sabato 16 maggio 2009

In Puglia economia all’idrogeno?

di Michelangelo Ciani, Ingegnere Meccanico, Docente di Discipline Meccaniche presso Istituti di Istruzione Superiore.

Poco più di un anno fa compariva sulle pagine di molti giornali e blog la notizia che la Puglia in un futuro prossimo avrà distributori di idrogeno e/o idrometano per alimentare autoveicoli ecologici. Qualche settimana fa il sito www.rinnovabili.it ha definito la Puglia “regina del vento”, visto il primato nella produzione di energia elettrica dal vento (946 megawatt installati nel 2008, dati Terna). Le notizie non sembrano slegate, nell’ottica di “Economia all’idrogeno”, il libro di J. Rifkin che sembra avere ispirato il progetto idrogeno della regione Puglia e che la mette all’avanguardia mondiale.

L’evoluzione dei combustibili usati dalla nostra civiltà ha come meta l’idrogeno. All’inizio ci fu la legna, poi venne il carbone, il petrolio, il metano e, in futuro, l’idrogeno. Il cambiamento di combustibile è stato sempre verso una “de-carbonizzazione”, cioè una riduzione del rapporto carbonio-idrogeno, e quindi una riduzione relativa nei fumi della CO2 rispetto all’H2O, a parità di energia liberata nella combustione.
Avere un combustibile con 100% di idrogeno però non è semplice, perché non è presente puro in natura, ma sempre allo stato combinato. E la separazione degli atomi di idrogeno costa energia. Quindi l’idrogeno puro è un combustibile artificiale, un vettore energetico, non è una fonte di energia primaria. Questo concetto purtroppo sembra essere poco conosciuto. Molti addirittura pensano che in futuro si potrà usare l’acqua come combustibile, mentre l’acqua è soltanto il prodotto della combustione dell’H2. L’acqua può essere anche la materia prima per fornire idrogeno attraverso l’elettrolisi (separazione di O2 e H2 dall’acqua), una reazione chimica che consuma energia prodotta altrove con i metodi convenzionali (che generano anche CO2). Oppure si può produrre idrogeno dal metano mediante il processo denominato “steam reforming”. Anche in questo caso però si produce CO2 dal carbonio contenuto nel metano. Come si esce allora da questo rompicapo? Per produrre H2 senza avere CO2 come sottoprodotto, bisognerà ricorrere all’uso di energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile, mediante turbine eoliche e pannelli fotovoltaici, per esempio. Allo stato attuale, quindi, i sistemi esistono, ma sono costosi. La Puglia però ha buone possibilità di sfruttamento di queste fonti, essendo una regione ventosa e molto soleggiata.

L’avvento dell’economia all’idrogeno richiede la soluzione di un altro problema oltre a quello della produzione, e cioè quello della distribuzione del combustibile. Un altro bel rompicapo, perché la rete distributiva cresce se vi sono consumatori (auto) di idrogeno, e le auto si vendono se la rete distributiva è sufficientemente diffusa. Per uscire da questo circolo vizioso si pensa ad una fase di transizione in cui circolano veicoli che usano una miscela di idrometano (30% H2 e 70% metano), in modo da poter rifornirsi anche presso i distributori di metano. Secondo Rifkin il rischio è che questa fase transitoria duri molto.
Comunque in Puglia sembra che qualcosa si muove.

Ecco alcuni link sull’argomento trattato:

Di seguito coloro che hanno ospitato quest'articolo: Blog a 2 Piazze, violad'acqua

10 commenti:

Daniele Verzetti il Rockpoeta ha detto...

Molto interessante. Uno spiraglio importante anche se i tempi potrebbero non essere brevissimi.

Giovanni Greco ha detto...

Forse non voglio che i tempi non siano brevissimi perchè per adesso gli conviene così...

Andrew ha detto...

interessante davvero

Franca ha detto...

Che il governo della regione c'entri qualcosa?

dario ha detto...

Mah, Tommi, il tuo e' un bel post, ma sull'idrogeno sono un po' mmmh... come dire... disilluso.
Gia' nell'aprile 2008 avevo discusso in un post nel mio blog sulle fonti di energia alternative per l'autotrazione, e nella mia analisi ero decisamente a favore dell'idrogeno. Oggi non sono piu' di questa opinione perche'...

L'idrogeno, come giustamente spieghi tu, non puo' essere visto come una fonte di energia ma piuttosto come un mezzo comodo per trasportarla. Cioe', tramite energia si produce idrogeno dall'acqua, e tramite motori ad idrogeno (a combustione o a celle) si trasforma acqua dall'idrogeno, producendo energia.
Quindi possiamo vedere l'idrogeno come una specie di batteria elettrica ricaricabile, solo che e' in forma gassosa.
Ma la batteria elettrica ricaricabile non e' una novita' nell'autotrazione. Esistono infatti auto a motore elettrico che vengono ricaricate dalla rete elettrica. Il processo e' molto piu' semplice che la produzione di idrogeno mediante elettrolisi dall'acqua e poi l'utilizzo di idrogeno per fuel cell (o motori a scoppio ad idrogeno). Uno e l'altro approccio forniscono vantaggi e svantaggi.
La batteria al litio ha lo svantaggio di essere piu' pesante della quantita' analoga di idrogeno per produrre la stessa autonomia, inoltre la batteria e' piu' ingombrante a parita' di autonomia. L'idrogeno ha problemi per lo stoccaggio nell'auto (e' pur sempre un gas pericoloso!) e ha i problemi che tu hai indicato per la distribuzione (mentre per la ricarica di una batteria basterebbe una presa di corrente).
A mio parere pero' la partita si combatte su due aspetti che vengono spesso trascurati:
1) la batteria elettrica si ricarica in circa 8 ore attaccati ad una presa, cosa che deve avvenire ogni volta dopo qualche centinaio di km a dir tanto, mentre il rifornimento di idrogeno puo' avvenire nel giro di cinque minuti, tempo paragonabile al rifornimento di benzina per motori tradizionali.
2) la resa dell'idrogeno e' di gran lunga inferiore a quella della batteria, nel senso che l'energia elettrica prodotta con una batteria fuel cell da una certa quantita' di idrogeno equivale a meno del 20% dell'energia elettrica necessaria per produrre quella quantita' di idrogeno con elettrolisi. Quindi l'80% dell'energia andrebbe sprecata. Per una batteria elettrica invece il rapporto si inverte, sprecando quindi solo il 20% dell'energia.

(...continua...)

dario ha detto...

(...continua...)

Secondo me la soluzione e' quella di trovare degli accorgimenti tecnici o delle innovazioni tecnologiche per rendere piu' fruibile l'automobile elettrica a batterie al litio. Ad esempio leggevo un articolo sull'invenzione di un "distributore di batterie", nel senso che propone un formato standard di batterie intercambiabili, che possono essere sostituite in una stazione di servizio. Ti lascio la batteria scarica e me ne prendo una carica. E' evidente che bisognerebbe avere una rete capillare anche per questo tipo di distribuzione, ma la semplicita' tecnica di questa soluzione e' impareggiabile rispetto alla difficolta' e pericolosita' dello stoccaggio di idrogeno.

La ricarica della batteria inoltre mi piace anche perche' sarebbe possibile decentrare ai margini dell'economia il rifornimento. Se io posso attaccare la batteria ad una fonte di energia elettrica e posso costruirmi in giardino le celle fotovoltaiche piuttosto che le pale eoliche per produrre quell'energia, allora non ho bisogno di dare soldi ai potenti. Questo secondo me capovolgerebbe i principi dell'economia mondiale. Evidentemente non e' pensabile, allo stato attuale, di costruirmi una centrale per la produzione di idrogeno con elettrolisi.

Infine vorrei fare una considerazione. Ho l'impressione che il problema dell'inquinamento e in generale della sostenibilita', non dipenda tanto da quanto sia fallimentare un meccanismo di produzione, ma piuttosto da quanto ampiamente quel meccanismo si sviluppi. Il problema del CO2 nell'autotrazione, credo, non dipende molto da quanto CO2 un'auto produca, ma piuttosto da quante auto in totale circolino. E' davvero cosi' necessario utilizzare l'automobile cosi' tanto oppure e' lo stile di vita che la societa non-ecosostenibile ci impone?
Il punto e' che se anche trovassimo un mezzo conveniente e sicuro per produrre energia elettrica da fonti rinnovabili in modo che venga utilizzata per l'autotrazione, la quantita' di traffico aumenterebbe presto al punto che quella quantita' di energia prodotta non sarebbe comunque sufficiente.

...ma forse sto divagando? ;-)

Luca ha detto...

Ciao Tommi ma...
non aggiorni più?
Non farmi scherzi sai :)
Ciao, a presto.
Luca

Alessio in Asia ha detto...

Tommaso,
che fine hai fatto?

tommi ha detto...

Riporto la mail della lista della Rubrica Ambientiamoci che ho inviato oggi:

Ciao a tutti,

anzitutto volevo rassicurare i lettori di Blog Internazionale che non sono scomparso e non ho deciso di smettere di scrivere, semplicemente sto vivendo un periodo piuttosto intenso: sono agli sgoccioli della mia carriera universitaria, devo sostenere gli ultimi esami e ho iniziato un lavoro che mi toglie tempo ed energie. In più sto cominciando a pensare a stage e tesi.
Come capirete, a farne le spese sono passioni e hobbies, e il Blog rientra in queste definizioni.

Per questo motivo volevo chiedervi se qualcuno, tra voi, ha gentilmente e generosamente voglia e tempo per concepire un articolo per la Rubrica Ambientiamoci prevista per il prossimo 16 giugno.
Mi scuso per il ritardo con cui vi giunge questo avviso, per questo non sentitevi obbligati in nessun modo, alla peggio per questo mese salta.

Grazie comunque a tutti e spero di riprendere al più presto il rapporto che ci ha unito negli ultimi mesi,

--
Tommi di Blog Internazionale
www.bloginternazionale.com

Andrea Cardinale ha detto...

Bello e interessante questo blog. Complimenti!

Questi sono i miei nuovi blog creati da poco:

magiadelcalcio.blogspot.com
vogliadiciclismo.blogspot.com

Ti aspetto!!!