motori all'idrogeno

[Andrea Agostini <lonanoda at tin.it>]

il manifesto - 15 Dicembre 2002
 
Skateboard all'idrogeno 
Inquinamento e progressiva penuria di petrolio spingono i big dell'auto in
direzione di un cambiamento radicale della mobilità su ruote. Ipotesi, idee
nuove, sogni a occhi aperti e possibili cantonate. Tutto ciò che si muove
nello scenario del motore a idrogeno
BARBARA RONCAROLO
L'arrivo dell'auto alla fine dell'800 ha avuto ripercussioni significative,
più o meno positive sulla vita delle persone, sull'economia e
sull'ambiente. Dopo oltre 100 anni i nodi vengono al pettine, facendo
emergere le principali e più preoccupanti disfunzioni di questa
rivoluzione: l'economia dell'auto si è inceppata, i dati sull'inquinamento
atmosferico sono sempre più allarmanti, il petrolio diventa via via più
scarso e poco accessibile; il traffico congestionato nelle città rende gli
spostamenti lenti e irritanti. La situazione insomma si è ribaltata: la
fata buona si è trasformata in strega maligna, spianando di fatto la strada
a un'altra rivoluzione, quella delle auto a fuel cell (letteralmente celle
combustibili). Si tratta di veicoli più efficienti e non inquinanti che
funzionano a idrogeno, rilasciando nell'ambiente semplicemente acqua e
calore. Secondo i dati riportati dalla rivista Scientific American di
ottobre, attualmente 700 milioni di veicoli intasano le strade dei paesi
industrializzati; ma nel 2020, per effetto dell'incremento della
popolazione mondiale e dell'evoluzione economica di paesi come Cina
Brasile, India, Corea, Russia, Messico e Tailandia, potrebbero essere in
circolazione 1,1 miliardi di auto.

È matematico che le emissioni a base di ossido di carbonio delle auto
avrebbero conseguenze disastrose sull'ambiente e che il carburante
tradizionale, in quanto risorsa sempre più preziosa, avrebbe prezzi
proibitivi. Ecco allora che l'auto a celle combustibili diventa
un'alternativa alla quale guardare realisticamente: lo stanno facendo le
principali case automobilistiche (General Motors, DaimlerCrysler, Ford,
Honda, Peugeot-Citroen, Renault-Nissan e Toyota sono in prima linea) che,
da circa un lustro, hanno spostato i loro più consistenti investimenti di
ricerca e sviluppo sui nuovi sistemi a idrogeno. E diversi governi,
principalmente Canada, Usa e Giappone, stanno promuovendo programmi di
incentivi a sostegno di chi investe sulle fuel cell.

In Canada l'adozione dell'auto a idrogeno sta muovendo i primi passi.
Proprio in questa settimana hanno debuttato i primi mezzi pubblici a fuel
cell: il governo ha investito 3 milioni di dollari per finanziare il
progetto (che in totale ne vale 8), dando fin d'ora un segnale forte del
proprio impegno per il rispetto degli accordi di Kyoto. Negli Usa
l'amministrazione Bush sta sostenendo un programma che dovrebbe far
maturare la diffusione dei veicoli petrolio-free entro i prossimi 10 anni:
dai laboratori di General Motors e Daimler Crysler alcuni mesi fa sono
usciti i primi prototipi funzionanti e intanto anche nei singoli stati si
inizia a muovere qualcosa. La più attiva è la California: è sempre di
questa settimana la notizia che le giapponesi Toyota e Honda hanno
presentato i propri modelli a idrogeno, annunciando che presto per le
strade di Los Angeles si vedranno sfilare i primi veicoli a fuel cell.
L'interesse dell'industria giapponese dell'auto verso questa nuova
tecnologia, d'altra parte, è dimostrata dall'intraprendenza di tutte le
firme automobilistiche nipponiche: Toyota e Honda, che di fatto sono quelle
più avanti, hanno stipulato un contratto con il governo Koizumi per la
fornitura di auto di servizio a idrogeno (il costo per l'affitto di un
veicolo varia dai 7 mila ai 10 mila euro al mese); Nissan a sua volta ha
ottenuto il permesso di provare le sue auto sulle strade pubbliche e conta
poi di approdare, tramite Renault, al mercato europeo.

Osservando i primi modelli di auto a fuel cell la cosa più evidente è che
l'auto non sarà più la stessa. Non è più un processo di combustione a
generare la potenza che muove il veicolo; alla base del suo funzionamento
c'è un processo elettrochimico (simile a quello che avviene nella pila) che
trasforma l'idrogeno in energia pulita. Da un lato ci sono gli atomi di
idrogeno e dall'altro, separati da una membrana, quelli di ossigeno: i
protoni si vanno a combinare con l'ossigeno generando acqua, mentre gli
elettroni si muovono attraverso la membrana producendo l'elettricità
necessaria a far funzionare l'auto.

Il motore avrà una forma completamente diversa da quella attuale. Anzi, non
si parlerà più di «motore», ma di «sistema»: la maggior parte delle
componenti meccaniche saranno rimpiazzate da dispositivi elettronici di
controllo e l'auto, non più vincolata dalla presenza dell'apparato
meccanico, cambierà completamente forma. Tutti i meccanismi delle fuel cell
saranno collocati in una plancia collegata alle ruote: lo chassis sarà
piatto, come una specie di skate board sul quale collocare la carrozzeria.
La parte elettronica avrà un ruolo predominante, perché tutto il veicolo
sarà controllato da un software che programma le performance del mezzo. La
mancanza di vincoli meccanici permetterà così ai designer di sbizzarrirsi
creando i modelli di auto più inusuali, ognuno appoggiato sullo chassis:
non ci saranno più volante, cruscotto e pedali per acceleratore, freno e
frizione perché tutto sarà gestito tramite pannelli di controllo e, di
conseguenza, la posizione del guidatore sarà libera da vincoli e
prevedibilmente non sarà collocata dov'è oggi.

Insieme all'estetica probabilmente muteranno anche i modelli di business:
lo chassis sarà disponibile in tre misure standard (piccolo, medio, grande)
e saranno poche grandi a aziende a produrlo su larga scala, con un
considerevole ridimensionamento dei costi. La carrozzeria invece sarà
prerogativa di numerose aziende a diffusione locale. Al loro servizio ci
saranno squadre di designer, pronti a cogliere i gusti del pubblico, a
seconda delle aree geografiche e culturali, e di conseguenza proporre
modelli originali e persino personalizzati. Ogni 3 o 4 anni usciranno le
nuove plance complete di sistema elettronico di controllo aggiornato:
l'utente cambierà lo chassis in media ogni dieci anni (il pezzo più
costoso), ma per la parte superiore sarà libero di mutare il vestito della
propria auto anche una volta all'anno.

Quello appena dipinto è uno scenario realistico, ma ancora lontano: ci
vorranno almeno quindici anni affinché possiamo vedere circolare le auto a
fuel cell per le strade delle città, come se fosse normale. Prima infatti
bisognerà risolvere alcuni ostacoli sostanziali. Il problema dei costi,
tutto sommato è il meno rilevante: se ora produrre un solo modello di nuova
vettura richiede alcuni milioni di euro, in futuro con le produzioni su
vasta scala il problema non sussisterà. Più complessa invece è la questione
tecnica dell'immagazzinamento dell'idrogeno: allo stato gassoso (quello più
pericoloso, perché sarebbe come viaggiare con una specie di bomba a bordo)
questo elemento richiede temperature che si avvicinano ai 40 gradi sotto lo
zero; l'idrogeno liquido invece ha bisogno di oltre 250 gradi sotto zero e
allo stato solido andrebbe estratto da alcuni metalli che lo contengono con
procedimenti per il momento molto complicati.

Ammesso che questo ostacolo venga superato trovando dispositivi di
raffreddamento adeguati, si porrebbe però il dilemma del rifornimento: dove
fare il pieno di idrogeno? È il classico gatto che si morde la coda: i
punti di assistenza e rifornimento infatti non si diffonderanno, finché non
ci sarà un numero adeguato di auto a fuel cell. Viceversa i veicoli non
circoleranno, finché non sarà possibile normalmente per strada distributori
di idrogeno. Solo un'attenta politica di incentivi potrebbe venire incontro
a questa necessità. Uno dei sistemi di cui parla nella sua analisi
Scientific American, potrebbe essere quello di sfruttare la catena dei
distributori di benzina: poco alla volta essi potrebbero affiancare alle
pompe della benzina le pile per il rifornimento di idrogeno; poi col tempo
le seconde sostituiranno le prime. Anche la distribuzione di «carburante»
potrebbe però essere a sua volta rivoluzionata. Se nel corso dei prossimi
anni si sviluppasse un network per la produzione di energia a fuel cell
capace di far fronte al normale fabbisogno di energia elettrica di case,
aziende e stabilimenti, il distributore potrebbe addirittura essere nel
garage di ogni edificio. Il quadro dipinto insomma non è immediato, ma i
sostegni dei governi e i forti investimenti dei big dell'auto lasciano
immaginare realisticamente che la storia dell'auto stia per voltare pagina.