte da centrali a combustibile fossile, e per l Italia parliamo di un rendimento medio di produzione pari al 41.5%.
Certamente per le celle a combustibile ci sono dei problemi tecnologici che si riflettono in costi che ne hanno limitato lo sviluppo rispetto a come lo si ipotizzava 20 anni fa, ma pur se rallentato sono convinto che lo sviluppo andrà avanti, come ci conferma anche l interesse che giganti industriali come Hyundai, Toyota, e BMW hanno in questa fonte di energia.

[FunMBnel]

Ci sarebbero anche le auto elettriche alimentate da cella a combustibile a idrogeno...per il momento ancora penalizzate dal costo dell idrogeno e del veicolo stesso.
Neanche a dirlo, Toyota fa da apripista, e anche BMW ci crede e si tiene pronta...
Auto a idrogeno, conosciamole meglio | BMW.com

Toyota fa da apripista, ma ha anche recentemente investito nelle batterie a stato solido.
Visti i problemi di produzione/stoccaggio e pure rendimento dei veicoli a FC secondo me finiranno ad essere confinati nel trasporto pesante.

[FunMBnel]

Anche Hyundai sta investendo moltissimo nell idrogeno per la mobilità
Hyundai Making Big Hydrogen Push With Cheaper Fuel Cells For Trucks, Drones And Sports Car

Manco a dirlo.

[FunMBnel]

Il problema dell'idrogeno è che da troppo tempo sono bloccati sugli stessi ostacoli tecnologici senza progressi significativi, giusto per fare un esempio si parla tanto della disponibilità del litio ma l'idrogeno non riesce ad emanciparsi dal platino. Mentre nelle batterie c'è un progresso continuo e le nuove tecnologie dei prossimi anni sono già delineate con le batterie a stato solido, per l'idrogeno non ci sono miglioramenti evidenti nemmeno in prospettiva.

In termini di efficienza energetica è nettamente inferiore alle batterie e ci sono limiti fisici difficilmente superabili in questo, motivo per cui probabilmente resterà confinato alle applicazioni in cui le batterie trovano più problemi, tipo il trasporto pesante a lunga percorrenza. La produzione di idrogeno non è facilmente scalabile in maniera efficiente ed economica, quindi una adozione massiccia al momento è impensabile, ma in alcune nicchie potrebbe trovare spazio, come la produzione di acciaio dove potrebbe sostituire il carbone.

Bastava che leggessi...

[MarcoSarto]

Il problema dell'idrogeno è che da troppo tempo sono bloccati sugli stessi ostacoli tecnologici senza progressi significativi, giusto per fare un esempio si parla tanto della disponibilità del litio ma l'idrogeno non riesce ad emanciparsi dal platino. Mentre nelle batterie c'è un progresso continuo e le nuove tecnologie dei prossimi anni sono già delineate con le batterie a stato solido, per l'idrogeno non ci sono miglioramenti evidenti nemmeno in prospettiva.

In termini di efficienza energetica è nettamente inferiore alle batterie e ci sono limiti fisici difficilmente superabili in questo, motivo per cui probabilmente resterà confinato alle applicazioni in cui le batterie trovano più problemi, tipo il trasporto pesante a lunga percorrenza. La produzione di idrogeno non è facilmente scalabile in maniera efficiente ed economica, quindi una adozione massiccia al momento è impensabile, ma in alcune nicchie potrebbe trovare spazio, come la produzione di acciaio dove potrebbe sostituire il carbone.

Esattamente, nonostante le enormi potenzialità dell'idrogeno (l'abbondanza, il fatto che la combustione sia fortemente esotermica, ha come prodotto di reazione con l'ossigeno il vapore acqueo...), la sua forte instabilità porta alla necessità di quantitativi ingenti di energia.
Oggi quasi tutto l'idrogeno viene ricavato dai combustibili fossili, e i processi necessari per ottenerlo hanno anche emissioni di CO2 piuttosto elevate. L'elettrolisi ha invece un'efficienza che può superare l'80%, e permette quindi di limitare fortemente l'emissione di CO2 se si riesce ad ottenere l'energia elettrica sfruttando fonti alternative.
Anche qui, le problematiche sono ancora enormi: dalla ridotta densità dell'idrogeno, al suo trasporto, alla ulteriore trasformazione di idrogeno in energia elettrica o calore. Tutti processi che richiedono elevati quantitativi di energia, e fanno sì che il rendimento globale non superi il 30%, e talvolta sia molto più basso (una centrale di pompaggio idroelettrica ha un rendimento power-to-power del 70-80%).
Considerando poi che a monte, l'eventuale pannello fotovoltaico atto alla produzione di energia elettrica necessaria per l'elettrolisi, ha un rendimento dell'ordine del 20%, ci ritroviamo con importanti problemi economici.
Molto più interessanti, sono le tecniche di produzione di idrogeno che non richiedono energia elettrica, ma semplicemente calore. Sarebbero estremamente compatibili con l'energia nucleare, data l'enorme quantità di calore di scarto a basse emissioni di un reattore (e a costo zero). Tali centrali infatti potrebbero essere trasformate in impianti di cogenerazione in grado di produrre sia energia elettrica che idrogeno, senza dover installare potenza aggiuntiva.
L'idrogeno prodotto in questo modo, diventerebbe fondamentale per la decarbonizzazione di settori come il trasporto pesante su gomma e il trasporto aereo. Per le normali auto e moto, conviene puntare sull'elettrico.

[kima]

Esattamente, nonostante le enormi potenzialità dell'idrogeno (l'abbondanza, il fatto che la combustione sia fortemente esotermica, ha come prodotto di reazione con l'ossigeno il vapore acqueo...), la sua forte instabilità porta alla necessità di quantitativi ingenti di energia.
Oggi quasi tutto l'idrogeno viene ricavato dai combustibili fossili, e i processi necessari per ottenerlo hanno anche emissioni di CO2 piuttosto elevate. L'elettrolisi ha invece un'efficienza che può superare l'80%, e permette quindi di limitare fortemente l'emissione di CO2 se si riesce ad ottenere l'energia elettrica sfruttando fonti alternative.
Anche qui, le problematiche sono ancora enormi: dalla ridotta densità dell'idrogeno, al suo trasporto, alla ulteriore trasformazione di idrogeno in energia elettrica o calore. Tutti processi che richiedono elevati quantitativi di energia, e fanno sì che il rendimento globale non superi il 30%, e talvolta sia molto più basso (una centrale di pompaggio idroelettrica ha un rendimento power-to-power del 70-80%).
Considerando poi che a monte, l'eventuale pannello fotovoltaico atto alla produzione di energia elettrica necessaria per l'elettrolisi, ha un rendimento dell'ordine del 20%, ci ritroviamo con importanti problemi economici.
Molto più interessanti, sono le tecniche di produzione di idrogeno che non richiedono energia elettrica, ma semplicemente calore. Sarebbero estremamente compatibili con l'energia nucleare, data l'enorme quantità di calore di scarto a basse emissioni di un reattore (e a costo zero). Tali centrali infatti potrebbero essere trasformate in impianti di cogenerazione in grado di produrre sia energia elettrica che idrogeno, senza dover installare potenza aggiuntiva.
L'idrogeno prodotto in questo modo, diventerebbe fondamentale per la decarbonizzazione di settori come il trasporto pesante su gomma e il trasporto aereo. Per le normali auto e moto, conviene puntare sull'elettrico.

Quando parliamo di trazione elettrica pura dobbiamo però sempre considerare il rendimento di produzione della corrente, che per la rete elettrica italiana è poco superiore al 40%, perché ancora dipendente dal fossile. Poi dovremmo considerare anche l estrazione e raffinazione del combustibile, a sua volta processo energivoro. Inoltre, per caricare una batteria di 50 kWh con la presa di casa ci vorrebbero 16.6 ore utilizzando tutti i 3 kW di un contratto domestico. Di conseguenza dovremmo tener conto che la rete nazionale dovrebbe installare potenza aggiuntiva, qualche GW, per aumentare la potenza erogabile da una rete domestica. L ideale chiaramente sarebbe avere tutta energia rinnovabile, cosa ad oggi impossibile.
Insomma, io vedo ad oggi margini di miglioramento sia per l idrogeno che per l elettrico puro, con il primo favorito per potenze e autonomie elevate, il secondo per quelle ridotte. La soluzione realistica sarà un mix di tecnologie con continue evoluzioni per ciascuna.

[lothar]

Per quanto riguarda l'idrogeno siamo solo alle intenzioni per ora. Come per tutte le tecnologie nuove ci sono problemi tecnici oltre che evidenti problemi economici. Io personalmente ho predisposto vari business plan per elettrolizzatori e fuel cell per alcune aziende, collaborando con un paio di università, ma è tutto ancora agli albori e molto lontano dal diventare conveniente e applicabile su larga scala.
Probabilmente i primi sviluppi si avranno per gli energivori e nel blending col gas naturale nei gasdotti Snam, ma pure qui i problemi che l'idrogeno porta alle condutture sono enormi; a differenza del metano, l'idrogeno tende a fessurare l'acciaio e il rischio di sputtanare la rete nazionale non può essere corso.
Vedremo fra 20 anni a che punto saremo.

[Turgot]

electricityMap | Live CO₂ emissions of electricity consumption

Dettagliata solo in UE, ma molto interessante

[kima]

Per quanto riguarda l'idrogeno siamo solo alle intenzioni per ora. Come per tutte le tecnologie nuove ci sono problemi tecnici oltre che evidenti problemi economici. Io personalmente ho predisposto vari business plan per elettrolizzatori e fuel cell per alcune aziende, collaborando con un paio di università, ma è tutto ancora agli albori e molto lontano dal diventare conveniente e applicabile su larga scala.
Probabilmente i primi sviluppi si avranno per gli energivori e nel blending col gas naturale nei gasdotti Snam, ma pure qui i problemi che l'idrogeno porta alle condutture sono enormi; a differenza del metano, l'idrogeno tende a fessurare l'acciaio e il rischio di sputtanare la rete nazionale non può essere corso.
Vedremo fra 20 anni a che punto saremo.

Nuova relativamente, già 20 anni fa ci facevano studiare le fuel cell idrogeno prospettandocele come l alternativa ai combustibili fossili, con ambiziosi piani di sviluppo fino al 2020. Al 2020 poi ci siamo arrivati e quei piani non si sono concretizzati. Sicuramente per difficoltà tecnologiche, ma anche perché non ci si è investito con decisione. È chiaro che una transizione verso l idrogeno richiede il coinvolgimento di tutta la filiera. Ma non ci dimentichiamo che anche col fossile ci sono stati e ci sono problemi e rischi dovuti a estrazione, stoccaggio e trasporto. Comunque l idrogeno è ancora considerata una fonte energetica su cui puntare, e in America e Asia si stanno muovendo già da tempo.
Una buona panoramica sul presente e possibile futuro qui
Supporting the shift toward green hydrogen | Bureau Veritas

[snowaholic]

Quando parliamo di trazione elettrica pura dobbiamo però sempre considerare il rendimento di produzione della corrente, che per la rete elettrica italiana è poco superiore al 40%, perché ancora dipendente dal fossile. Poi dovremmo considerare anche l estrazione e raffinazione del combustibile, a sua volta processo energivoro. Inoltre, per caricare una batteria di 50 kWh con la presa di casa ci vorrebbero 16.6 ore utilizzando tutti i 3 kW di un contratto domestico. Di conseguenza dovremmo tener conto che la rete nazionale dovrebbe installare potenza aggiuntiva, qualche GW, per aumentare la potenza erogabile da una rete domestica. L ideale chiaramente sarebbe avere tutta energia rinnovabile, cosa ad oggi impossibile.
Insomma, io vedo ad oggi margini di miglioramento sia per l idrogeno che per l elettrico puro, con il primo favorito per potenze e autonomie elevate, il secondo per quelle ridotte. La soluzione realistica sarà un mix di tecnologie con continue evoluzioni per ciascuna.

Se consideri il rendimento della produzione di corrente devi considerare quello per produrre l'energia elettrica necessaria a produrre l'idrogeno, alla fine il risultato è soltanto inserire un passaggio in più rispetto all'utilizzo diretto della energia elettrica per la trazione, con le relative dispersioni (che non sono piccole). Quindi è una tecnologia con una efficienza strutturalmente molto inferiore, che produce un costo al Km superiore.
Può avere senso soltanto nei casi in cui è economicamente vantaggioso sostenere un costo maggiore per il carburante in cambio di una maggiore autonomia o minore peso (per gli aerei) ma ad oggi è una tecnologia lontanissima dalla sostenibilità economica.

Nuova relativamente, già 20 anni fa ci facevano studiare le fuel cell idrogeno prospettandocele come l alternativa ai combustibili fossili, con ambiziosi piani di sviluppo fino al 2020. Al 2020 poi ci siamo arrivati e quei piani non si sono concretizzati. Sicuramente per difficoltà tecnologiche, ma anche perché non ci si è investito con decisione. È chiaro che una transazione verso l idrogeno richiede il coinvolgimento di tutta la filiera. Ma non ci dimentichiamo che anche col fossile ci sono stati e ci sono problemi e rischi dovuti a estrazione, stoccaggio e trasporto. Comunque l idrogeno è ancora considerata una fonte energetica su cui puntare, e in America e Asia si stanno muovendo già da tempo.
Una buona panoramica sul presente e possibile futuro qui
Supporting the shift toward green hydrogen | Bureau Veritas

Ma l'idrogeno non è una fonte di energia, quindi non è mai stata e mai sarà un'alternativa ai combustibili fossili, che sono una fonte primaria.
I limiti della tecnologia erano già evidentissimi 20 anni fa e non ho mai capito perché sia stata esaltata così tanto (molti sono ancora convinti che manchino gli investimenti, ma non è quello il problema). Può essere un modo per immagazzinare l'energia in eccesso prodotta con altri processi, come il calore delle centrali nucleari o le rinnovabili durante i picchi di produzione, ma ad oggi non è competitiva nemmeno su quello.