Auto elettriche e a idrogeno, è questo il futuro? Il punto con il professor Dario Amodio

ANCONA – Auto elettriche, veicoli a idrogeno: il futuro è già in strada. Ma quali sono i pro e i contro? Abbiamo chiesto delucidazioni al professor Dario Amodio, docente di Progettazione meccanica e costruzione di macchine all’Università Politecnica delle Marche.

«L’industria dell’automobile – spiega il professor Amodio – sta attraversando un periodo di profonda trasformazione, paragonabile, a mio giudizio, a quanto avvenne in Europa nel secondo dopoguerra, quando l’automobile diventò “popolare”; quindi, non più destinata a un ristretto pubblico facoltoso, ma accessibile a una ben più vasta utenza, che non aveva mai conosciuto, prima di allora, la libertà di movimento che l’automobile consente. In quel periodo storico, l’industria seppe comprendere e ben interpretare una forte esigenza del mercato, per rispondere alla quale fu necessaria una straordinaria innovazione tecnologica, dalla quale nacquero le automobili moderne. Fu proprio in quel periodo che videro la luce la Mini Morris inglese, opera dell’ingegnere di origine greca Alec Issigonis, la francese 2CV, fortemente voluta da Citroën e realizzata poi da un italiano, la tedesca Maggiolino, nata per volere Hitler e disegnata dalla matita felice di Ferdinand Porsche, e l’italiana Fiat 600 (seguita, subito dopo, dalla iconica 500), dovuta al genio dell’ingegner Giacosa. Oggi sta avvenendo qualcosa di simile a quegli anni: una rivoluzione tecnologica. Ma questa volta non per iniziativa industriale, non per una esigenza del mercato, ma per una decisione puramente politica; sulle le cui motivazioni, senz’altro comprensibili e condivisibili, si potrebbe ragionare, ma non in questa sede. Pur non essendo voluta né dai costruttori di veicoli e né dal mercato, la straordinaria trasformazione tecnologica in atto sta però richiedendo enormi investimenti e tutto lascia prevedere che porterà a una contrazione del mercato, incapace di sopportare il costo della trasformazione».

Questo scenario, spiega il docente della Politecnica, «è reso più complesso dai tempi, relativamente stretti, che la politica ha imposto per la transizione, che hanno costretto i costruttori a una profonda revisione di tutti i programmi in tempi molto rapidi. Tempi che, forse, saranno ancora più rapidi di quelli stabiliti dalle normative, perché, come ha dichiarato recentemente Tavares, è più conveniente accelerare la transizione elettrica piuttosto che impegnare risorse per adeguare gli attuali motori endotermici al prossimo, stringente standard Euro 7, che entrerà in vigore ben prima del 2035. È importante anche mettere in evidenza che la politica non ha semplicemente indicato l’obiettivo, ovvero l’entità della riduzione di emissioni di gas serra da raggiungere in un tempo stabilito, ma ha indicato la trazione elettrica come soluzione tecnologica per raggiungere tale obiettivo. È dunque in questo scenario che i progettisti si stanno muovendo e devono farlo in fretta. Al momento sono tre le soluzioni tecniche possibili: ibrido, elettrico a batteria ed elettrico a idrogeno».

Ci sarebbe anche la possibilità, specifica sempre il professore, «di usare l’idrogeno come combustibile negli attuali motori endotermici, oppure i carburanti sintetici, che producono, considerando l’intero ciclo produttivo, minime o nulle emissioni di gas serra. Queste soluzioni consentirebbero di utilizzare i motori attuali, adattandoli con modesti investimenti ai nuovi carburanti. Ma la soluzione indicata dalla politica è chiara e inequivocabile: elettrificazione. Quindi, queste vie sono precluse. L’ibrido, nelle varie versioni, più o meno spinte verso l’elettrificazione, va considerata una soluzione di transizione, efficace nel breve (o forse medio) periodo ma che, a mio avviso, non avrà un futuro nel lungo periodo».

Professor Amodio, come vede il futuro dell’automobile?
«Dunque, le alternative sono due: batterie o idrogeno. La prima è una soluzione antica. Già nel primo Novecento, infatti, la trazione elettrica a batteria fu in competizione con la motorizzazione a combustione, sia interna che esterna (motore a vapore). Prevalse il motore a combustione interna per la trazione stradale, mentre il motore a vapore si affermò per impiego ferroviario e marittimo. La soluzione elettrica a batteria venne invece abbandonata, sia perché, a quel tempo, nessuno si curava dei problemi ambientali, sia per la mancanza di una elettronica sufficientemente evoluta, senza la quale la trazione elettrica era difficile da gestire, e sia per lo stesso problema che esiste oggi: la scarsa autonomia delle batterie. In trenta chilogrammi di carburante c’è più o meno la stessa quantità di energia che è possibile accumulare in seicento chili di batterie. Certamente questo rapporto, un ventesimo, oggi così sfavorevole, migliorerà in futuro con lo sviluppo delle tecnologie, ma difficilmente arriverà a uno. Le automobili elettriche saranno, quindi, inevitabilmente più pesanti delle attuali e, di conseguenza, richiederanno più energia, anche se saranno, complessivamente, più efficienti. Oltre alla scarsa quantità di energia immagazzinabile, le batterie impiegano molto tempo per ricaricarsi. Anche questo migliorerà in futuro, ma sarà difficile che si riesca a fare un “pieno” sufficiente per oltre mille chilometri in un paio di minuti, come avviene oggi per le automobili a combustione, specialmente quelle a ciclo Diesel. C’è poi il problema più grande: la produzione e la distribuzione di energia. In Italia circolano oltre trenta milioni di automobili. Se tutte dovessero prelevare energia dalla rete elettrica, dovremmo aumentare la produzione nazionale di almeno un terzo, ma forse ben di più. Come farlo, visto che già oggi siamo costretti a importare energia? Qualcuno ci sta pensando? Quali sono le tecnologie realizzabili? In che tempi ci sarà una soluzione? Quali investimenti saranno necessari? Forse, se e quando saranno tutte elettriche le automobili in Italia, non saranno più così tante, visto che sempre meno persone potranno permettersele. Ci sarà un ritorno alle automobili di élite? Scomparirà l’automobile popolare nata nel dopoguerra? Io non credo, ritengo però che le automobili dovranno trasformarsi profondamente e diversificarsi per gli usi ai quali sono destinate».

Ci sarebbe anche il problema delle colonnine elettriche…
«Come ben sappiamo, ancora oggi, in Italia, molte abitazioni non sono raggiunte dalla fibra ottica, sottile come un capello; come si pensa di stendere nelle nostre città, bellissime ma difficili, una ragnatela di grossi cavi elettrici per distribuire capillarmente i gigawatt necessari? Altro tema interessante. Un cenno va fatto anche a un altro grande problema: lo smaltimento delle batterie a fine vita. Ora non è un problema, visto che le vetture in circolazione sono poche ma che cosa accadrà quando saranno milioni? La trazione elettrica presenta, per contro, molti elementi positivi. In primo luogo, consente architetture dei veicoli molto diverse da quelle attuali. I motori elettrici sono più piccoli e più semplici di quelli termici e, inoltre, è possibile montarne più di uno su un veicolo senza particolari problemi tecnici e con notevoli vantaggi in termini di prestazioni, distribuzione dei pesi e utilizzo del volume. Anche la disposizione delle batterie lascia molto spazio alla creatività dei progettisti, rendendo possibili soluzioni oggi impensabili. Complessivamente, i veicoli elettrici saranno più semplici, con meno componenti e più versatili. Le vetture elettriche attuali risentono ancora molto delle soluzioni tipiche della trazione termica, ma sono certo che nel futuro vedremo una evoluzione straordinaria di forme e dimensioni».

Pro e contro, insomma…
«Nelle grandi città, dove le velocità medie non superano i 20 Km/h, non serve che le automobili rispettino gli elevati standard di sicurezza (e i relativi costi) pensati per velocità ben superiori. Con un solo kW e un paio di centinaia di chilogrammi di massa, si potrebbero trasportare due persone a 20-30 km/h in tutta sicurezza (oggi una vettura elettrica media supera facilmente le due tonnellate). Servirebbe cambiare completamente l’organizzazione del trasporto cittadino».

E veniamo all’idrogeno…
«Anche in questo caso la trazione è elettrica, come nelle vetture a batteria. Ma l’elettricità è prodotta in “celle” alimentate da idrogeno, dove l’energia chimica viene trasformata in energia elettrica. Il pieno di idrogeno si può fare in pochi minuti, come si fa oggi per il metano (forse si dovrebbe dire come si faceva…). L’autonomia dipende da quanto idrogeno si riesce a immagazzinare, ma già oggi è molto vicina a quella delle automobili a combustione. Alcune vetture, già disponibili sul mercato, hanno autonomie di poco inferiori ai mille chilometri e il pieno si fa in cinque minuti. Inoltre, il prodotto della reazione chimica per produrre energia elettrica è soltanto innocuo vapore acqueo».

Quindi, è la soluzione perfetta?
«Sì e no. Due sono i principali problemi: contenere l’idrogeno e produrlo. Cominciamo dal primo. La soluzione attuale è contenere l’idrogeno in contenitori a pressione. Per avere quantità ragionevoli di idrogeno a bordo, bisogna arrivare a pressioni dell’ordine delle centinaia di bar. Si può fare. Anzi già si fa: sono stati raggiunti i settecento bar (Toyota). Però i serbatoi sono pesanti e richiedono materiali e tecnologie raffinate. Quindi, i costi sono elevati. Poi, c’è il problema della sicurezza, per esempio in caso di incidente. Costo e sicurezza sono problemi tecnici da risolvere e non ho dubbi che, se si investirà adeguatamente, si troverà una soluzione soddisfacente. Esistono soluzioni diverse per lo stoccaggio dell’idrogeno, basate su speciali spugne metalliche che consentono di incamerare idrogeno a bassa pressione, ma non sembra, per il momento, una soluzione concretamente percorribile in ambito automobilistico. La capillare distribuzione dell’idrogeno non dovrebbe rappresentare un problema, come invece avviene per la carica delle batterie. Infatti, gli impianti per la distribuzione di carburante potrebbero facilmente essere riconvertiti per l’erogazione di idrogeno e i tempi di riempimento dei serbatoi sarebbero molto simili a quelli oggi necessari per i carburanti. Il secondo problema è l’energia necessaria per produrre idrogeno. È qui che può nascere il problema ambientale, vanificando i vantaggi dell’idrogeno. Non è pensabile, ovviamente, usare energia proveniente dalla combustione di idrocarburi. Una soluzione possibile è l’utilizzo della energia solare per alimentare impianti per la produzione di idrogeno partendo dall’acqua di mare. L’ideale sarebbe istallare questi impianti nei deserti del Nord Africa, dove c’è sole in abbondanza tutto l’anno e non si sottrae spazio all’agricoltura. Oltre al fotovoltaico, una soluzione interessante è il “solare a concentrazione” (un’idea di Carlo Rubbia) che avrebbe anche minori problemi ambientali del fotovoltaico a fine vita dei pannelli. Qualcuno propone anche di installare piccoli impianti di produzione di idrogeno accanto ai generatori eolici, la cui energia è spesso difficile da convogliare nella rete elettrica nazionale. A mio giudizio, difficilmente i costruttori di automobili si orienteranno concretamente e investiranno verso l’idrogeno se non ci saranno chiari segnali da parte della politica di voler rendere possibile, con azioni concrete e fondi sufficienti, questa soluzione. L’iniziativa australiana va in questa direzione e lascia ben sperare. A quanto mi risulta, in Italia circolano già alcune automobili a idrogeno, tutte concentrate nel Nord, dove esistono i pochissimi impianti di erogazione di idrogeno. Se mancano questi impianti, se non si inizia a pensare alla loro realizzazione e diffusione, è difficile che questa soluzione possa avere successo, senza contare che il prezzo di queste vetture è ancora molto alto».