“Motor Valley”: è conosciuta anche così la “terra dei motori” che in Emilia Romagna ospita i marchi più famosi al mondo che costruiscono supercar. Rappresenta infatti una storia di eccellenza tecnologica per le automobili, simile a quella che ha reso famosa la Silicon Valley, in California, per quel che riguarda il mondo dei computer, degli smartphone e in generale di tutta quell’industria che viene definita tech.
E in Italia c’è un’altra zona - storicamente legata alle automobili - che potrebbe diventare la "Hydrogen Valley": un po’ com'è successo nel recente passato con la guida autonoma, infatti, la regione Piemonte ha intenzione di promuovere iniziative che riguardano la mobilità legata all’idrogeno. Soprattutto a Torino, dove si stanno riconvertendo delle competenze di eccellenza sviluppate negli anni per i motori alimentati con i combustibili fossili.
Il primo progetto dedicato all’idrogeno
È il caso della Punch Hydrocells, un centro di progettazione e sviluppo che ha sede accanto al campus universitario del Politecnico di Torino e che ha inaugurato un nuovo progetto legato all’idrogeno: un banco di prova finalizzato a migliorare i sistemi di propulsione basati sulle celle a combustibile.
Dal diesel all’idrogeno
Il progetto è stato realizzato dalla Punch, un’azienda belga che nel centro di engineering di Torino può contare su 19 sale prova motori, 1 camera di prova anecoica, 2 camere termiche per temperature fino a -30°C. Qui sono impiegate 700 persone di 12 nazionalità diverse, su un totale di 1.700 persone che fanno parte del gruppo, con stabilimenti anche in Belgio e in Cina.
I tecnici di Torino, in particolare, possono mettere a disposizione l’esperienza fatta con General Motors sulla tecnologia dei motori diesel, replicando un processo di riduzione dei costi portato dalla ricerca applicata. Con l’ambizione di trainare anche la cosiddetta supply chain, cioè una filiera produttiva che nascerebbe attorno a delle nuove tecnologie basate sull’idrogeno. Inseguendo anche l'obiettivo di rendere l'Italia competitiva per l'idrogeno verde "low cost" in Europa.
Fuel cell, motori a combustione, produzione e stoccaggio
Oltre a lavorare sui sistemi basati su celle a combustibile (fuel cell), la divisione Hydrocells della Punch può gestire anche progetti relativi a motori a combustione interna alimentati a idrogeno e lavorare sulle tecnologie di produzione e di immagazzinamento dell’idrogeno. Come, ad esempio, un impianto pilota per produrre idrogeno verde con pannelli fotovoltaici ed elettrolizzatori sul tetto della sede Punch di Torino (clicca per avere informazioni sul più grande impianto per l'idrogeno verde in Europa). Seguendo così tutti gli aspetti legati a questo nuovo vettore energetico, rendere più competitivo il costo e quindi suscitare l’interesse di chi lo potrebbe utilizzare in diverse applicazioni.
Con l’inaugurazione della prima cella di prova per fuel cell di Torino si inizia dunque a lavorare con l’idrogeno, in particolare sull’integrazione di una cella a combustibile per un’applicazione di autobus urbano, con l’obiettivo di aumentare l’efficienza tramite il software che ne controlla il funzionamento. Si lavora così sul controllo attivo della gestione termica della cella, per gestire il calore in maniera più intelligente, convogliandolo quando necessario verso la batteria, presente sui veicoli a fuel cell per immagazzinare l’energia recuperata in frenata e, in caso di bisogno, dare uno spunto aggiuntivo.
Migliorano così via software i flussi energetici del sistema, per cercare sempre il punto di funzionamento ottimale. Per esempio, su un autobus urbano alimentato ad idrogeno si terrebbe conto della presenza di salite e discese, per caricare preventivamente la batteria e fornire supporto alla cella a combustibile grazie all’intelligenza artificiale; oppure adattandosi allo stile di guida del pilota e alle condizioni di traffico, evitando che la fuel cell lavori in tutte quelle condizioni transitorie dispendiose in termini energetici.
In altre parole, su 100 unità di energia chimica disponibile, una fuel cell ne produce tipicamente 60, di cui 10 o anche 15 sono destinati ad alimentare accessori come il compressore e gli iniettori. L'efficienza netta dunque è del 45%-50% e la parte restante è sostanzialmente calore, che va gestito.
Autobus, camion, mezzi agricoli
Lo stesso approccio di ottimizzazione Punch prevede di applicarlo anche per la produzione localizzata dell’idrogeno, che possa a quel punto alimentare flotte di veicoli per il trasporto di persone o merci, oppure anche fare da centro di distribuzione per mezzi agricoli. Analogamente a quanto descritto per la cella di prova per le fuel cell, la progettazione del software di gestione si può applicare anche a sistemi di produzione di idrogeno con elettrolizzatori e di stoccaggio. Cercando con il software, anche in questo contesto, il punto ottimale di funzionamento del sistema.
Costo dell’idrogeno 3 volte superiore al gasolio
Qui l'obiettivo è ridurre il costo di produzione dell’idrogeno, così che un’offerta più conveniente stimoli la domanda. Puntando ad arrivare a un costo dell’idrogeno di 3 volte superiore a quello del gasolio, soglia che segna una competitività economica tenendo conto anche dei rendimenti energetici legati al potere calorifico delle due sostanze.
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