Come percorso di educazione civica per l'A.S. 2023-'24 le classi 3, 4 e 5 dell'indirizzo "Trasporti e Logistica" dell'Istituto di istruzione superiore "Luigi di Savoia" di Chieti hanno approfondito uno degli aspetti attuali dei nostri giorni, la transizione energetica, realizzando il presente libro digitale che raccoglie i contributi di ciascun alunno.
In maniera particolare è stato analizzato il passaggio dai mezzi di trasporto a combustibili fossili ad una forma di energia più sostenibile, interrogandoci su vantaggi e svataggi, fattibilità e controversie di questa trasformazione epocale e confrontandola con una simile avvenuta qualche decennio fa.
Seguono i contributi al libro digitale dei singoli alunni. Questi sono stati elaborati dopo aver effettuato una adeguata ricerca sugli aspetti della transizione energetica e sulle caratteristiche e particolarità che più hanno attirato la loro attenzione. Ciascun contributo contiene un'accurata descrizione, con riferimenti all'aspetto tecnico, ecologico ed economico.
Classe 3 A indirizzo Trasporti e Logistica[modifica]
Le prime transizioni ecologiche [di Mattia Serra][modifica]
La transizione ecologica è un processo che prevede il passaggio da una fonte di energia ad un'altra, al giorno d'oggi questo passaggio sta avvenendo da i combustibili fossili verso fonti rinnovabili. Ma nel passato in realtà vi sono già state alcune transizioni ecologiche, verso la fine del IX secolo infatti in Europa si è assistito ad un cambiamento di fonti di energia, si è passati dalla forza animale a quella termica. Come per il giorno d'oggi questa transizione è stata favorita dalla necessità di risolvere i problemi della vecchia fonte di energia che all'epoca erano inquinamento da letame, inefficienza nel movimento e costi di gestione. Per rendere l'idea Tra il 1870 e il 1900, il numero dei cavalli nelle città americane è quadruplicato, mentre la popolazione umana è semplicemente raddoppiata. All’inizio del secolo c’era un cavallo ogni 10 persone in Gran Bretagna e uno ogni quattro negli Stati Uniti. Fornire fieno e avena ai cavalli richiedeva vaste aree di terreno agricolo, riducendo lo spazio disponibile per coltivare cibo per le persone. Nutrire i 20 milioni di cavalli degli Stati Uniti richiedeva un terzo della superficie coltivata totale, mentre i 3,5 milioni di cavalli della Gran Bretagna dipendevano da tempo dal foraggio importato. Tutto ciò ha fatto male alla salute pubblica. Il comitato degli statistici sanitari della città di New York riscontrò livelli più elevati di malattie infettive "nelle abitazioni e nelle scuole entro 50 piedi dalle stalle rispetto a luoghi più remoti", riportò il New York Times nel 1894. Secondo un calcolo di fine secolo, 20.000 newyorkesi morivano ogni anno a causa di “malattie che volano nella polvere”, prova evidente dei pericoli posti alla salute dalla dipendenza dai cavalli. A peggiorare le cose, i cavalli erano spesso oberati di lavoro e, quando cadevano morti, i loro corpi venivano spesso lasciati a marcire per strada per diversi giorni prima di essere smembrati e rimossi, costituendo un ulteriore rischio per la salute. Entro il 1880, ogni anno 15.000 cavalli morti venivano rimossi dalle strade di New York City. Come ben sappiamo la tecnologia termica ha di certo risolto i vecchi problemi, ma ne ha creati di nuovi come inquinamento dell'aria e sfruttamento di risorse non rinnovabili. Gli inquinanti che emettono sono più difficili da vedere rispetto al letame equino, ma non sono meno problematici. Questi includono il particolato, come la fuliggine negli scarichi dei veicoli, che può penetrare in profondità nei polmoni; composti organici volatili che irritano il sistema respiratorio e sono stati collegati a diversi tipi di cancro; ossidi di azoto, monossido di carbonio e biossido di zolfo; e i gas serra, principalmente l’anidride carbonica, che contribuiscono al cambiamento climatico. Auto, camion e autobus producono collettivamente circa il 17% delle emissioni globali di anidride carbonica. La dipendenza dai combustibili fossili come benzina e diesel ha avuto anche implicazioni geopolitiche di vasta portata, poiché gran parte del mondo è diventata dipendente dal petrolio del Medio Oriente nel corso del XX secolo. Anche oggi siamo chiamati a risolvere problemi introducendo nuove tecnologie che sembrano portare vantaggi proprio come sembravano portarli alle persone del 1800, quelle stesse tecnologie che ora stiamo rimpiazzando perché inadeguate. Non dovremmo chiederci e domandarci che forse saremo chiamati a far fronte anche ai problemi che le nuove tecnologie implementate porteranno?
In effetti gli esperti stanno già evidenziando futuri problemi ambientali legati all'elettrico:
Innanzitutto bisogna vedere da dove proviene l'elettricità, perché attualmente oltre il 55% dell'elettricità italiana proviene da fonti fossili di conseguenza non si risolve il problema dell'inquinamento atmosferico ma semplicemente lo si trasferisce. Per risolvere ciò dunque non basta attuare una riforma dei trasporti ma bisogna intavolare una vera e propria transizione energetica totale. Oltre a ciò si prevederanno anche problemi in campo logistico con lo smaltimento delle batterie esauste problema non ancora riscontrabile inquanto non vi sono batterie esauste e da buttare.
La transizione energetica: cos'è e quali sono i suoi vantaggi e svantaggi [di Giovanni La Sorsa][modifica]
La transizione energetica consiste nel passaggio dall’utilizzo di fonti di produzione non rinnovabili a energie rinnovabili, considerate più efficienti e meno inquinanti. Questo processo, quindi, mira a modificare il sistema di produzione, distribuzione e consumo di energia in un determinato territorio attraverso il risparmio energetico, l'economia sostenibile e l'utilizzo di energia verde. L’Unione Europea, nell’intento di procedere a una transizione energetica che mette al primo posto la decarbonizzazione, ha messo a punto il "Clean Energy Package" che fissa una serie di obiettivi da raggiungere entro il 2030. Ogni stato membro ha provveduto ad elaborare un Piano Nazionale Integrato per l'Energia e il Clima (PNIEC) che stabilisce i passi necessari e le politiche da attuare per raggiungere, nel periodo 2021-2030, i traguardi stabiliti dalla Comunità Europea. I vantaggi derivanti dall’efficientamento energetico basato sul passaggio all’energia green, sono numerosi. I più evidenti vanno da una minore vulnerabilità delle economie interne causata dalle fluttuazioni dei prezzi dell’energia, alla limitazione delle emissioni nell’industria, nei trasporti, nell’agricoltura e in tanti altri settori fino a una minore dipendenza dalle importazioni di energia. La transizione energetica rivoluziona il concetto stesso di paradigma economico favorendo il passaggio a un modello di economia circolare in cui l'efficienza energetica assume un ruolo di primo piano. I benefici sono numerosi: i prodotti sono concepiti per durare di più ma anche per essere trasformati in nuove risorse. La digitalizzazione e l’elettrificazione forniscono non solo servizi più innovativi, ma anche più economici ed efficienti. Nell’affrontare le sfide globali del cambiamento climatico e della sicurezza energetica, la transizione energetica si propone di raggiungere una serie di obiettivi ambiziosi e cruciali per garantire un futuro sostenibile e prospero per tutti. Tra i principali obiettivi si trovano:-riduzione delle emissioni di gas serra: uno dei principali obiettivi della transizione energetica è mitigare il cambiamento climatico riducendo le emissioni di gas serra provenienti dalle attività umane, soprattutto dalla produzione e dal consumo di energia-promozione delle energie rinnovabili: un altro obiettivo chiave di questa transizione green è aumentare significativamente la quota di energia prodotta da fonti rinnovabili come l’energia solare ed eolica -decarbonizzazione: un terzo obiettivo della transizione energetica è la riduzione progressiva delle emissioni di carbonio, da ottenere con l’eliminazione dei combustibili fossili e lo sfruttamento di fonti rinnovabili. La Cop26 di Glasgow, importante accordo internazionale raggiunto nel 2021, ha fissato come obiettivo il raggiungimento entro il 2050 della Carbon Neutrality, o emissioni zero; -efficienza energetica: è importante anche ridurre il consumo di energia attraverso misure di efficienza energetica. Ciò comporta l’utilizzo più intelligente ed efficiente dell’energia in modo da poter ottenere gli stessi risultati con consumi molto minori. Diversificazione delle fonti energetiche: promuovere la diversificazione delle fonti energetiche riduce la dipendenza da un singolo tipo di combustibile e rende l’approvvigionamento energetico più resiliente e sicuro-sicurezza energetica: riducendo la dipendenza da combustibili fossili d’importazione, la transizione energetica può migliorare la sicurezza energetica dei paesi, rendendoli meno vulnerabili a interruzione delle forniture o fluttuazioni dei prezzi. Infine, vi è anche la sensibilizzazione e partecipazione pubblica: coinvolgere il pubblico nella transizione energetica è infatti essenziale per ottenere un sostegno ampio e duraturo per le politiche e le misure necessarie per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità energetica. Lo sviluppo delle rinnovabili e la riconversione delle vecchie centrali a carbone aiutano l'economia e creano nuovi posti di lavoro. L'importante è che non si lasci indietro nessuno. La transizione energetica si è resa necessaria per salvare il nostro Pianeta dagli effetti del cambiamento climatico.
L'auto elettrica è un'automobile con motore elettrico che utilizza come fonte di energia l'energia una o più batterie ricaricabili. Le auto elettriche sono più silenziose, hanno maggiore efficienza energetica, non hanno emissione di gas di scarico e hanno emissioni inferiori. Negli Stati Uniti e nell'Unione europea, il costo di gestione dei più recenti veicoli elettrici è inferiore a quello delle auto a combustione equivalenti, a causa dei minori costi di rifornimento e manutenzione. La ricarica di un'auto elettrica può essere effettuata in stazioni di ricarica che possono essere installate sia nelle abitazioni che nelle aree pubbliche. Molti paesi agevolano l'acquisto di nuovi veicoli elettrici con meccanismi di incentivo. L’Unione europea e altri paesi nel mondo si pongono l'obiettivo di eliminare gradualmente le vendite di auto alimentate da combustibili fossili e, più in generale, di ridurre la quantità di veicoli circolanti; questo per ridurre l'inquinamento atmosferic o, promuovere la mobilità sostenibile e limitare gli effetti del cambiamento climatico. Il costo di un'auto elettrica è mediamente più alto in confronto ad un'auto con motore a combustione interna; tuttavia i costi di gestione e manutenzione ridotti possono azzerare la differenza di prezzo dopo 5 anni di possesso.
Le auto elettriche presentano vantaggi e svantaggi. Uno dei principali vantaggi è il minore impatto sull’ambiente, i minori costi di manutenzione, gli incentivi messi a disposizione dai governi e infine il minor rumore prodotto. Invece uno dei primi svantaggi è sicuramente il prezzo di acquisto, i chilometri di autonomia, i lunghi tempi di ricarica, la necessità di nuove infrastrutture per ricaricare la propria auto, la durata di vita di una batteria e infine il rumore che molte volte può presentarsi come uno svantaggio. Parlando di ricarica diciamo che c'è una cosa che non si dice sempre: chi parcheggia in strada è condizionato dalla rete di ricarica pubblica. Quest’ultima in alcuni casi permette buone velocità di ricarica, ma fa perdere i vantaggi delle ricariche più lente ed espone alle molte eventualità che si possono presentare: colonnine non funzionanti, auto parcheggiate che non consentono la ricarica, colonnina occupata da un’altra auto... Inoltre un grande pericolo a cui sono esposte le macchine elettriche è quello degli incendi. Infatti per impedire a un’auto elettrica di bruciare bisogna letteralmente affogarla e anche questo non sempre funziona.
L'auto a idrogeno [di Cristian Marcello][modifica]
Le auto a idrogeno sono quelle auto che utilizzano l'idrogeno come carburante. Con questa espressione ci si può riferire anche ad altri mezzi di trasporto come navi o aeromobili. Per muoversi questi veicoli trasformano l'energia chimica dell'idrogeno in energia meccanica, che a sua volta sarà capace di far muovere il veicolo. L'auto ad idrogeno e stata inventata da Paul Dieges nel 1966. Uno svantaggio di queste macchine a idrogeno è che se il combustibile non viene prodotto da fonti rinnovabili, non servono per ridurre l'inquinamento oggi prodotto dai mezzi di trasporto a motori endotermici. L'idrogeno che ad oggi viene utilizzato è per il 96% idrogeno grigio, questo tipo di idrogeno è meno costoso ma ha un enorme impatto ambientale. Un altro svantaggio è che l'idrogeno è altamente infiammabile e difficile da immagazzinare.
I vantaggi delle auto a idrogeno sono la totale assenza di Co2, e inoltre la possibilità di ricaricare le batterie del motore elettrico in modo più rapido rispetto ad un'auto elettrica. L'idrogeno offre un'accelerazione migliore rispetto alle auto a benzina, grazie al fatto che l'energia che fa muovere il veicolo deve attraversare meno componenti .L'idrogeno è l'unico carburante che, comunque lo si usi, in motori termici o in celle a combustibile, non produce emissioni inquinanti.
Uno dei problemi principali è quello dell'assenza dei distributori di idrogeno in Italia.
Come ottenere l'idrogeno dall'acqua? [di Mattia Del Grosso][modifica]
La tecnologia delle vetture ad idrogeno potrebbe presto compiere enormi progressi, permettendo una diffusione più ampia e veloce di questa categoria di veicoli. Questo grazie ad una ricerca condotta da un team di scienziati, che ha elaborato un metodo molto più conveniente e ecocompatibile per la produzione dell'idrogeno.
Lo studio evidenzia che è fattibile ottenere l'idrogeno dall'acqua (attraverso l'elettrolisi) utilizzando come catalizzatori dei metalli a costo contenuto come il ferro e il nichel, che accelerano la reazione chimica richiedendo minor energia. Questi metalli, ampiamente diffusi, potrebbero sostituire materiali ben più costosi come rutenio, platino e iridio, tradizionalmente considerati i migliori catalizzatori nel processo di "scissione dell'acqua".
In realtà, il ferro e il nichel da soli non risultano essere catalizzatori di eccellenza per la produzione di idrogeno. La differenza sta nella nanoscala dell'interfaccia in cui si combinano, capace di modificare radicalmente le proprietà di questi due materiali. Inoltre, questo meccanismo di scissione consente non solo la produzione di idrogeno, ma anche il rilascio di ossigeno, che può a sua volta essere catturato e utilizzato. In questo modo, si ottengono due catalizzatori al prezzo di uno.
Considerando il mercato dei metalli, è evidente come questa nuova tecnologia potrebbe diventare la chiave per accelerare la transizione verso le vetture ad idrogeno e, più in generale, verso un'economia basata sull'idrogeno.
L'Italia e la transizione energetica [di Manuel Biancofiore][modifica]
L'Italia, per supportare quest'obiettivo ritiene che l'accelerazione alla transizione energetica passando dai combustibili tradizionali alle fonti rinnovabili, promuovendo l'abbandono del carbone e realizzando impianti sostitutivi e necessarie infrastrutture, sia la cosa giusta da fare.
Le energie rinnovabili in Italia:
Più di un terzo dell'energia elettrica prodotta arriva da fonti idroelettriche di cui vi è presente il dominio , seguono il solare fotovoltaico, le bioenergie, l'eolico e il geotermico. Nel complesso, l'Italia è il terzo produttore di rinnovabili in Europa. L'Italia è uno dei Paesi in Europa con la più alta dipendenza energetica dall'estero: ben il 77% del fabbisogno nazionale di energia è soddisfatto dalle importazioni, che riguardano essenzialmente i combustibili fossili come ad esempio petrolio, gas e carbone. La Lombardia è stata la regione che, nel 2021, ha generato più elettricità da fonti rinnovabili: 17.239 GWh, pari al 14,8% dei 116.339 GWh prodotti in Italia. Altre regioni al Nord sono state Piemonte (8,4%) e Veneto (7,5%).
A livello nazionale, l’Italia ha pienamente centrato i target del pacchetto per il clima e l’energia in vigore con orizzonte 2020, registrando una performance particolarmente brillante per la riduzione delle emissioni e del consumo di energia. Il raggiungimento degli obiettivi fissati al 2030, al contrario, richiederà un deciso cambio di passo per accelerare le dinamiche in corso, anche considerando che il Piano Nazionale Integrato per l’Energia e Clima predisposto prima dell’innalzamento dei target stimava un fabbisogno aggiuntivo di investimenti pari a 180 miliardi di euro. La promozione della green economy e l’abbattimento delle emissioni di gas-serra non potranno, peraltro, prescindere dalla necessità di garantire la sicurezza del sistema energetico nazionale, preservando in particolare il sistema degli approvvigionamenti attraverso un adeguato sviluppo e la manutenzione delle infrastrutture strategiche.
Obbiettivi europei per la transizione energetica[modifica]
L’Unione Europea ha ormai da tempo intrapreso un sentiero volto alla riduzione del proprio impatto ambientale per raggiungere, entro il 2050, il “net zero”: uno scenario di economia a zero emissioni di gas serra, dove per ogni emissione prodotta si prevede un meccanismo di compensazione per renderne l’impatto climatico neutro. In questo contesto, come parte integrante dello European Green Deal, a luglio 2021 la Commissione Europea ha adottato il pacchetto “Fit for 55” che comprende la proposta del nuovo e più ambizioso obiettivo di ridurre di almeno il 55% appunto le emissioni di gas serra al 2030 rispetto ai livelli del 1990. A seguito dell’invasione dell’Ucraina da parte della Russia, inoltre, la Commissione Europea, nell’ambito del piano RePower EU presentato a maggio 2022, ha rafforzato ulteriormente i target, con particolare riferimento alle fonti rinnovabili e all’efficienza energetica, per affrancarsi più velocemente dalla dipendenza estera. Con riferimento agli obiettivi fissati al 2020, l’UE nel suo complesso ha mostrato una buona performance superando di oltre 10 punti percentuali il target previsto (riduzione delle emissioni del 20% rispetto al 1990), complice anche un’accelerazione registrata nell’ultimo anno, dovuta sostanzialmente ai blocchi legati alla crisi pandemica. Tuttavia, il raggiungimento dei traguardi fissati dal nuovo quadro regolatorio per il 2030 richiederà un’accelerazione delle traiettorie di riduzione delle emissioni, con la necessità di mettere in campo non solo misure addizionali rispetto a quelle ad oggi previste, ma un vero e proprio cambio di passo. Con l’attuale legislazione sul clima l’Unione Europea sarebbe in grado, infatti, di raggiungere una riduzione pari solo al 60% delle emissioni al 2050.
Vantaggi e svantaggi delle auto elettriche [di Miscia Karim][modifica]
Un'auto elettrica è un veicolo che funziona grazie all'energia immagazzinata all'interno di una batteria. tutti i motori di queste automobili funzionano cosi: sfruttano il principio dell'elettromagnetismo per convertire l'energia elettrica in energia meccanica.
Dobbiamo sapere che esistono molti vantaggi e svantaggi di queste auto elettriche. Quali sono?
Vantaggi: partiamo dicendo col fatto che a livello economico ricaricare un'auto elettrica costa meno di un pieno di gasolio o benzina. Un altro vantaggio è che le auto elettriche inquinano molto meno perché non emettono gas di scarico, contribuendo a ridurre l'inquinamento atmosferico sempre se viene caricata da una centrale elettriche. Auto elettrica permette anche al conducente di circolare ovunque, perfino nelle zone a traffico limitato.
Svantaggi: 1:Costi iniziali più elevati: Le auto elettriche hanno un costo iniziale più elevato rispetto alle auto a benzina o diesel. Anche se con il passare del tempo possono essere ammortizzati con i più bassi costi operativi, l'investimento iniziale può essere un problema per alcuni acquirenti.
2: Infrastrutture di ricarica inadeguate: In alcune aree, l'infrastruttura di ricarica può essere ancora limitata, rendendo situazioni difficili per gente che dovrebbe ricaricare il proprio veicolo. Anche se questa situazione sta migliorando piano piano col passare del tempo.
3: Impatto ambientale delle batterie: Anche se le auto elettriche non emettono gas di scarico durante il funzionamento, la produzione delle batterie al litio può comportare impatti ambientali significativi a causa dell'estrazione di materiali e del processo di produzione.
4: Sorgenti di energia: Il grado di "pulizia" delle auto elettriche dipende dalla fonte di energia utilizzata per produrre l'elettricità. Se l'elettricità è prodotta principalmente da fonti non rinnovabili come il carbone, l'impatto ambientale complessivo delle auto elettriche può diventare compromesso.
5: Peso delle batterie: Le batterie delle auto elettriche possono essere pesanti, il che può influire sulle prestazioni del veicolo.
Concludo dicendo che secondo la mia opinione, oggi, non è ancora convieniente comprare un'auto elettrica, soprattutto per gli svantaggi precedentemente riportati.
Classe 4 A indirizzo Trasporti e Logistica[modifica]
Le ultime due transizioni energetiche [di Lorenzo Di Federico][modifica]
La mobilità è passata dai veicoli a trazione animale ai moderni motori elettrici e a idrogeno. Per secoli, cavalli e altri animali erano il principale mezzo di trasporto, ma con limiti in termini di velocità e capacità di carico.
La rivoluzione industriale ha introdotto il motore a vapore, migliorando l'efficienza del trasporto. Successivamente, il motore a combustione interna ha reso le automobili accessibili a tutti, trasformando il trasporto personale.
Negli ultimi anni, la crescente consapevolezza ambientale ha spinto verso i veicoli elettrici (EV), sostenuti dai progressi nella tecnologia delle batterie. Parallelamente, i veicoli a celle a combustibile a idrogeno (FCEV) offrono un'alternativa con emissioni zero, sebbene ci siano ancora sfide nella produzione e distribuzione dell'idrogeno.
Questa transizione energetica rappresenta un passo fondamentale verso una mobilità più sostenibile ed efficiente.
Transizioni energetiche nella storia [di Sara Del Grosso][modifica]
La transizione energetica ha attraversato varie fasi, ciascuna caratterizzata dall'introduzione di nuove tecnologie che hanno trasformato il modo in cui produciamo e utilizziamo energia. Per quanto riguarda i veicoli a forza animale nell'antichità e nel medioevo, come per esempio i carri trainati da cavalli, buoi e muli, sono stati il principale mezzo di trasporto per secoli. Utilizzati per trasporto di merci e persone, questi veicolo sfruttavano l'energia muscolare degli animali. I benefici e i limiti erano relativamente economici da mantenere e flessibili per vari terreni, ma limitati in velocità, capacità di carico e durata del viaggio. Inoltre, richiedevano risorse significative per l'alimentazione e la cura degli animali. Poi alla fine del XIX secolo, l'invenzione del motore a combustione interna, sviluppato da ingegneri come Nikolaus Otto e Rudolf Diesel, ha rivoluzionato i trasporti. I benefici erano: migliore efficienza e velocità, infatti i motori a combustione interna hanno permesso velocità più elevate e capacità di percorrenza su distanze maggiori rispetto ai veicoli a forza animale. Ha stimolato la crescita economica e industriale, facilitando il commercio e la mobilità umana. e L'uso diffuso di combustibili fossili, però, ha portato a gravi impatti ambientali, inclusi l'inquinamento dell'aria e il cambiamento climatico. Infine i veicoli elettrici, dove gli sviluppi nelle batterie al litio e altre tecnologie hanno migliorato l'autonomia e l'efficienza dei veicoli elettrici e inoltre i veicoli elettrici offrono un'alternativa a zero emissioni, contribuendo a ridurre l'inquinamento atmosferico e le emissioni di gas serra. La mancanza di infrastrutture di ricarica sufficienti rappresenta ancora una sfida, ma sono in corso importanti investimenti per migliorare la situazione anche perché per la produzione di batterie si richiedono materiali come litio e cobalto, che presentano problemi etici e ambientali legati alla loro estrazione.
La transizione dai veicoli a forza animale ai motori a combustione interna, e poi ai veicoli elettrici e a idrogeno, rappresenta un percorso di evoluzione tecnologica e adattamento alle sfide ambientali e sociali. Ogni fase ha comportato benefici significativi, ma anche nuove sfide, sottolineando l'importanza continua dell'innovazione e della sostenibilità nel settore dei trasporti.
L'idrogeno come possibilità alla transizione energetica [di Francesco Abbonizio][modifica]
La transizione energetica è un processo attraverso il quale un'economia cerca di passare dall'uso di fonti energetiche basate sui combustibili fossili (come petrolio, carbone e gas naturale) a fonti di energia rinnovabile e più sostenibili (come l'energia solare, eolica, idroelettrica e geotermica). Questa transizione è motivata dalla necessità di ridurre le emissioni di gas serra, responsabili del cambiamento climatico, e di minimizzare altri impatti ambientali negativi legati all'estrazione e all'utilizzo dei combustibili fossili. Per quanto riguarda il settore automobilistico troviamo le macchine a Idrogeno. Le macchine ad idrogeno, in particolare le auto dotate di celle a combustibile ad idrogeno, rappresentano una delle tecnologie emergenti nel contesto della transizione energetica. Questi veicoli utilizzano idrogeno come fonte di energia per produrre elettricità tramite una cella a combustibile, che poi alimenta un motore elettrico. Uno dei vantaggi delle macchine ad idrogeno è l'assenza di emissioni locali: l'unico prodotto di scarico è il vapore acqueo, quindi non vengono emessi gas nocivi o inquinanti locali. Rifornimento rapido: Il rifornimento di idrogeno può essere completato in circa 3-5 minuti, simile al tempo necessario per fare il pieno di benzina o diesel, a differenza delle auto elettriche che richiedono tempi di ricarica più lunghi. Autonomia elevata: Le auto a idrogeno possono avere autonomie paragonabili o superiori a quelle dei veicoli a combustione interna, rendendole adatte per lunghe distanze.
Sostenibilità della transizione [di Ilinka Pezzi][modifica]
La transizione energetica nei trasporti rappresenta una rivoluzione senza precedenti nell'evoluzione delle tecnologie di propulsione dei veicoli. Da millenni, l'umanità si è affidata alla forza animale per il trasporto, ha assistito all'avvento dei motori a combustione interna, alimentati principalmente da carbone e petrolio. Tuttavia, con l'urgente necessità di affrontare i cambiamenti climatici e ridurre le emissioni di gas serra, siamo ora testimoni di un profondo cambiamento verso forme di propulsione più sostenibili e innovative.
L'introduzione di motori elettrici e a idrogeno nei veicoli rappresenta un passo significativo verso un futuro più verde e sostenibile. I veicoli elettrici sono alimentati da batterie ricaricabili e sono privi di emissioni dirette durante il funzionamento, se alimentati da fonti di energia rinnovabile. Questo li rende una soluzione attraente per ridurre l'inquinamento atmosferico nelle aree urbane e mitigare l'impatto ambientale complessivo dei trasporti su scala globale.
D'altra parte, i veicoli a idrogeno offrono un'alternativa interessante, poiché producono energia elettrica attraverso una reazione chimica tra idrogeno e ossigeno, generando solo acqua come sottoprodotto. Questa tecnologia offre tempi di ricarica rapidi e un'autonomia elevata, rendendola adatta per applicazioni che richiedono lunghe distanze e tempi di riempimento rapidi, come i veicoli pesanti o i veicoli ad uso intensivo.
La transizione verso questi nuovi paradigmi richiede un approccio olistico che vada oltre la semplice sostituzione dei veicoli esistenti con quelli più ecologici. È necessario investire in infrastrutture di ricarica e rifornimento di idrogeno, migliorare la disponibilità di energie rinnovabili e promuovere politiche che incoraggino l'adozione di veicoli a emissioni zero. Inoltre, è fondamentale considerare l'impatto sociale ed economico di questa transizione, assicurando che nessuno venga lasciato indietro nel passaggio verso una mobilità più sostenibile.
In conclusione, la transizione energetica nei trasporti rappresenta una sfida ma anche un'opportunità senza precedenti per ridefinire il modo in cui ci spostiamo, riducendo l'impatto ambientale e creando un futuro più pulito e sostenibile per le generazioni future.
Elettrico o idrogeno? [di Gianluca Eugenio Blasioli][modifica]
Le macchine elettriche e le macchine ad idrogeno sono 2 tipologie di veicoli che non ancora riescono ad imporsi sul mercato globale a causa di alcune problematiche legate non solo al loro design e alle loro prestazioni, che non riescono pienamente ad attrarre l'acquirente, ma anche ad una questione di prezzo dato che il 90% di questo tipo di veicoli ha un prezzo abbastanza elevato. Per questo motivo spesso si preferisce risparmiare ed inquinare piuttosto che cercare di salvaguardare l’ambiente. Una macchina elettrica ha un prezzo compreso tra i 30 e i 60 mila euro, mentre il prezzo di una macchina ad idrogeno è di circa 70 mila euro. Per queste ragioni le persone preferiscono prendere una macchina diesel o a benzina risparmiando, per avere delle prestazioni che sono bene o male pari a quelle dei veicoli sopraelencati.
Un’altra problematica di questi veicoli sono le poche infrastrutture di ricarica presenti nel nostro territorio.Oltre a queste grandi problematiche ne abbiamo anche di più piccole come quella della difficoltà di produzione sostenibile di idrogeno e l’infiammibilità delle batterie elettriche.
Tralasciando queste problematiche che si stanno cercando di risolvere, il futuro sembra e si spera sia proiettato verso i veivoli elettrici o con altre fonti meno dannose per l’ambiente, per far decollare questa tipologia di veicoli bisogna però cercare di: ridurre i costi dei veivoli, aumentare le infrastrutture di ricarica (per le auto ad idrogeno in Abruzzo esiste solo un punto di ricarica situato ad Avezzano), cercare di ridurre l’infiammabilità dei veivoli elettrici e cercare di rendere il design e le prestazioni più accattivanti per l’acquirente.
La prima macchina elettrica è stata presentata a Parigi nel 1867, ma non venne mai approvata all'epoca, mentre nel 1971 la General Motors sviluppa il primo e vero prototipo di city car e ora si punta entro il 2030 a far entrare le macchine elettriche a pieno regime anche se molte nazioni vorrebbero raggiungere questo obiettivo anche prima del 2030. Le auto ad idrogeno sono nate nel 1966 con la GM Electrovan
La transizione energetica, una scelta responsabile [di Lorenzo Ponte][modifica]
La transizione energetica possiamo vederla come un vero e proprio viaggio attraverso il tempo. È una storia di cambiamento, di sfide superate e di nuove frontiere, alimentata dalla passione per un mondo migliore e dalla consapevolezza dell'impatto che ogni nostra scelta incide nel “domani” dei nostri figli, nipoti... pronipoti. Rappresenta quindi un passaggio importante verso sistemi di energia più sostenibili, efficienti e sicuri. Questa evoluzione è fondamentale per affrontare sfide come il cambiamento climatico e la ricerca di soluzioni energetiche più innovative ma soprattutto più pulite. Questa transizione è importante per diversi fattori chiave. In primo luogo, per la crescente consapevolezza dell'impatto ambientale dei combustibili sull'ambiente, come il contributo al cambiamento climatico e l'inquinamento atmosferico. Ma anche per la finitudine delle riserve di combustibili fossili e il costo sproporzionato del petrolio, portando cosi a pensare “in green” e quindi di fare scelte “non standard” per la comunità, ma sostenibili per l’ambiente. La decarbonizzazione dei trasporti, ad esempio, può essere una vera e propria proposta per la transazione energetica. La decarbonizzazione è cruciale per ridurre le emissioni di gas serra. Il settore dei trasporti è una delle principali fonti di emissioni di CO2, infatti, un cambiamento, un passaggio ad un trasporto più green è indispensabile e basterebbe per migliorare il nostro domani, il domani di tutti.
1. Aumentare i veicoli elettrici: Possiamo incentivare l'acquisto di auto e veicoli elettrici offrendo incentivi economici, come l'ecobonus, per rendere più attraente questa scelta.
2. Rendere il trasporto pubblico più sostenibile e accessibile: Investendo nell'acquisto di autobus elettrici e offrendo tariffe agevolate, possiamo migliorare il nostro sistema di trasporto pubblico rendendolo più ecologico e accessibile a tutti. La decarbonizzazione dei trasporti è una componente essenziale per un futuro più sostenibile. Attraverso una combinazione di incentivi economici, sviluppo di infrastrutture, promozione della mobilità attiva e investimenti in ricerca e innovazione, possiamo ridurre significativamente le emissioni del settore dei trasporti. Serve un impegno concertato da parte di governi, imprese e cittadini per trasformare il nostro sistema di trasporto in un modello di sostenibilità ed efficienza.
Credo fermamente che, uniti, possiamo fare la differenza. Possiamo costruire un futuro più verde, un futuro in cui i nostri figli e nipoti possano vivere serenamente. Ogni piccolo passo, ogni scelta consapevole, ogni gesto di rispetto verso l'ambiente può contribuire a creare il mondo che desideriamo.
Un futuro tra idrogeno ed elettrico [di Canale Stefano][modifica]
La sfida della transizione energetica è diventata un tema centrale nel panorama globale, con crescente attenzione verso soluzioni sostenibili per alimentare il nostro mondo in rapida evoluzione. Tra le molte alternative in discussione, i motori elettrici e a idrogeno si presentano come candidati promettenti per guidare il futuro del trasporto. I motori elettrici offrono numerosi vantaggi, tra cui zero emissioni in loco, riduzione della dipendenza dai combustibili fossili e maggiore efficienza energetica rispetto ai motori a combustione interna. La crescita esponenziale della rete di ricarica e l'incremento dell'autonomia delle batterie hanno ulteriormente potenziato l'attrattiva dei veicoli elettrici. Inoltre, la loro semplicità meccanica li rende meno soggetti a guasti e manutenzione rispetto ai motori tradizionali, riducendo i costi a lungo termine per i proprietari dei veicoli. D'altra parte, la tecnologia a idrogeno sta guadagnando terreno come una possibile alternativa ai combustibili convenzionali. I veicoli a idrogeno producono energia elettrica attraverso una reazione chimica tra idrogeno e ossigeno, generando solo acqua come sottoprodotto. Questo li rende una soluzione priva di emissioni quando alimentati con idrogeno verde, prodotto utilizzando energia rinnovabile. Inoltre, i veicoli a idrogeno offrono tempi di ricarica più rapidi rispetto alle batterie elettriche, poiché il rifornimento richiede solo pochi minuti, simile al processo di riempimento di un serbatoio di benzina. La scelta tra motori elettrici e a idrogeno può dipendere da diversi fattori, tra cui l'infrastruttura disponibile, le preferenze dei consumatori e le politiche governative. Tuttavia, entrambe le tecnologie offrono un percorso verso un futuro più sostenibile e rispettoso dell'ambiente. L'integrazione di fonti energetiche rinnovabili nella produzione di elettricità e idrogeno è fondamentale per massimizzare i benefici ambientali di entrambe le opzioni. La transizione energetica richiederà una strategia plurale che incoraggi lo sviluppo e l'adozione sia dei veicoli elettrici che di quelli a idrogeno, insieme ad altre soluzioni innovative. Le partnership tra settore pubblico e privato saranno cruciali per accelerare l'espansione dell'infrastruttura di ricarica e di rifornimento, oltre che per incentivare la ricerca e lo sviluppo di tecnologie avanzate. La transizione verso motori elettrici e a idrogeno rappresenta un passo significativo verso un futuro energetico sostenibile, però per sfruttare appieno il potenziale di entrambe queste tecnologie richiederà impegno e collaborazione su scala globale, ma in compenso i benefici per l'ambiente e la società saranno inestimabili.
Una panoramica sull'idrogeno [di Michael Tortora][modifica]
La transizione energetica è un argomento complesso quanto fondamentale da trattare in quanto è importante per noi che viviamo ora e per i nostri figli affinchè vivano in un mondo sostenibile. Lo scenario che oggi ci si presenta vede protagonisti dell'attuale transizione energetica che stiamo vivendo, due nuovi mezzi di locomozione: l'auto elettrica e l'auto a idrogeno. Quest'ultima in particolare ha diversi vantaggi. Zero emissioni in loco, ovvero i veicoli a idrogeno emettono solo vapore acqueo quando in movimento, riducendo l'inquinamento locale. Il rifornimento rapido poiché il rifornimento di idrogeno può essere veloce come il rifornimento di benzina. L'autonomia: i veicoli a idrogeno hanno un'autonomia simile ai veicoli tradizionali a benzina.
D'altro canto hanno svantaggi come l'infrastruttura di rifornimento limitata, ovvero la rete di distribuzione di idrogeno è ancora limitata rispetto alle stazioni di benzina. I costi sono ancora elevati: attualmente la produzione di idrogeno è costosa e richiede energia. L'efficienza energetica: la produzione, lo stoccaggio e il trasporto di idrogeno possono comportare perdite di energia. Inoltre l'impatto ambientale della produzione di batterie comporta l'estrazione di risorse naturali e processi produttivi che possono essere impattanti sull'ambiente.
In definitiva, la transizione verso veicoli a idrogeno ed elettrici offre molteplici vantaggi ambientali ed economici ma richiede investimenti significativi in infrastrutture e tecnologie per superare gli svantaggi e le sfide attuali. La scelta tra le due tecnologie dipende dalle esigenze specifiche di ciascuna regione e dall'evoluzione delle tecnologie e delle politiche energetiche. Per realizzare questo passaggio epocale c'è bisogno dell'aiuto di tutti e l'interesse collettivo per il bene di tutti, così che torni indietro il benessere e tutti i benefici per l'ambiente e per tutti noi.
A causa del cambiamento climatico e anche a causa dell'inquinamento il nostro pianeta, la Terra, si sta surriscaldando. Secondo anche alcuni studi effettuati dalla NASA la temperatura globale fino a 4 anni fa è stata la più alta dell'ultimo trentennio. Col tempo infatti per rimediare si sta cercando sempre più di agire, cercando di limitare quelle che sono le emissioni di gas, che impattano moltissimo sul benessere del nostro pianeta. Affinché si raggiunga l'obiettivo di ridurre queste emissioni , c'è il bisogno di innovazione, rivoluzione, di transizione energetica!
La transizione energetica non è altro che un processo che, avviandoci verso soluzioni che inquinano meno, trasforma i cosiddetti fabbisogni energetici. Questo accade in maniera molto semplice, sfruttando quelle che sono le fonti di energia rinnovabili. I primi soggetti che dovranno, per cosi dire, mettercela tutta; sono le imprese. Che dovranno essere sempre più innovative cercando innanzitutto di sviluppare tecnologie e prodotti nuovi alla causa, e ridurre soprattutto i costi energetici.
Le diverse innovazioni sono state svolte soprattutto in campo automobilistico, dove attraverso l'uso dei motori a scoppio le emissioni di gas nell'aria erano parecchie. Per questo motivo sono state create le auto ad idrogeno: Toyota Mirai, BMQ iX5 Hydrogen, Hyundai NEXO, tutte automobili che sfruttano l'idrogeno per circolare sulle nostre strade.
Traendo le conclusioni, col tempo bisogna sempre star al passo e cercare di sfruttare le varie innovazioni per il benessere del nostro pianeta, sapendo investire nel nostro futuro con la consapevolezza che stiamo gettando le basi per un futuro prossimo che verrà.
Sin dagli anni 1890 con l’utilizzo dei cavalli si è visto che emanavano nell’ambiente 10 kg e 1 litro di rifiuti togliere questi rifiuti e diventato una impresa e inoltre le strade erano sporche e ,quando pioveva,la situazione era insopportabile. A tal punto da creare un pericolo per la salute pubblica perché all’incirca 20.000 persone all’anno solo a New York morivano.
Lo step successivo è stata l’invenzione della locomotiva a vapore nel 1830 e con i binari costruiti in mezzo alla città per trasporto più veloce e aumentato anche l’utilizzo dei cavalli.Risultando nel peggioramento della situazione precedente.Inquinamento traffico e rumori notevoli erano parole che all’epoca se esistessero,sarebbero molto usate.Se per qualche motivo non si potevano usare più i cavalli che erano un ingranaggio fondamentale dell’ economia l ultima sarebbe collassata.Nonostante ciò l’utilizzo dei cavalli aumentò che addirittura in America per sfamare i 20 milioni di cavalli essa sfruttava 1/3 dei territori coltivabili.Finalmente si è arrivati al punto di ciò che al giorno d’oggi chiamiamo macchine che aveva vantaggi tra qui il principali sono che consuma combustibile e non cibi quindi più territori coltivabili meno cavalli sfruttati e riduzione notevole dell’inquinamento dai cavalli . Si pensava che l’inquinamento della macchina era molto meno rispetto a quello dei cavalli ma non è così perché emettono fiumi molto danneggianti e particelle pericolose per la salute.
La macchina elettrica pare una innovazione di pochi anni prima in realtà non è così questo discorso cominciò negli anni 1890 dove una compagnia di auto elettriche era nata la quale al inizio disegnava queste macchine per trasporto pubblico infatti ci fu un investimento su di esse però che falli. Cio comportò che le auto elettriche fossero usate da solo donne siccome erano più semplici da usare perché costituite da meno componenti e più robuste però erano fatte per brevi tragitti e la batteria veniva sostituita. A questo progetto partecipò Henry Ford con Thomas Edison però non trovano soluzione al problema della grandezza e autonomia della macchina non andò avanti il progetto. Al giorno d’oggi le auto elettriche sono più utilizzate e sostenibili sono più economici da mantenere nel tempo consumano a parità di costo meno delle auto a combustione.Per rifornire elettricità alla macchina ci sono stazioni di ricarica e si può caricare anche a casa la macchina avendo la possibilità.Le auto elettriche sono di vari tipi sfruttando varie tipi di batterie si parla anche di auto ibride , le loro batterie posso essere sostituite velocemente e pesano da i 20 kg a 40 kg hanno un autonomia da 150 km (usate in città per brevi tratti) 640 km (vetture elettriche normali) con una sola ricarica.
Le auto a idrogeno sono le auto più nuove di invenzione anche se fanno parte della categoria delle macchine elettriche.Le auto a idrogeno sono FCEV ( celle a combustione elettrica automobile) mentre le auto elettriche tradizionali sono BEV (auto elettrica a batteria). Le auto a idrogeno funzionano tramite un serbatoio dell idrogeno cella combustibile e pacco batterie e motore elettrico. Dove nella cella combustibile avviene il processo in cui l’idrogeno reagisce con l’ossigeno generando energia elettrica calore e acqua. L’energia prodotta va in parte al motore in parte alla batteria che è di piccole dimensioni.Le auto a idrogeno hanno diversi vantaggi tra qui emissioni 0 , rifornimento in tempo breve,e autonomie pari a quelle delle auto elettriche. Gli svantaggi sono i costi delle infrastrutture delle stazioni di ricarica (sono purtroppo quasi assenti dal nord in giù e costano di più rispetto a una centrale di ricarica esclusivamente elettrica ), inoltre le auto a idrogeno sono a emissioni 0 soltanto se per produrre l’idrogeno è sfruttata una fonte rinnovabile nel caso contrario allora le auto a idrogeno sono auto a impatto ecologico negativo.
Riguardante il futuro,secondo la BMW sono le auto a idrogeno mentre secondo Tom Standage il futuro sarà costruito da così chiamato da lui “micro mobility” ovvero un mix tra i diversi mezzi di trasporto presenti attualmente e l’utilizzo di ride sharing e non avendo un concetto molto stretto dell auto privata e utilizzare di più le auto a noleggio. Standage indica questa come la soluzione più efficacie perché visto dalla storia dei cambiamenti da cavallo a macchina a vapore a motore a scoppio a auto elettrica, secondo lui per essere più efficienti e inquinare di meno bisogna fare un mix di utilizzo tra i diversi motori.
La transizione energetica: dai veicoli a forza animale ai motori elettrici e a idrogeno. Prima di partire dobbiamo sapere cosa significa transizione energetica. Infatti, consiste nel paesaggio dall'utilizzo di fonti di energia non rinnovabili a energie rinnovabili considerate più efficienti e meno inquinanti. Nel nostro caso però va a riguardare il passaggio per i veicoli da forza animale fino a veicoli con motore elettrico e motore a idrogeno utilizzati ai giorni nostri che nonostante le loro promettenti potenzialità di ridurre l'inquinamento, possono avere dei "punti deboli" che rappresentano il principale motivo per cui ancora oggi non sono molto diffuse questi veicoli a zero emissioni. I principali mezzi eco sostenibili sono: le auto a idrogeno e le auto elettriche. Le auto a idrogeno (producono energia elettrica attraverso una reazione chimica tra idrogeno e ossigeno, ottenendo da questa reazione come sottoprodotto solo acqua) sono sicuramente un'alternativa interessante nell'ottica di una transizione verso forme di mobilità sempre più sostenibili. Tuttavia, le vetture che usano questa tipologia di alimentazione sono ancora oggi molto costose rispetto alle termiche e i costi partono da 75.000 euro, per esempio, con la Toyota Mirai, e richiedono infrastrutture di rifornimento specifiche, che sono ancora molto rare nel nostro territorio. Il problema delle stazioni di rifornimento sembra però di difficile soluzione visto che oggi ne abbiamo solo due (Bolzano e Mestre) e il piano è di aggiungere altre 36 in Italia anche se un po' poche, ma il problema maggiore è anche che saranno lontane dai centri urbani. Quindi, il dover percorrere 20-50-80 km per andare a fare un pieno e questo non ne semplificherà l'utilizzo. Uno dei vantaggi dei veicoli a idrogeno rispetto a quelli elettrici è invece la loro velocità di rifornimento. In Italia le opzioni possibili e disponibili per l'acquisto di auto dotate di questo motore a idrogeno sono la Hyundai Nexo e la Toyota Mirai per adesso. Detto ciò, possiamo passare alle auto elettriche che rispetto alle auto a idrogeno sono molto più diffuse, grazie ai costi più accessibili e anche per le colonnine predisposte per la ricarica che sono molto più diffuse in varie regioni d'Italia. Anche queste auto non producono emissioni dirette che peggiorano la qualità dell'aria o incidono sulla salute delle persone e sull'ambiente. Non emettono ossidi di azoto e monossido di carbonio e risultano avere un rendimento notevole (Il rendimento indica quanta energia viene effettivamente trasformata in movimento) rispetto all'auto a benzina che raggiunge un valore del 20%. Invece l'auto elettrica risulta in confronto migliore ottenendo persino l'80%. Nonostante i vari benefici di cui possiamo trarre con il suo utilizzo abbiamo anche dei lati negativi ovvero l'autonomia. Questo dato risulta meno rilevante nell'uso urbano, ma può rivelarsi un problema per chi deve percorrere tratti più lunghi e le stazioni di ricarica più rare, l'autonomia svolge un ruolo determinante come anche i tempi di ricarica abbastanza lunghi. Le prestazioni dell'auto elettriche calano con il passare del tempo ma non significa che sia di scarsa qualità. Molti produttori forniscono nel frattempo delle garanzie fino a dieci anni su determinate prestazioni della batteria.
Di quanto abbiamo discusso, siamo d'accordo sul fatto che la transizione verso i motori elettrici e a idrogeno rappresenta un passo importante per avere un ambiente e un futuro più sostenibile ma non possiamo ignorare i lati negativi e non solo, cosa comporterebbe l'incremento di produzione delle batterie che è un fattore da non sottovalutare. Quindi se vogliamo garantire uno sviluppo sostenibile ed efficiente bisogna analizzare molti aspetti soprattutto prima di effettuare la messa in commercio di auto a idrogeno e auto elettriche, perchè bisogna incentivare la costruzione di più colonnine di ricarica e cercare di avere una riduzione dei costi di vendita permettendo maggior accessibilità a più persone.
Ma da dove nasce l’idea di applicare l’idrogeno a mezzi a quattro ruote? L'inizio del rapporto tra il mondo dell’auto, ma più in generale il mondo dei trasporti tutti, con questo particolare elemento risale agli anni ‘60.
In questo decennio, General Motors elabora e presenta il primo prototipo in assoluto di auto a cella combustibile, l’Electrovan, un furgone con batteria da pochi kWh e 120 miglia di autonomia (pari a circa 200 km). Durante i 20 anni successivi questo “innovativo” combustibile passa in secondo piano. A esplodere nel frattempo è infatti il diesel, che viene visto come nuovo carburante del futuro. Arrivano il 1979 e poi il 1984, in questi due anni due Case tedesche presentano altrettanti concept molto particolari; la BMW 520h e la Mercedes 280 TE dual-fuel, entrambe con motori termici delle tradizionali versioni a benzina, convertiti allo “scoppio” con l’idrogeno, stivato in serbatoi posti nei bagagliai. Passano alcuni anni e l’idrogeno torna a far parlare di sé nel 1993, questa volta però su un veicolo giapponese, una Mazda MX-5 NA equipaggiata con diverse celle combustibili collegate in serie stivate nel bagagliaio. Chiarito l'aspetto dei serbatoi, il quadro sulla sicurezza effettiva delle auto a idrogeno appare ben delineato; è tuttavia errato pensare che il discorso sia finito qui. Per trasportare l'idrogeno dalle bombole alla cella combustibile naturalmente è necessario un impianto di alimentazione che, sempre secondo la normativa UNR134, deve essere realizzato con diverse valvole di sicurezza in grado di scattare autonomamente in caso di perdite, chiudendo subito tutto il circuito.Ad oggi, con il miglioramento delle tecnologie,l’auto ad idrogeno è potenzialmente migliore rispetto a quella elettrica sotto molti punti di vista; nonostante ciò perché ad oggi continuano ad incentivare l’elettrico e non l'idrogeno?
Le auto elettriche e a idrogeno rappresentano due soluzioni per ridurre le emissioni di gas serra. Come ogni cosa però hanno dei pro e dei contro.
Auto Elettriche:
Pro:
Zero Emissioni Locali: Le auto elettriche non emettono alcun gas di scarico direttamente durante il funzionamento.
Efficienza Energetica: Le auto elettriche sono generalmente più efficienti delle auto a combustione interna perché convertono più energia dalla batteria in movimento.
Costi Operativi Ridotti: costi minori di carburante e di manutenzione.
Silenziose: Le auto elettriche contribuiscono a ridurre l'inquinamento acustico nelle città.
Contro:
Autonomia Limitata: Le auto elettriche hanno un'autonomia limitata rispetto ai veicoli tradizionali a causa della capacità limitata delle batterie.
Infrastruttura di Ricarica: L'infrastruttura di ricarica delle auto elettriche può essere scarsamente sviluppata in alcune aree.
Tempo di Ricarica: il tempo di ricarica delle auto elettriche è generalmente più lungo rispetto al tempo necessario per riempire un serbatoio di carburante tradizionale.
Impatto Ambientale delle Batterie: La produzione e lo smaltimento delle batterie delle auto elettriche possono avere un impatto ambientale significativo.
Auto a Idrogeno:
Pro:
Emissioni Zero durante il Funzionamento: Le auto a idrogeno producono solo acqua come sottoprodotto durante il funzionamento.
Ricarica Rapida: Il rifornimento di idrogeno può essere molto rapido.
Autonomia Elevata: Le auto a idrogeno possono avere un'autonomia simile o addirittura superiore a quella dei veicoli a combustione interna.
Flessibilità d'Uso: L'idrogeno può essere prodotto da fonti rinnovabili, rendendo le auto a idrogeno potenzialmente più sostenibili a lungo termine.
Contro:
Infrastruttura di Rifornimento Limitata: L'infrastruttura di rifornimento dell'idrogeno è ancora scarsamente sviluppata.
Costi Elevati: A causa della complessa tecnologia sono molto costose.
Produzione di Idrogeno: La produzione di idrogeno, se non proveniente da fonti rinnovabili, può essere non sostenibile.
Sicurezza: L'idrogeno è altamente infiammabile.
In sintesi, entrambe le tecnologie hanno i loro pro e contro, e la scelta tra auto elettriche e auto a idrogeno dipende da vari fattori, tra cui l'infrastruttura disponibile, l'autonomia necessaria, i costi e le preferenze personali.
Detto ciò potrebbero essere buone soluzioni,ma bisogna ancora lavorarci per risolvere le diverse problematiche.
Il motore a idrogeno è un argomento affascinante e promettente, che suscita molte riflessioni interessanti. La sua prima comparsa avvenne nel 1807 quando uno scienziato idealizzò la prima automobile a idrogeno sperimentando esso come un possibile combustibile. Nel corso del XIX secolo, diversi inventori svilupparono motori a idrogeno per applicazioni diverse, inclusi veicoli, imbarcazioni e addirittura dirigibili. Tuttavia, la tecnologia era ancora rudimentale e inoltre l'idrogeno era difficile da produrre e immagazzinare in modo sicuro ed efficiente. Si dovrà attendere gli ultimi anni del novecento il quale la società avrà posseduto una tecnologia così avanzata da poter concretizzare finalmente numerosi progetti. Negli ultimi anni, alcune aziende automobilistiche hanno iniziato a commercializzare veicoli a idrogeno alimentati da celle a combustibile. Questi veicoli offrono un'alternativa ai''veicoli tradizionali'' a combustione interna e a quelli elettrici a batteria, con benefici in termini di autonomia e tempi di ricarica.
Un motore a idrogeno può essere realizzato in diversi modi, ma il tipo più comune è il motore a combustione interna che utilizza idrogeno come combustibile. In un motore a idrogeno basato su 'celle a combustibile l' idrogeno viene combinato con l'ossigeno all'interno di esse per produrre elettricità. Le celle a combustibile possono essere di diversi tipologie tra cui celle a membrana a scambio protonico (PENFC) o celle a combustibile a monossido solido. L'idrogeno deve essere immagazzinato in modo sicuro ed efficiente nel veicolo. Questo può essere fatto utilizzando o serbatoi ad alta pressione o serbatoi di idrogeno liquido. Questi serbatoi devono essere progettati per resistere alle pressioni dell'idrogeno e per evitare perdite. Prima che l'idrogeno raggiunga le celle a combustibile, è spesso necessario ridurre la pressione del gas proveniente dai serbatoi ad alta pressione. Questo viene fatto utilizzando un riduttore di pressione per garantire che l'idrogeno venga fornito alla cella a combustibile a una pressione sicura e controllata. Oltre all'idrogeno, il motore ha bisogno di ossigeno dall'aria. Questo viene solitamente preso dall'ambiente esterno e immesso nella cella a combustibile per reagire con l'idrogeno e generare elettricità. Un componente essenziale di qualsiasi motore moderno, (compreso quello a idrogeno), è l'unità di controllo elettronico ECU. Questo sistema gestisce e ottimizza l'intero funzionamento del motore, regolando la quantità di idrogeno e ossigeno fornita alle celle a combustibile in base alle esigenze di guida del veicolo.
Il motore a idrogeno è un motore del tutto innovativo e che sulla carta ci presenta delle ottime prestazioni e caratteristiche, ma allora come mai venditori e acquirenti oggigiorno ne schivano la sua scoperta? Attualmente un delle motivazioni che provoca questo è la mancanza di infrastrutture di rifornimento di idrogeno. Esso rappresenta uno dei principali ostacoli all'adozione diffusa dei veicoli a idrogeno. Le stazioni di rifornimento di idrogeno sono relativamente poche e concentrate in alcune aree geografiche, il che rende difficile per i consumatori l'accesso al carburante. La produzione, lo stoccaggio e la distribuzione di idrogeno costosi pero non aiutano il motore a idrogeno ad essere acquistato. Rispetto ad altre fonti di energia, come il petrolio o l'elettricità, le risorse di idrogeno sono apparentemente introvabili e questo fa portare il prezzo alle stelle. Infine l' innovazione e una scoperta di un qualcosa di nuovo fa eccitare molte persone tra cui chi ne strizza l' occhio e cerca di essere inizialmente molto diffidente, come ad esempio sulla sicurezza. Esistono ancora preoccupazioni sulla sicurezza legate all'uso, alla produzione e allo stoccaggio dell'idrogeno, sebbene siano state fatte notevoli ricerche e miglioramenti in questo settore. Tuttavia, la percezione del pubblico sulla sicurezza potrebbe ancora influenzare l'adozione dei veicoli a idrogeno.
Gli obbiettivi di questa fonte di energia hanno davvero grandi potenzialità da mostrare, nonostante il progetto sia apparentemente giovane sul mercato vediamo insieme i suoi reali punti di forza:
Riduzione delle emissioni: Uno degli obiettivi chiave del motore a idrogeno è contribuire alla riduzione delle emissioni nocive nell'atmosfera. Poiché l'idrogeno brucia pulitamente e produce solo acqua come sottoprodotto, l'uso del motore a idrogeno può ridurre l'inquinamento dell'aria e le emissioni di gas serra, aiutando così a contrastare il cambiamento climatico.
Autonomia e tempi di ricarica: Nei veicoli a idrogeno, un obiettivo importante è migliorare l'autonomia e ridurre i tempi di ricarica rispetto alle tecnologie convenzionali. Con tempi di rifornimento simili a quelli dei veicoli tradizionali a combustione interna, i veicoli a idrogeno offrono potenzialmente una maggiore praticità rispetto ai veicoli elettrici a batteria.
Creazione di posti di lavoro e sviluppo economico: Lo sviluppo e l'adozione del motore a idrogeno possono creare opportunità economiche e occupazionali in settori legati alla produzione, alla distribuzione e all'utilizzo di idrogeno e tecnologie correlate.
Presupposti che danno l'aria di un nuovo vento di giovinezza che spazzi via i motori a combustione termica e addirittura quelli elettrici nonostante questi ultimi non siano anziani. Insomma i presupposti dei motori a idrogeno sono molto più alti di quanti ci si aspettava.
Si ok tutto, ma per quale motivo, per quale strano meccanismo riusciamo a trasformare dell' idrogeno ma soprattutto come lo riusciamo ad ottenere per favorire la rotazione dell' albero motore che a sua volta fa girare le ruote? Questa magia è chiamata elettrolisi. L'elettrolisi dell'acqua è un processo chimico che consente di separare l'acqua (H2O) nei suoi componenti fondamentali, idrogeno (H2) e ossigeno (O2), utilizzando l'energia elettrica. È un metodo per produrre idrogeno in modo pulito e sostenibile, in quanto non produce emissioni nocive durante il processo. Nello specifico troviamo uno dei due elettrodi, chiamato anodo, è collegato al polo positivo della fonte di alimentazione. Quando l'elettricità passa attraverso l'anodo, gli atomi di ossigeno (O) nell'acqua si ossidano e perdono elettroni. Questa reazione produce ioni ossidrile (OH-) e ossigeno gassoso (O2). Mentre l'altro elettrodo, chiamato catodo, è collegato al polo negativo della fonte di alimentazione. Gli ioni idrogeno (H+) presenti nell'elettrolita si riducono a idrogeno gassoso (H2) prendendo elettroni dall'elettrodo. Infine l'idrogeno e l'ossigeno gassosi prodotti durante le reazioni si accumulano rispettivamente all'elettrodo negativo (catodo) e all'elettrodo positivo (anodo). Questi gas possono essere raccolti e separati per l'uso tramite sistemi di filtraggio.
Le auto elettriche e a idrogeno sono due soluzioni per combattere il cambiamento climatico,esse però hanno devi vantaggi e degli svantaggi:
Vantaggi: sono più efficienti, non inquinano, la manutenzione e il carburante hanno un valore economico minore rispetto alle auto tradizionali
Contro: non ci sono abbastanza punti dove le auto possono essere ricaricate, l'autonomia non é abbastanza elevata e di conseguenza non si possono effettuare viaggi lunghi ma solo di breve durata, e come ultimo punto troviamo lo smaltimento delle batterie che inquinano l'ambiente e vanno smaltite in appositi contenitori.
Come conclusione le auto elettriche sono buone per contrastare l'inquinamento ma devono essere ancora migliorate per la durata per i punti di ricarica che devono aumentare e per lo smaltimento delle batterie.
Le auto a idrogeno sono più costose delle auto elettriche, esse hanno lo stesso problema di ricarica delle auto elettriche ovvero pochi punti dove ricaricarle ma hanno più autonomia che permette ad effettuare viaggi più lunghi.
La Rivoluzione Energetica: Dall'Antichità al Futuro Elettrico e Idrogeno [di Cristiano Marino][modifica]
Introduzione:
La storia dell'energia del trasporto è uno sviluppo molto interessante che attraversa millenni, dalle antiche carrozze trainate da animali fino alle nuove auto elettriche e a idrogeno. Questa transizione riflette non solo il progresso tecnologico, ma anche le sfide ambientali e le necessità di sostenibilità del nostro tempo.
Sviluppo:
Dagli animali ai motori a combustione interna: L'evoluzione dei trasporti è iniziata con l'utilizzo di cavalli e altri animali da traino. L’introduzione dei motori a combustione interna ha rivoluzionato i trasporti nel XIX e XX secolo, portando a una maggiore velocità e portata.
L'era dell'elettrificazione: Con la crescente consapevolezza ambientale e la ricerca di alternative ai combustibili fossili, i veicoli elettrici hanno guadagnato popolarità. Le auto elettriche offrono un'opzione a basse emissioni e una maggiore efficienza energetica.
Verso una società dell'idrogeno: L'uso dell'idrogeno come combustibile per i veicoli è emerso come una possibile soluzione per ridurre ulteriormente le emissioni di carbonio e affrontare la dipendenza dai combustibili fossili. Le auto a idrogeno offrono un'autonomia simile ai veicoli tradizionali e tempi di ricarica più veloci rispetto alle auto elettriche.
Sfide e opportunità: La transizione verso veicoli elettrici e a idrogeno presenta sfide significative, tra cui la necessità di stazioni di ricarica e rifornimento, il costo delle tecnologie e la gestione delle risorse energetiche. Tuttavia, offre anche opportunità per ridurre l'inquinamento atmosferico, migliorare la sicurezza energetica e promuovere l'innovazione tecnologica.
Conclusioni:
La transizione energetica nei trasporti rappresenta un cimelio nella storia dell'umanità, segnando un passaggio importante verso un futuro più sostenibile. Con il continuo sviluppo di tecnologie innovative e politiche volte a promuovere energie pulite, possiamo guardare avanti a un mondo in cui la mobilità sia ecologica ed efficiente.
Riflessione:
Credo che andare verso un futuro ecologico ed efficiente sia ottimo, ci siamo resi conto che andando avanti con il tempo le carrozze con i cavalli non erano efficienti ma ecologiche, i motori con i combustibili fossili erano efficienti ma non ecologici, e adesso con le nuove auto elettriche ed a idrogeno, si hanno praticamente tutti e due i risultati e questo è un grandissimo traguardo per l’innovazione e la conoscenza umana.
Classe 5 A indirizzo Trasporti e Logistica[modifica]
torretta per ricaricare auto elettrichefenomeno dell'elettrolisi
La transizione energetica rappresenta il passaggio da fonti di energia tradizionali e inquinanti a fonti di energia più sostenibili e pulite. Nel contesto dei veicoli, questo significa passare da veicoli a trazione animale e successivamente a motore a combustione interna, a veicoli con motori elettrici e ad idrogeno. I veicoli a forza animale potevano risultare "inquinanti" a causa delle grandi quantità di escrementi lasciati dagli animali da tiro come cavalli, asini ecc.. nelle strade. Per quanto riguarda invece i motori termici a combustione interna possono risultare inquinanti per i gas serra e altri gas che vengono emessi nell'atmosfera. Pian piano andando avanti negli anni si sta andando sempre più verso la creazione di veicoli elettrici e ad idrogeno per contrastare quest'eccessivo inquinamento. I veicoli elettrici sono alimentati da batterie ricaricabili, che possono essere alimentate da fonti di energia rinnovabile come il sole o il vento. Questi veicoli, sono silenziosi, efficienti ed hanno emissioni zero durante l'uso, sono più sostenibili rispetto ai veicoli a combustione interna che dissipano energia sotto forma di calore; non emettono gas di scarico nocivi come monossido di carbonio, ossidi di azoto e particelle sottili, contribuendo a migliorare la qualità dell'aria nelle aree urbane ed extraurbane. Per le auto elettriche i costi di manutenzione sono molto minori perché rispetto ai veicoli con motore termico hanno meno parti mobili, riducendo la probabilità di guasti e il costo delle riparazioni. Può esserci inoltre una promozione dell'industria delle energie rinnovabili come il sole, vento e acqua. In generale, i veicoli elettrici sono considerati una soluzione più sostenibile e favorevole all'ambiente rispetto ai veicoli con motore a combustione interna, ma nulla toglie che ci sono anche numerosi svantaggi rispetto al motore "tradizionale". I veicoli elettrici hanno un'autonomia limitata a causa delle batterie, che una volta scaricate richiedono molto tempo per ricaricarsi rispetto ad un rifornimento di benzina per un motore termico. In Italia, ancora oggi la rete di stazioni di ricarica per veicoli elettrici è ancora limitata rispetto alla disponibilità di stazioni di rifornimento di carburante, la produzione di batterie può generare un impatto ambientale negativo a causa dell'utilizzo di materiali inquinanti e di processi di produzione ad alto impatto ambientale. Le batterie dei veicoli devono essere smaltite correttamente per evitare danni all'ambiente, e attualmente non esiste ancora un sistema di riciclo efficiente per le batterie a litio; le batterie a litio oltre che difficili da smaltire presentano anche un rischio legato la sicurezza perché in caso di danneggiamento o di surriscaldamento potrebbero prendere fuoco e provocare un incendio. Nei primi anni '90 invece si sono iniziate a sviluppare per la prima volta le auto ad idrogeno, ma solo negli ultimi anni sono diventate più popolari e accessibili al mercato automobilistico. Le auto ad idrogeno funzionano utilizzando un sistema a celle di combustibile, che converte l'idrogeno in energia elettrica per alimentare il motore elettrico del veicolo. L'idrogeno viene immagazzinato in un serbatoio a bordo dell'auto e, una volta alimentato alla cella di combustibile, reagisce con l'ossigeno presente nell'aria per generare l'energia necessaria. L'unica emissione prodotta da questa reazione è l'acqua. Tutto ciò avviene grazie ad un processo chiamato elettrolisi. L'elettrolisi dell'acqua è un processo chimico che consiste nello scomporre l'acqua nelle sue componenti utilizzando l'elettricità. Questo processo avviene in un dispositivo chiamato elettrolizzatore, dove due elettrodi di diversi materiali sono immersi in una soluzione acquosa di elettroliti. Quando viene applicata una corrente elettrica ai due elettrodi, l'acqua viene decomposta in ossigeno gassoso all'elettrodo positivo e in idrogeno gassoso all'elettrodo negativo. L'ossigeno e l'idrogeno possono essere quindi raccolti separatamente ed utilizzati per varie applicazioni industriali, come ad esempio nella produzione di energia elettrica tramite celle a combustibile. I "nuovi" motori ad idrogeno hanno numerosi vantaggi: come ad esempio la non emissione di gas nocivi e ad effetto serra, hanno un'efficienza energetica maggiore rispetto ai motori termici ed elettrici offrendo un'efficienza tra il 45% ed il 60% in più, sono silenziosi offrendo una guida confortevole e riducendo l'inquinamento acustico, il rifornimento di idrogeno è molto più rapido rispetto alla ricarica delle batterie elettriche, consentendo tempi di arresto più brevi oltre ad avere un'autonomia superiori ai veicoli elettrici rendendoli più adatti per i lunghi viaggi. L'idrogeno può essere prodotto da fonti rinnovabili, come l'energia solare ed eolica, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili e contribuendo alla transizione verso un'economia a basse emissioni di carbonio. I motori ad idrogeno però anche come i motori elettrici e a combustione interna presentano anch'essi degli svantaggi: i costi di acquisto attualmente sono molto elevati, le infrastrutture che producono idrogeno sono molto limitate, in Italia soprattutto nel centro-Sud ci sono pochissime stazioni di rifornimento per l'idrogeno; l'idrogeno essendo altamente infiammabile può essere pericoloso se non conservato e gestito correttamente, attualmente l'idrogeno disponibile sul mercato viene prodotto attraverso processi che coinvolgono l'estrazione di idrocarburi, annullando i benefici ambientali dell'utilizzo del motore ad idrogeno. In conclusione la transizione energetica nei veicoli sta portando a un cambiamento significativo nel settore del trasporto, con l'obiettivo di ridurre le emissioni inquinanti e contribuire alla lotta contro i cambiamenti climatici. La crescita dei veicoli elettrici e a idrogeno è parte integrante di questo processo di transizione e rappresenta una soluzione sostenibile per il futuro della mobilità.
IL PROCESSO INTERO DELLA TRASFORMAZIONE DELL'ACQUA IN ENERGIA ELETTRICA
- L' acqua è la fonte energetica più antica utilizzata dall'uomo, infatti l'energia idroelettrica (o altrimenti conosciuta come energia idraulica) è la più antica delle energie rinnovabili ed è pulita, ha infatti origine da grandi masse d'acqua in movimento convogliate in dighe, chiuse, canali e ponti. L'acqua in caduta o in movimento produce energia cinetica, la quale a sua volta viene trasformata in energia elettrica grazie ad appositi impianti muniti di turbine e alternatore. Si tratta di una forma di energia sostenibile ad alta efficienza e a basso impatto sull’ambiente, che contribuisce in modo significativo alla produzione di energia elettrica.
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- COME FUNZIONA UNA CENTRALE IDROELETTRICA?
Il funzionamento di una centrale idroelettrica è molto semplice, sfrutta la forza di gravità per muovere l’acqua e produrre l’energia cinetica che successivamente verrà trasformata in elettricità. Tutto parte da un bacino idrico naturale o, se artificiale, protetto da una diga che blocca il flusso d'acqua impedendole di scendere a valle. Una serie di condotte convoglia l'acqua a valle dove la centrale ospita un sistema di turbine idroelettriche; l’acqua, grazie al dislivello creato dal percorso delle condutture, assume una velocità sempre maggiore e mette in funzione le turbine che collegate ad un alternatore trasformano l'energia cinetica, generata dalla rotazione delle turbine, in energia elettrica.
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https://youtu.be/E1nnPQx8oqY?si=G3JbuX-_2LtLgUTT
- QUANTI TIPI DI CENTRALI IDROELETTRICHE ESISTONO?
Esistono tre diversi tipi di centrali in base agli impianti idroelettrici utilizzati:
centrale ad acqua fluente: sfrutta il flusso naturale del corso d’acqua (un fiume, un torrente);
centrale a bacino (o a deflusso regolato): l'acqua viene raccolta in un bacino naturale (un lago) o artificiale (una diga), per poi defluire in caduta verso un sistema di turbine ed essere trasformata in energia elettrica;
centrale idroelettrica a pompaggio o ad accumulo: in questo caso le centrali usano due serbatoi d'acqua posti a quote differenti, uno a monte e l’altro a valle. Nei periodi di bassa richiesta l'acqua viene pompata dal bacino inferiore a quello superiore tramite l'ausilio di pompe, nei momenti invece di maggiore domanda l'acqua viene fatta fluire verso il basso, generando elettricità come in una centrale idroelettrica tradizionale.
- In questo video invece, vediamo proprio il viaggio che compie l'acqua, caduta da una nuvola fino ad essere energia che usiamo quotidianamente.
https://youtu.be/vW00CL1mhW8?si=K5bt8Zo6fnyyGYAx
- COME VIENE UTILIZZATA L'ENERGIA IDROELETTRICA?
Elettricità Domestica: L'energia idroelettrica viene utilizzata per alimentare le case, fornendo elettricità per l'illuminazione, elettrodomestici, riscaldamento e raffreddamento. Molte abitazioni ricevono una parte della loro energia elettrica dalle centrali idroelettriche attraverso la rete elettrica nazionale.
Industria: Molte industrie utilizzano l'energia idroelettrica per alimentare macchinari, processi di produzione e sistemi di gestione dei rifiuti. L'energia idroelettrica è particolarmente importante per industrie che richiedono una grande quantità di energia, come quelle siderurgiche, chimiche e di lavorazione dei metalli.
Trasporti Pubblici: In alcune città, i sistemi di trasporto pubblico, come treni e tram, sono alimentati da elettricità generata da centrali idroelettriche. Questo contribuisce a ridurre le emissioni di gas serra e a promuovere la mobilità sostenibile.
Infrastrutture Pubbliche: L'energia idroelettrica è utilizzata per alimentare infrastrutture pubbliche come illuminazione stradale, impianti di trattamento delle acque e sistemi di distribuzione dell'acqua. Questa energia aiuta a mantenere operativi i servizi essenziali delle città.
Agricoltura: In agricoltura, l'energia idroelettrica può essere utilizzata per alimentare sistemi di irrigazione, mulini ad acqua e altre attrezzature agricole. Questo è particolarmente utile in zone rurali dove altre fonti di energia potrebbero non essere facilmente disponibili.
Tecnologia e Comunicazioni: La produzione e il funzionamento di dispositivi tecnologici e di comunicazione, come server di data center, reti di telecomunicazioni e dispositivi elettronici, possono essere supportati dall'energia idroelettrica. Questa energia contribuisce a mantenere operativi i servizi di comunicazione essenziali.
- MA HA DEGLI SVANTAGGI?
L'energia idroelettrica presenta alcuni svantaggi nonostante i suoi numerosi vantaggi. Ecco i principali:
Impatto Ambientale:
Ecosistemi Acquatici: La costruzione di dighe e bacini può alterare significativamente gli ecosistemi acquatici, disturbando la fauna e la flora locali. Può influire negativamente sulla migrazione dei pesci e sulla biodiversità.
Sedimentazione: Le dighe possono causare l'accumulo di sedimenti nei bacini, riducendo la capacità di stoccaggio dell'acqua e alterando i flussi naturali dei fiumi.
Dislocamento delle Popolazioni: La creazione di grandi bacini idrici può richiedere lo spostamento di comunità locali, portando a problemi sociali ed economici per le persone coinvolte.
Emissioni di Gas Serra: Durante la decomposizione della materia organica nei bacini artificiali, possono essere rilasciati gas serra come metano e anidride carbonica. Questo può ridurre i benefici climatici dell'energia idroelettrica rispetto ad altre fonti rinnovabili.
Rischio di Catastrofi: La rottura di una diga può causare inondazioni catastrofiche a valle, mettendo a rischio vite umane e infrastrutture. Anche eventi naturali come terremoti possono compromettere la sicurezza delle dighe.
Dipendenza dalle Condizioni Climatiche: L'energia idroelettrica dipende dalla disponibilità di acqua, che può variare con il cambiamento climatico, periodi di siccità o cambiamenti nei modelli di precipitazione. Questo può rendere l'approvvigionamento energetico meno prevedibile.
Alto Costo Iniziale: La costruzione di centrali idroelettriche richiede investimenti iniziali molto elevati, sia in termini di finanziamenti che di risorse. Questo può essere un ostacolo per i paesi in via di sviluppo o per progetti su larga scala.
Impatto sul Territorio: Le grandi opere idroelettriche richiedono una notevole quantità di spazio e possono alterare il paesaggio naturale, influenzando le attività agricole e turistiche.
Questi svantaggi devono essere bilanciati con i benefici dell'energia idroelettrica, come la produzione di energia pulita e rinnovabile. È importante considerare attentamente l'impatto ambientale e sociale prima di intraprendere nuovi progetti idroelettrici.
- E L'ITALIA? COM'E' MESSA?
Produzione e Capacità
Capacità Installata: L'Italia ha una capacità idroelettrica installata considerevole. Al 2023, la capacità totale installata di impianti idroelettrici è di circa 22 gigawatt (GW), che rappresenta una parte significativa della capacità di generazione totale del paese.
Produzione di Energia: La produzione di energia idroelettrica varia di anno in anno a causa delle condizioni climatiche, ma in media, essa contribuisce per circa il 15-20% della produzione totale di energia elettrica in Italia. Questo rende l'energia idroelettrica una delle principali fonti di energia rinnovabile nel paese. Distribuzione Geografica Gli impianti idroelettrici sono distribuiti principalmente nelle regioni del nord Italia, dove ci sono numerosi fiumi e laghi alpini che offrono condizioni ideali per la produzione di energia idroelettrica. Le regioni Lombardia, Trentino-Alto Adige, Piemonte e Veneto sono particolarmente ricche di impianti idroelettrici. Sviluppo e Innovazione
Ammodernamento: Molti impianti esistenti sono stati ammodernati per aumentarne l'efficienza e ridurne l'impatto ambientale. Questo include l'installazione di turbine più efficienti e la gestione ottimizzata dei bacini idrici.
Micro-Idroelettrico: Negli ultimi anni c'è stato un crescente interesse per il micro-idroelettrico, che sfrutta piccoli corsi d'acqua per generare energia, minimizzando l'impatto ambientale e fornendo energia a comunità remote. In sintesi, l'Italia è ben posizionata nel settore dell'energia idroelettrica, con una solida infrastruttura e una capacità significativa. Tuttavia, è necessaria una gestione attenta delle risorse idriche e un continuo impegno per migliorare l'efficienza e la sostenibilità degli impianti per affrontare le sfide future.
L'idrogeno non è una fonte di energia come il sole o il petrolio, ma un vettore energetico. Non esiste in natura da solo e deve essere estratto dall'acqua o dal metano, con un'energia pari a quella che fornisce. Il vantaggio principale è che rilascia energia pulita, senza emettere gas serra. Esistono diversi tipi di idrogeno:
Idrogeno "grigio": prodotto dal metano, emette molta CO2 e non contribuisce alla decarbonizzazione.
Idrogeno "blu": anch'esso prodotto dal metano, ma con cattura della CO2, spesso iniettata sottoterra. Questo processo è costoso e controverso.
Idrogeno "verde": prodotto dall'acqua usando elettricità da fonti rinnovabili, con zero emissioni di gas serra.
Il trasporto dell'idrogeno è problematico a causa della sua leggerezza e necessità di compressione, che consuma energia. Tuttavia, per grandi mezzi come camion, treni e navi, l'idrogeno è preferibile alle batterie per le sue dimensioni e capacità energetiche. Una rete capillare di distributori di idrogeno è economicamente insostenibile, ma centri di produzione locali per porti e flotte aziendali sono più fattibili. L'idrogeno può essere miscelato con metano e trasportato tramite le tubazioni esistenti, riducendo le emissioni di CO2. L'idrogeno verde può sostituire il carbone nelle acciaierie per produrre acciaio senza emissioni, a condizione che sia prodotto con energia rinnovabile.
Uno dei primissimi utilizzi dell'idrogeno come forma di energia fu, sfortunatamente, per la realizzazione della bomba ad idrogeno. La bomba a idrogeno, o termonucleare, utilizza la fusione nucleare per produrre un'esplosione molto più potente di una bomba atomica tradizionale, che si basa sulla fissione nucleare. Il processo di realizzazione è:
Innesco di Fissione: Una bomba a fissione nucleare (usando uranio-235 o plutonio-239) genera temperature e pressioni estremamente elevate.
Fusione Nucleare: Le alte temperature causano la fusione di isotopi di idrogeno (deuterio e trizio), liberando una quantità enorme di energia.
Aumento dell'Efficienza: Il dispositivo può includere un tamper di uranio-238 o piombo per contenere l'esplosione iniziale e aumentare l'efficienza.
Reazioni Secondarie: I neutroni ad alta energia dalla fusione possono innescare ulteriori reazioni di fissione nel tamper, aumentando la potenza dell'esplosione.
La bomba a idrogeno è una delle armi più potenti mai create e la sua produzione e gestione sono strettamente controllate da trattati internazionali per prevenire la proliferazione.
Il motore a idrogeno rappresenta una tecnologia promettente per la mobilità sostenibile, poiché utilizza l'idrogeno come combustibile, generando acqua come unico prodotto di scarto. Esistono principalmente due tipi di sistemi che utilizzano l'idrogeno: i motori a combustione interna (ICE) alimentati a idrogeno e le celle a combustibile (fuel cells).
Motore a Combustione Interna (ICE) Alimentato a Idrogeno[modifica]
Elettrolisi Inversa: L'idrogeno viene immesso nell'anodo e l'ossigeno nel catodo della cella.
Reazione Elettrochimica: L'idrogeno si separa in protoni ed elettroni. I protoni attraversano la membrana elettrolitica, mentre gli elettroni generano un flusso di corrente elettrica.
Produzione di Energia: Gli elettroni raggiungono il catodo attraverso un circuito esterno, generando energia elettrica utilizzata per alimentare un motore elettrico.
Scarico: All'anodo, i protoni si combinano con l'ossigeno formando acqua come prodotto di scarto.
Vantaggi: Alta efficienza energetica, zero emissioni di inquinanti locali (solo acqua).
Svantaggi: Costi elevati di produzione e manutenzione, necessità di infrastrutture per l'idrogeno.
Macchine a idrogeno in futuro, un cambiamento importante per il pianeta[modifica]
Le macchine a idrogeno rappresentano una promettente soluzione per un futuro sostenibile, grazie alla loro capacità di ridurre le emissioni di gas serra e la dipendenza dai combustibili fossili. Alimentate da celle a combustibile, queste vetture utilizzano l'idrogeno per generare elettricità attraverso una reazione chimica con l'ossigeno, il cui unico sottoprodotto è l'acqua. Questo processo, oltre a essere ecologicamente vantaggioso, permette di ottenere una maggiore efficienza energetica rispetto ai motori a combustione interna tradizionali. Nel contesto di un futuro prossimo, l'espansione delle infrastrutture per la produzione, il trasporto e il rifornimento di idrogeno sarà cruciale per la diffusione di queste tecnologie. Attualmente, le principali sfide riguardano la produzione sostenibile di idrogeno, poiché gran parte di esso viene ancora ricavato da fonti fossili, e la creazione di una rete di stazioni di rifornimento sufficientemente ampia e capillare per supportare un numero crescente di veicoli. A tal fine, sono in corso numerosi progetti di ricerca e sviluppo, volti a migliorare l'efficienza dei processi di elettrolisi per ottenere idrogeno verde, prodotto utilizzando energie rinnovabili. La collaborazione tra governi, industrie e istituzioni accademiche è fondamentale per superare queste barriere tecniche ed economiche. Inoltre, l'integrazione delle macchine a idrogeno nel sistema dei trasporti richiederà una regolamentazione adeguata e incentivi economici per promuovere l'adozione da parte dei consumatori e delle flotte aziendali. Guardando avanti, la convergenza tra innovazioni tecnologiche e politiche sostenibili potrà rendere le macchine a idrogeno una componente chiave di una mobilità a zero emissioni, contribuendo significativamente alla lotta contro il cambiamento climatico e alla creazione di un sistema energetico più resiliente e indipendente dalle risorse fossili.
La transizione energetica rappresenta il passaggio da un sistema energetico basato su fonti fossili a uno sostenibile, caratterizzato dall'uso prevalente di fonti rinnovabili. Questo cambiamento è essenziale per affrontare le sfide legate al cambiamento climatico e alla riduzione delle emissioni di gas serra. In questo contesto, la mobilità a idrogeno emerge come una soluzione promettente, soprattutto per il settore dei trasporti.
Le auto a idrogeno, note anche come veicoli a celle a combustibile (Fuel Cell Electric vehicles, FCEV), rappresentano una delle innovazioni più interessanti nel campo della mobilità sostenibile. Utilizzano l'idrogeno come combustibile per generare elettricità attraverso una reazione chimica con l'ossigeno. Tra i principali vantaggi di questa tecnologia troviamo:
Emissioni zero: Le auto a idrogeno non producono emissioni nocive; l'unico sottoprodotto della reazione chimica nelle celle a combustibile è l'acqua.
Efficienza energetica: Le celle a combustibile sono più efficienti dei motori a combustione interna tradizionali, riducendo così il consumo complessivo di energia.
Tempi di rifornimenti ridotti :Il rifornimento di idrogeno richiede pochi minuti, paragonabili ai tempi necessari per fare il pieno di carburante convenzionale, contrariamente alle ore necessarie per ricaricare le batterie dei veicoli elettrici.
Autonomia elevata: Le auto a idrogeno possono garantire un'autonomia comparabile o superiore a quella dei veicoli a combustione interna, rendendole adatte anche ai lunghi viaggi.
In Italia, la situazione è sicuramente diversa, il mercato delle auto a idrogeno è ancora in fase “embrionale”. Tuttavia, ci sono segnali positivi di crescita e interesse sia da parte delle case automobilistiche sia del governo. Alcuni modelli di auto a idrogeno, come la Toyota Mirai e la Hyundai Nexo, sono già disponibili sul mercato italiano, sicuramente però in numero molto limitato. Uno degli ostacoli principali alla diffusione delle auto a idrogeno è la mancanza di un'infrastruttura di rifornimento adeguata. Attualmente, le stazioni di rifornimento di idrogeno in Italia sono molto poche, ma ci sono diverse iniziative in corso per espandere questa rete.
H2IT(Associazione Italiana Idrogeno a celle combustibile): L’associazione promuove lo sviluppo delle tecnologie a idrogeno e supporta la creazione di una rete di distributori in Italia.
Progetti Europei: L'Italia partecipa a vari progetti finanziati dall'Unione Europea, come "H2ME" (Hydrogen Mobility Europe), che mira a creare una rete paneuropea di stazioni di rifornimento di idrogeno.
Iniziative regionali: Alcune regioni italiane, come la Lombardia, stanno investendo in progetti pilota per l'introduzione dell'idrogeno nei trasporti pubblici e privati, inclusi autobus a idrogeno e nuove stazioni di rifornimento.
Rimangono però fattori da dover tenere in conto e non sottovalutabili per la comunità italiana:
Costi elevati: La produzione di idrogeno verde, prodotto attraverso l'elettrolisi dell'acqua utilizzando energia rinnovabile, è ancora costosa. Tuttavia, si prevede che i costi diminuiranno con l'aumento della capacità produttiva e con l'innovazione tecnologica
Sicurezza e normative: La gestione e il trasporto dell'idrogeno richiedono misure di sicurezza rigorose e l'adeguamento delle normative esistenti per garantire la sicurezza.
Accettazione del mercato: La consapevolezza e l'accettazione da parte dei consumatori sono cruciali per la diffusione delle auto a idrogeno. È necessario un lavoro di sensibilizzazione e educazione del pubblico.
La transizione energetica, cos’è? e quali sono gli obiettivi?
La transizione energetica è un tema di fondamentale importanza nell’attuale contesto globale. Dato che stiamo combattendo una guerra contro il cambiamento climatico, è diventata una necessità imminente; ciò comporterà un abbandono dei combustibili fossili e delle fonti non rinnovabili, iniziando ad utilizzare, come è giusto che sia, fonti rinnovabili e soprattutto sostenibili.
In questo scenario ormai Mondiale l'idrogeno svolge un ruolo assai cardine, essendo un elemento energetico versatile e soprattutto capace di rivoluzionare il modo di produrre, di immagazzinare e di consumare energia.
Andiamo ora ad analizzare i vari motivi per i quali le auto a idrogeno sono così promettenti e saranno parte integrante del nostro futuro:
Emissioni: le macchine ad idrogeno, a differenza di quelle a combustione interna, producono come gas di scarico solo vapore acqueo, non emettendo quindi gas serra dannosi per l’ambiente. Possiamo quindi confermare che le auto ad idrogeno sono ad emissione zero;
Autonomia: queste sofisticate autovetture sono dotate di un’autonomia di guida considerevole, paragonabile quasi a quella dei veicoli a benzina o diesel;
Ricarica rapida: per fare il pieno di un’auto ad idrogeno sono necessari pochi minuti, anche in questo caso simile al tempo per fare un pieno ad un’auto a combustione;
Versatilità: l’idrogeno può essere adoperato non solo per i trasporti, ma anche per alimentare abitazioni, industrie e fabbriche.
Ovviamente non è tutto rose e fiori, dobbiamo far fronte alle avversità che l’idrogeno comporta e le sfide da affrontare:
Costi: al giorno d’oggi il costo per produrre e acquistare veicoli ad idrogeno è nettamente superiore rispetto alle auto tradizionali;
Infrastrutture in fase di sviluppo: La rete di distributori di idrogeno è ancora in fase embrionale e necessita di una rapida espansione.
Produzione di idrogeno verde: Per sfruttare pienamente il potenziale ambientale dell'idrogeno, è necessario produrlo da fonti rinnovabili, come l'energia solare ed eolica, attraverso un processo chiamato elettrolisi.
Nonostante queste sfide, le potenzialità delle macchine a idrogeno sono immense. Governi, aziende e ricercatori di tutto il mondo stanno investendo ingenti risorse economiche per lo sviluppo di questa tecnologia. Le macchine a idrogeno non rappresentano la soluzione unica a tutti i problemi energetici, ma sono un punto di partenza fondamentale del puzzle per un futuro più verde. Abbracciare questa tecnologia con entusiasmo e determinazione ci permetterà di costruire un mondo più pulito e vivibile per le generazioni future.
In aggiunta a quanto detto precedentemente, vorrei sottolineare alcuni punti chiave:
L'idrogeno può essere utilizzato per decarbonizzare settori industriali difficilmente elettrificabili, come l'industria siderurgica e chimica.
L'immagazzinamento di energia su larga scala è fondamentale per sfruttare al meglio le fonti rinnovabili intermittenti come l'energia solare e eolica. L'idrogeno può rappresentare una soluzione efficiente e pulita per questo problema.
Le macchine a idrogeno possono contribuire a creare nuovi posti di lavoro e a stimolare la crescita economica.
Sono convinto che l'idrogeno abbia il potenziale per cambiare il mondo in meglio. Investire in questa tecnologia è un investimento nel nostro futuro.
La transizione energetica nel settore dei trasporti si riferisce al passaggio da fonti di energia tradizionali, come il petrolio e i suoi derivati, a fonti di energia più sostenibili e meno inquinanti. Questo cambiamento è guidato dalla necessità di ridurre le emissioni di gas serra, migliorare la qualità dell'aria e diminuire la dipendenza dai combustibili fossili. La transizione coinvolge diverse tecnologie e strategie, tra cui l'elettrificazione dei veicoli, l'uso di biocarburanti, l'adozione di veicoli a idrogeno e l'ottimizzazione delle infrastrutture di trasporto.
STATO ATTUALE DELLA TRANSIZIONE ENERGETICA[modifica]
Negli ultimi anni, il settore dei trasporti ha visto un'accelerazione significativa nell'adozione di veicoli elettrici (EV). Questo cambiamento è stato alimentato da notevoli progressi nella tecnologia delle batterie, che hanno reso gli EV sempre più competitivi rispetto ai veicoli tradizionali a combustione interna. In passato, uno dei principali ostacoli all'adozione diffusa degli EV era la limitata autonomia e i lunghi tempi di ricarica. Tuttavia, le recenti innovazioni hanno migliorato drasticamente la densità energetica delle batterie, riducendo i tempi di ricarica e aumentando l'autonomia dei veicoli.
Inoltre, la rete di infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici si sta espandendo rapidamente in tutto il mondo. Governi, enti locali e aziende private stanno investendo ingenti risorse per sviluppare una rete capillare di stazioni di ricarica, sia pubbliche che private. Questo sviluppo infrastrutturale è supportato da politiche governative mirate a incentivare l'acquisto di veicoli a zero emissioni. Queste politiche includono sussidi diretti, sgravi fiscali, esenzioni da tasse di circolazione e altre agevolazioni economiche. Allo stesso tempo, vengono implementate misure punitive per i veicoli inquinanti, come l'introduzione di zone a basse emissioni nelle città, tasse maggiorate su carburanti fossili e restrizioni alla circolazione per i veicoli più vecchi e meno efficienti.
Le auto a idrogeno rappresentano una delle frontiere più promettenti e innovative della transizione energetica nei trasporti. Questi veicoli utilizzano celle a combustibile per convertire l'idrogeno in elettricità, emettendo solo vapore acqueo come sottoprodotto, il che li rende estremamente puliti dal punto di vista delle emissioni. Conosciuti come Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV), offrono numerosi vantaggi potenziali che li rendono una soluzione affascinante per il futuro della mobilità sostenibile.
Zero Emissioni: Come i veicoli elettrici, le auto a idrogeno non emettono gas serra né inquinanti atmosferici durante il funzionamento. Questo è un vantaggio significativo in termini di qualità dell'aria e riduzione dell'impatto ambientale.
Rifornimento Rapido: A differenza degli EV, che possono richiedere ore per una ricarica completa, le auto a idrogeno possono essere rifornite in pochi minuti, simile a un tradizionale rifornimento di carburante.
Lunga Autonomia: Gli FCEV tendono ad avere un'autonomia paragonabile o superiore a quella dei veicoli a combustione interna, rendendoli adatti anche per viaggi lunghi.
Nonostante i vantaggi, l'adozione delle auto a idrogeno incontra diverse sfide:
Infrastrutture di Rifornimento: Una delle principali sfide è la limitata rete di stazioni di rifornimento di idrogeno. Attualmente, le stazioni di rifornimento sono sparse e concentrate in poche aree geografiche, rendendo difficile per gli utenti trovare punti di rifornimento convenienti. L'espansione della rete di stazioni di rifornimento richiede investimenti considerevoli da parte di governi e aziende private. È necessario sviluppare una strategia coordinata per costruire una rete capillare di stazioni di rifornimento, che includa anche aree rurali e meno popolate. Inoltre, le tecnologie per il trasporto e lo stoccaggio sicuro dell'idrogeno devono essere migliorate per rendere l'infrastruttura più efficiente e sicura.
Produzione Sostenibile di Idrogeno: Attualmente, gran parte dell'idrogeno viene prodotto tramite processi che utilizzano fonti fossili, come il reforming del metano, che comportano significative emissioni di CO2. Questo contrasta con l'obiettivo di ridurre le emissioni complessive del settore dei trasporti. Pertanto, per realizzare il pieno potenziale ecologico delle auto a idrogeno, è essenziale passare a metodi di produzione più sostenibili. L'elettrolisi dell'acqua, alimentata da energie rinnovabili come l'energia solare ed eolica, rappresenta una soluzione promettente per la produzione di idrogeno verde. Questo processo, se alimentato da fonti rinnovabili, non produce emissioni di CO2, rendendo l'idrogeno prodotto realmente sostenibile. Tuttavia, l'elettrolisi richiede molta energia, e attualmente i costi associati sono elevati. Investimenti in ricerca e sviluppo sono cruciali per migliorare l'efficienza dell'elettrolisi e ridurre i costi. Inoltre, le politiche governative possono incentivare la produzione di idrogeno verde attraverso sussidi e crediti fiscali per le energie rinnovabili. La collaborazione internazionale per condividere tecnologie e risorse potrebbe accelerare questa transizione.
Costi: La tecnologia delle celle a combustibile e la produzione di idrogeno verde sono attualmente costose. I costi di produzione delle celle a combustibile rimangono elevati a causa dei materiali avanzati e delle tecniche di produzione richieste. Anche l'idrogeno verde, nonostante i suoi vantaggi ambientali, è più costoso rispetto all'idrogeno prodotto da fonti fossili.
Molti governi e aziende stanno investendo ingenti risorse nella ricerca e nello sviluppo delle tecnologie dell'idrogeno, riconoscendo il suo potenziale per trasformare il settore dei trasporti e contribuire alla riduzione delle emissioni di gas serra. Questi investimenti stanno accelerando l'innovazione e l'implementazione delle tecnologie basate sull'idrogeno, ponendo le basi per un futuro più sostenibile. Ad esempio, l'Unione Europea ha lanciato strategie ambiziose per l'idrogeno, con l'obiettivo di costruire una robusta economia dell'idrogeno entro il 2050. Aziende automobilistiche come Toyota, Hyundai e Honda stanno già producendo modelli FCEV, mentre altre stanno esplorando collaborazioni per sviluppare infrastrutture di rifornimento. scrivi questo più lungo.
Le auto a idrogeno rappresentano una delle possibili soluzioni per una mobilità sostenibile e a basse emissioni. Funzionano utilizzando celle a combustibile che convertono l'idrogeno in elettricità, emettendo solo vapore acqueo come sottoprodotto. Questa caratteristica le rende particolarmente ecologiche, poiché non producono emissioni nocive come il biossido di carbonio o altri inquinanti atmosferici che contribuiscono al cambiamento climatico e alla degradazione della qualità dell'aria.
Le auto a idrogeno offrono diversi vantaggi significativi:
1. Emissioni Zero: Le auto a idrogeno emettono solo vapore acqueo, contribuendo a ridurre l'inquinamento atmosferico e le emissioni di gas serra.
2. Rifornimento Rapido: Il tempo di rifornimento è simile a quello delle auto a combustibili fossili, richiedendo solo pochi minuti per un pieno, molto più veloce rispetto ai tempi di ricarica delle auto elettriche a batteria.
3. Maggiore Autonomia: Spesso superano i 500 km con un pieno di idrogeno, offrendo una maggiore autonomia rispetto alla maggior parte delle auto elettriche a batteria.
4. Riduzione della Dipendenza dai Combustibili Fossili: Utilizzando idrogeno prodotto da fonti rinnovabili, si può ridurre la dipendenza dai combustibili fossili.
5. Prestazioni: Offrono prestazioni simili a quelle delle auto tradizionali, con una buona accelerazione e un'esperienza di guida piacevole.
Tuttavia, le auto a idrogeno affrontano anche diverse sfide significative. Una delle principali è la limitata infrastruttura di rifornimento, con poche stazioni di idrogeno disponibili al di fuori delle principali aree metropolitane. Questo rende difficile per molti utenti trovare punti di rifornimento comodi. Inoltre, i costi di produzione e stoccaggio dell'idrogeno sono ancora relativamente alti. La produzione di idrogeno verde, ottenuto da fonti rinnovabili tramite elettrolisi, è particolarmente costosa rispetto ai combustibili tradizionali.
Un altro ostacolo è la sicurezza. Sebbene l'idrogeno sia leggero e tende a dissiparsi rapidamente in caso di perdite, è altamente infiammabile e richiede speciali precauzioni di stoccaggio e trasporto.
Nonostante queste sfide, molti esperti ritengono che le auto a idrogeno abbiano un grande potenziale, soprattutto in combinazione con l'energia rinnovabile. La loro capacità di offrire lunga autonomia e rifornimenti rapidi le rende una soluzione interessante per determinate applicazioni, come il trasporto di lunga distanza e i veicoli commerciali.
A mio parere il futuro delle auto a idrogeno dipenderà da diversi fattori, tra cui l’evoluzione tecnologica, le politiche governative, le dinamiche di mercato e l’infrastruttura di rifornimento. Ecco alcuni possibili scenari:
1.Adozione Crescente: Con l’abbassamento dei costi di produzione e una maggiore efficienza delle celle a combustibile, le auto a idrogeno potrebbero diventare più diffuse. Questo richiederà investimenti significativi nelle infrastrutture di rifornimento.
2.Settori Specifici: Le auto a idrogeno potrebbero trovare un’ampia applicazione nei trasporti pesanti, veicoli commerciali e trasporto pubblico, dove l’autonomia e il rifornimento rapido sono cruciali.
3.Integrazione con Energie Rinnovabili: L’idrogeno verde, prodotto da energie rinnovabili, potrebbe diventare fondamentale non solo nei trasporti, ma anche nella produzione e stoccaggio di energia, contribuendo a un sistema energetico sostenibile.
4.Concorrente ai Veicoli Elettrici a Batteria: Le auto a idrogeno potrebbero diventare un’alternativa valida ai veicoli elettrici a batteria, soprattutto in contesti dove le batterie non soddisfano le esigenze di autonomia e velocità di rifornimento.
Ad esempio la BMW iX5 Hydrogen è un esempio avanzato di veicolo a idrogeno. Basata sulla piattaforma del SUV X5, questa vettura combina la potenza di un motore elettrico con la tecnologia delle celle a combustibile. La BMW ha sviluppato il sistema in collaborazione con Toyota, leader nel settore delle auto a idrogeno. La iX5 Hydrogen offre un’autonomia di circa 500 km e può essere rifornita in pochi minuti. Questo modello rappresenta un importante passo avanti nella tecnologia delle celle a combustibile e mostra il potenziale futuro delle auto a idrogeno nel mercato automobilistico.
Le macchine a idrogeno sono veicoli che utilizzano l'idrogeno come fonte di energia. Esistono principalmente due tipi di veicoli a idrogeno:
1. Veicoli a celle a combustibile (FCEV): Questi veicoli utilizzano celle a combustibile per convertire l'idrogeno in elettricità, che alimenta il motore elettrico del veicolo. La reazione chimica che avviene nella cella a combustibile produce solo acqua come sottoprodotto, rendendo questi veicoli estremamente puliti.
2. Veicoli a combustione interna a idrogeno (HICEV): Questi veicoli utilizzano motori a combustione interna modificati per bruciare idrogeno invece di benzina o diesel. Anche se emettono alcuni inquinanti, producono molta meno CO2 rispetto ai motori tradizionali.
Vantaggi delle Macchine a Idrogeno
1. Zero Emissioni: I veicoli a celle a combustibile producono solo vapore acqueo come emissione, il che contribuisce a ridurre l'inquinamento atmosferico e le emissioni di gas serra.
2. Autonomia e Rifornimento Rapido: Rispetto ai veicoli elettrici a batteria, i FCEV tendono ad avere un'autonomia maggiore e tempi di rifornimento molto più brevi, simili a quelli delle auto a benzina o diesel.
3. Efficienza Energetica: Le celle a combustibile sono generalmente più efficienti dei motori a combustione interna.
Svantaggi delle Macchine a Idrogeno
1. Infrastruttura di Rifornimento: Una delle principali sfide è la mancanza di una rete di stazioni di rifornimento di idrogeno diffusa, che limita la praticità di possedere un veicolo a idrogeno.
2. Costi: Attualmente, i veicoli a celle a combustibile e l'infrastruttura di rifornimento di idrogeno sono costosi da costruire e mantenere. Tuttavia, i costi stanno diminuendo con il progresso tecnologico e l'aumento della produzione su larga scala.
3. Produzione di Idrogeno: La produzione di idrogeno può essere costosa e inefficiente. Molto idrogeno viene ancora prodotto da combustibili fossili, il che può annullare alcuni dei benefici ambientali se non viene utilizzato idrogeno prodotto da fonti rinnovabili.
Esempi di Veicoli a Idrogeno
Alcuni esempi di veicoli a celle a combustibile attualmente disponibili includono:
Toyota Mirai: Una delle prime auto a celle a combustibile commercializzate, con una buona autonomia e tempi di rifornimento rapidi.
Hyundai Nexo: Un SUV a celle a combustibile con un'autonomia impressionante e una serie di tecnologie avanzate.
BMW IX5 Iydrogen: La BMW iX5 Hydrogen è un veicolo innovativo che rappresenta un passo significativo verso la mobilità sostenibile, utilizzando l'idrogeno come fonte di energia. Questo SUV combina l'esperienza di guida e il comfort di un classico modello BMW con una tecnologia a celle a combustibile avanzata, che produce elettricità attraverso una reazione chimica tra l'idrogeno e l'ossigeno, emettendo solo vapore acqueo come sottoprodotto.
Motore Elettrico: L'energia generata alimenta un motore elettrico, offrendo una potenza massima di circa 374 cavalli (275 kW).
Batteria di Supporto: Una batteria ad alta tensione immagazzina l'energia in eccesso per fornire un boost di potenza quando necessario.
2. Serbatoi di Idrogeno:
- La vettura è dotata di due serbatoi di idrogeno ad alta pressione (700 bar) realizzati in fibra di carbonio, che possono contenere circa 6 kg di idrogeno.
- Questo consente un'autonomia di circa 500 km, rendendo la iX5 Hydrogen adatta anche per lunghi viaggi.
3. Design e Comfort:
- La iX5 Hydrogen mantiene il design elegante e sportivo tipico della gamma BMW X5.
- Gli interni sono spaziosi e lussuosi, con materiali di alta qualità e una vasta gamma di tecnologie di assistenza alla guida e infotainment.
4. Prestazioni e Ricarica:
- Le prestazioni sono paragonabili a quelle dei SUV di lusso tradizionali, con una accelerazione rapida e una guida fluida.
- Il rifornimento di idrogeno è rapido, richiedendo solo 3-4 minuti per un pieno, simile al tempo necessario per fare rifornimento con carburante tradizionale.
Conclusione
La BMW iX5 Hydrogen rappresenta una promettente evoluzione nel campo dei veicoli a emissioni zero, combinando la tecnologia avanzata a celle a combustibile con l'affidabilità e il lusso tipici di BMW. Mentre ci sono ancora sfide da superare, in particolare per quanto riguarda le infrastrutture di rifornimento, la iX5 Hydrogen mostra il potenziale di una futura mobilità sostenibile alimentata da idrogeno.
Futuro delle Macchine a Idrogeno
Il futuro delle macchine a idrogeno dipende in gran parte dallo sviluppo di infrastrutture di rifornimento, dalla riduzione dei costi di produzione dell'idrogeno verde e dai progressi nelle tecnologie delle celle a combustibile. Con il crescente interesse per le soluzioni di trasporto sostenibili, è probabile che vedremo un aumento dell'adozione delle tecnologie a idrogeno nei prossimi anni. Attualmente, la produzione di idrogeno non è sempre sostenibile. È necessario sviluppare metodi di produzione di idrogeno verde, che utilizzino fonti rinnovabili.
La transizione energetica dai veicoli a forza animale ai motori elettrici e ad idrogeno rappresenta un cambiamento radicale nel modo in cui gli esseri umani si spostano e trasportano beni. Questa evoluzione ha attraversato diverse fasi storiche e tecnologiche, portando a un sistema di trasporti sempre più efficiente, sostenibile e meno impattante sull'ambiente.
VEICOLI A FORZA ANIMALE
Prima dell'avvento dei motori a combustione interna, i veicoli a forza animale erano il principale mezzo di trasporto. Cavalli, muli e buoi erano utilizzati per trainare carri e carrozze, oltre che per lavori agricoli e industriali. Questo sistema aveva diversi limiti:
- Velocità e Distanza: Le distanze percorribili erano limitate e la velocità era relativamente bassa.
- Manutenzione: Gli animali richiedevano cure costanti, alimentazione e riposo.
- Impatto Ambientale: Sebbene l'impatto ambientale fosse minore rispetto ai veicoli moderni, le deiezioni animali potevano causare problemi igienici nelle aree urbane.
INTRODUZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA
La rivoluzione industriale ha portato allo sviluppo dei motori a combustione interna, che utilizzavano combustibili fossili come il petrolio per produrre energia meccanica. Questo ha rivoluzionato il settore dei trasporti, introducendo automobili, camion, e treni alimentati a carbone o benzina.
- Efficienza: I motori a combustione interna erano molto più efficienti dei veicoli a forza animale.
- Capacità di Carico: Potevano trasportare carichi maggiori e percorrere distanze più lunghe senza necessità di riposo.
- Impatto Ambientale: Tuttavia, l'uso di combustibili fossili ha introdotto problemi significativi di inquinamento atmosferico e contribuito al cambiamento climatico.
TRANSIZIONE AI MOTORI ELETTRICI
Negli ultimi decenni, l'attenzione si è spostata verso i motori elettrici come soluzione più sostenibile. I veicoli elettrici (EV) utilizzano batterie per immagazzinare energia e motori elettrici per la propulsione.
- Zero Emissioni Locali: I veicoli elettrici non producono emissioni allo scarico, riducendo l'inquinamento nelle aree urbane.
- Efficienza Energetica: I motori elettrici sono più efficienti rispetto ai motori a combustione interna.
- Fonti Rinnovabili: Se l'energia elettrica proviene da fonti rinnovabili, l'impatto ambientale complessivo può essere significativamente ridotto.
- Infrastrutture di Ricarica: Lo sviluppo di infrastrutture per la ricarica è cruciale per l'adozione su larga scala dei veicoli elettrici.
. INTRODUZIONE DEI MOTORI AD IDROGENO
I veicoli a idrogeno rappresentano un ulteriore passo avanti nella transizione energetica. Utilizzano celle a combustibile per convertire l'idrogeno in elettricità, che alimenta un motore elettrico.
- Zero Emissioni: Le uniche emissioni prodotte sono vapore acqueo.
- Densità Energetica: L'idrogeno ha una densità energetica elevata, che consente di percorrere distanze maggiori rispetto alle batterie tradizionali.
- Rifornimento Rapido: I tempi di rifornimento dei veicoli a idrogeno sono simili a quelli dei veicoli a combustibili fossili, rendendoli più pratici per alcune applicazioni.
- Produzione e Stoccaggio: La produzione sostenibile di idrogeno (ad esempio, tramite elettrolisi dell'acqua usando energia rinnovabile) e la sua distribuzione rimangono sfide importanti.
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO MOTORI AD IDROGENO
I motori a combustione interna ad idrogeno funzionano in modo simile ai motori a combustione interna tradizionali, ma utilizzano l'idrogeno come combustibile anziché benzina o diesel. Ecco i passaggi principali del processo:
Iniezione di Idrogeno: L'idrogeno viene immagazzinato in serbatoi ad alta pressione e iniettato nei cilindri del motore.
Combustione: L'idrogeno si mescola con l'aria e viene compresso nei cilindri. Una scintilla accende la miscela, provocando una combustione che spinge i pistoni.
Movimento Meccanico: La combustione genera energia meccanica che viene utilizzata per muovere il veicolo, come nei motori a combustione interna convenzionali.
I motori a combustione interna ad idrogeno funzionano in modo simile ai motori a combustione interna tradizionali, ma utilizzano l'idrogeno come combustibile anziché benzina o diesel. Ecco i passaggi principali del processo:
Iniezione di Idrogeno: L'idrogeno viene immagazzinato in serbatoi ad alta pressione e iniettato nei cilindri del motore.
Combustione: L'idrogeno si mescola con l'aria e viene compresso nei cilindri. Una scintilla accende la miscela, provocando una combustione che spinge i pistoni.
Movimento Meccanico: La combustione genera energia meccanica che viene utilizzata per muovere il veicolo, come nei motori a combustione interna convenzionali.
La Transizione Energetica: Dai Veicoli a Forza Animale ai[modifica]
La transizione energetica rappresenta un cambiamento fondamentale nel modo in cui produciamo, distribuiamo e consumiamo energia. Si tratta di un passaggio da un sistema energetico basato prevalentemente su combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale) a uno che utilizza fonti di energia rinnovabile e sostenibile (solare, eolica, idroelettrica, geotermica e biomassa). Questa trasformazione è guidata da una serie di motivazioni ambientali, economiche e sociali.
La realtà prima dell'industrializzazione era un un'epoca in cui per spostarti ci si affidava a cavalli o ai buoi quando, la forza animale era l'unico modo per trasportare persone e merci. Tuttavia, con l'avvento della Rivoluzione Industriale alla fine del XIX secolo, tutto è cambiato con l'introduzione dei motori a combustione interna. Questi motori, alimentati principalmente a benzina o diesel, hanno rivoluzionato il mondo dei trasporti. Ma con il passare del tempo, abbiamo iniziato a riscontrare degli effetti negativi di questa tecnologia: inquinamento atmosferico, emissioni di gas serra e dipendenza dai combustibili fossili.
Oggi, ci troviamo nel bel mezzo di una nuova transizione energetica, che vede emergere veicoli elettrici (EV) e veicoli a celle a combustibile a idrogeno (FCEV)/ Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV). Questi veicoli rappresentano il futuro del trasporto sostenibile, offrendo soluzioni per ridurre le emissioni e migliorare la qualità dell'aria.
L’idrogeno è una delle risorse più promettenti per la nostra transizione energetica. Ma perché è così importante?
Innanzitutto, è l’elemento più abbondante nell’universo, il che lo rende una risorsa potenzialmente infinita. Inoltre, l’idrogeno può essere utilizzato per produrre energia pulita. Quando viene utilizzato in una cella a combustibile, l’unico sottoprodotto è il vapore acqueo, il che significa zero emissioni di CO2.
L’idrogeno offre anche una grande versatilità. Può essere prodotto da diverse fonti, come l’acqua tramite elettrolisi, il gas naturale o persino la biomassa. Questo rende l’idrogeno una soluzione flessibile per diversi settori, dai trasporti all’industria, fino allo stoccaggio di energia.
I principali tipi di idrogeno utilizzato come energia sono tre e si differiscono principalmente per il metodo di produzione e l'impatto ambientale associato:
- Idrogeno Grigio: Il più economico e diffuso, ma con un alto impatto ambientale a causa delle elevate emissioni di CO2.
- Idrogeno Blu: Una soluzione intermedia, che riduce le emissioni grazie alla cattura e stoccaggio del carbonio, ma è ancora legato ai combustibili fossili.
- Idrogeno Verde: Il più sostenibile, prodotto senza emissioni di CO2 utilizzando fonti di energia rinnovabile. Rappresenta il futuro ideale per un'economia pulita.
La produzione e l’utilizzo dell’idrogeno presentano ancora diverse sfide. Ad esempio, i costi di produzione, stoccaggio e trasporto sono ancora elevati. Inoltre, le infrastrutture per la distribuzione dell’idrogeno sono ancora molto limitate, il che ne ostacola la diffusione su larga scala. Infine, l’idrogeno è altamente infiammabile, il che richiede rigorose misure di sicurezza.
Veicoli a Idrogeno: Funzionamento, Benefici e Svantaggi[modifica]
L’applicazione dell’idrogeno come combustibile è stata fatta anche su veicoli come le macchine. Questi veicoli utilizzano una cella a combustibile per convertire l’idrogeno in elettricità, che alimenta un motore elettrico, quindi rientrano a pieno titolo nella tipologia delle auto elettriche. La sigla che si usa comunemente per designare è FCEV, che significa “Fuel Cell Electric Vehicle” . L’idrogeno viene immagazzinato in serbatoi ad alta pressione all’interno del veicolo. Quando l’idrogeno entra nella cella a combustibile, reagisce con l’ossigeno dell’aria, producendo elettricità, calore e acqua come sottoprodotto.
Le auto a idrogeno comportano numerosi vantaggi, come:
Uno dei principali vantaggi che è il maggior vantaggio competitivo, è il breve tempo di rifornimento. A differenza dei tempi di ricarica delle auto elettriche, che dipendono dal modello e dall’infrastruttura, il serbatoio dell’idrogeno si riempie in media in tre o quattro minuti.
I veicoli a idrogeno hanno un’autonomia analoga a quella delle auto elettriche con sistemi di accumulo a batteria molto grandi. L’autonomia dei veicoli a idrogeno non dipende dalla temperatura esterna, quindi non peggiora quando fa freddo.
E, naturalmente, essendo a zero emissioni locali, i veicoli a idrogeno emettono solo vapore acqueo.
Tuttavia, ci sono anche degli svantaggi.
Il costo è un fattore critico: i veicoli a idrogeno sono costosi da produrre e mantenere. Inoltre, la carenza di stazioni di rifornimento di idrogeno limita l'adozione di questi veicoli. L'efficienza energetica è un altro problema, poiché il processo di produzione, stoccaggio e conversione dell'idrogeno può essere meno efficiente rispetto ai veicoli elettrici a batteria. Infine, ci sono considerazioni di sicurezza legate allo stoccaggio e al trasporto dell'idrogeno ad alta pressione.
La BMW iX5 Hydrogen rappresenta un importante passo avanti nell'uso dell'idrogeno come fonte di energia per i veicoli. questo prototipo offre prestazioni elevate, lunga autonomia e zero emissioni nocive, contribuendo così a ridurre l'impatto ambientale dei trasporti. Questo SUV di fascia alta mostra il potenziale dei veicoli a idrogeno e anticipa una possibile evoluzione verso un futuro automobilistico più sostenibile.
altri esempi come Toyota Mirai, che è uno dei veicoli a idrogeno più noti e popolari al mondo o il SUV Hyundai NEXO.
Guardando al futuro, ci sono diversi scenari che potrebbero favorire la diffusione dell'idrogeno come fonte di energia. Uno dei principali fattori è lo sviluppo delle infrastrutture. Maggiori investimenti nella creazione di stazioni di rifornimento di idrogeno e l'integrazione dell'idrogeno prodotto da fonti rinnovabili sono essenziali. Aziende come Honda, Toyota e Hyundai stanno già lavorando sui motori a idrogeno portando innovazioni e miglioramenti tecnologici per aumentare l'efficienza e ridurre i costi, rendendo i veicoli a idrogeno molto più competitivi.
Le politiche e le regolamentazioni governative giocheranno un ruolo cruciale. Incentivi governativi e normative ambientali più rigide potrebbero accelerare l'adozione di tecnologie pulite. Infine, il mercato stesso potrebbe vedere una maggiore adozione di veicoli a idrogeno, soprattutto da parte di flotte commerciali come trasporti pubblici e logistica.
La transizione energetica rappresenta uno dei processi più significativi della storia moderna, un cambiamento radicale che ha trasformato e continua a trasformare il modo in cui produciamo e utilizziamo l’energia. Questo viaggio è iniziato con l’uso della forza animale e ha attraversato diverse fasi di innovazione tecnologica, portandoci oggi verso l’adozione di motori elettrici e a idrogeno.
In origine, la principale fonte di energia per il trasporto era la forza animale. Cavalli, buoi e altri animali da tiro erano indispensabili per il movimento di persone e merci. Tuttavia, con l’avvento della Rivoluzione Industriale nel XVIII secolo, si assistette a un cambiamento epocale. L’invenzione della macchina a vapore di James Watt segnò l’inizio della meccanizzazione del trasporto. I primi veicoli a vapore, sebbene ingombranti e poco efficienti, furono i precursori delle automobili moderne.
Nel corso del XIX secolo, i motori a combustione interna divennero la tecnologia dominante. L’invenzione del motore a benzina da parte di Nikolaus Otto e, successivamente, i miglioramenti apportati da Karl Benz e Henry Ford permisero la produzione di massa di automobili. Questi veicoli rivoluzionarono il trasporto, rendendolo più veloce e accessibile, ma al prezzo di un crescente impatto ambientale dovuto alle emissioni di gas serra e altri inquinanti.
Con la crescente consapevolezza dei problemi ambientali e delle limitate riserve di combustibili fossili, il XXI secolo ha visto una rinnovata attenzione verso le energie alternative. I motori elettrici, benché non siano una novità (il primo veicolo elettrico risale al 1830), hanno conosciuto una seconda giovinezza grazie ai progressi nella tecnologia delle batterie. Le batterie al litio, in particolare, hanno consentito una maggiore autonomia e tempi di ricarica ridotti, rendendo i veicoli elettrici (EV) una valida alternativa ai motori a combustione interna.
Questo però, non significa necessariamente che siano un’alternativa migliore di altre. È importante sottolineare che la tecnologia del motore elettrico, sebbene sia concettualmente semplice nella progettazione e realizzazione, implica comunque una serie di complicazioni esterne, soprattutto alla luce delle recenti difficoltà nella ricerca di nuove fonti energetiche.
Lo sviluppo e l’utilizzo di auto elettriche, che vengono caricate principalmente da corrente elettrica derivante da fonti non rinnovabili e inquinanti, implica un controsenso importante. Inoltre, non dobbiamo dimenticare che la produzione di batterie necessita dell’utilizzo di minerali rari. Tali minerali, ottenuti principalmente attraverso lo sfruttamento di bambini nel continente africano, pongono gravi questioni etiche e sociali.
Una ricerca di Amnesty International ha rilevato che circa i due terzi dei minerali rari vengono estratti da miniere nella Repubblica Democratica del Congo, dove viene impiegata forza lavoro minorile; l’impiego, sebbene generi un grande circolo economico, è particolarmente misero, con salari di pochi centesimi al giorno.
Allora, il quesito è: vale veramente la pena? Altro problema deriva dalle infrastrutture. Come possiamo pensare a un passaggio completo all’elettrico senza prima investire una quantità enorme di denaro nelle infrastrutture?
La problematica principale riguarda le colonnine elettriche. Ipotizzando un costo minimo di 2000 euro per posizionare una colonnina (un prezzo inferiore rispetto ai costi attuali, ma ipotizzando un calo dei prezzi determinato da alta richiesta e concorrenza tra le aziende che offrono tale servizio), considerando che a Roma circolano circa 1,5 milioni di auto al giorno, necessiteremmo di almeno 300.000 stazioni di ricarica nella sola Capitale, equivalenti a 600 milioni di euro di investimento necessari.
A questo punto, però, si apre un nuovo tema: l’Italia ha abbastanza denaro per costruire colonnine dappertutto? Ciò che dovrebbe spaventare, in realtà, non è il costo in sé, ma il fabbisogno energetico giornaliero necessario per alimentare tutte le stazioni di ricarica.
Non è da sottovalutare l’allarme lanciato dal CEO di Toyota e presidente dell’associazione costruttori di automobili giapponese, Akio Toyoda. Durante una riunione annuale delle case automobilistiche, Toyoda ha criticato l’eccessiva spinta verso i veicoli elettrici, affermando che chi sostiene l’elettrificazione di massa del traffico stradale non ha considerato il carbonio emesso dalla generazione di elettricità e i costi di una transizione totale ai mezzi cosiddetti "green". Ha sottolineato che "una rivoluzione da centinaia di miliardi di euro lascerebbe il Giappone senza elettricità". Toyoda ha evidenziato come il Paese del Sol Levante rimarrebbe senza elettricità in estate se tutte le auto funzionassero con energia elettrica, e che l’infrastruttura necessaria per supportare una mobilità composta solo da veicoli elettrici costerebbe al Giappone tra i 14 e i 37 trilioni di Yen, cioè tra i 110 e i 290 miliardi di euro.
E ciò che dovrebbe farci riflettere è che a lanciare l’allarme è uno dei principali produttori globali di auto elettriche e ibride. A questo punto è proposto il quesito: alla luce di ciò, come facciamo a non allarmarci minimamente?
È importante sottolineare la mia posizione, perché alla luce del mio discorso precedente potrebbe essere fraintesa. Ritengo che sia assolutamente necessario trovare un’alternativa ai classici motori endotermici, poiché hanno un impatto enorme sull’inquinamento globale e, prima o poi, termineranno anche le risorse petrolifere nel sottosuolo. Tuttavia, è necessario trovare una soluzione che abbia più vantaggi che svantaggi. L’auto elettrica non è una pessima alternativa, ma necessita di tempo per essere sviluppata e implementata nella vita di tutti i giorni.
Dal mio punto di vista, sarebbe necessario diversificare le alternative. Mi spiego meglio: ciò che sarebbe necessario fare è dividere gli investimenti nei diversi settori di sviluppo che oggi conosciamo, ovvero auto elettriche, auto a idrogeno e auto con carburante eFuel.
L’auto a idrogeno rappresenta un ottimo settore di investimento, in quanto vi è una particolare riduzione dell’impatto ambientale e necessita di una fonte assolutamente rinnovabile. Inoltre, dal processo di elettrolisi inversa (principio di funzionamento di tali auto) si ottiene acqua, che può essere riutilizzata per produrre singole molecole di idrogeno. Non è casuale il grande interesse nel settore da parte di BMW, che ha prodotto i primi prototipi di SUV ibridi, o Toyota, che ha già immesso sul mercato una prima linea di auto. Importante è anche il lavoro di Alpine, la prima casa automobilistica a investire nell’idrogeno nel motorsport, e soprattutto il lavoro di Ferrari, che ha da poco brevettato un motore particolarmente innovativo. Tutto ciò è segno indelebile di un interesse non casuale.
Infine, importante è anche il settore dell’eFuel, attualmente l'unica soluzione per la riduzione dell’impatto di CO2 del settore aeronautico, e che potrebbe rappresentare un grande supporto al settore dell’automotive, non richiedendo particolari investimenti in nuove tecnologie, poiché tale carburante è utilizzabile anche nei nostri attuali motori endotermici. Un esempio è Sebastian Vettel, che ha dimostrato più volte che l’eFuel può funzionare anche su vecchissime tecnologie, come i vecchi motori aspirati delle Formula 1 del passato. Il motorsport si sta facendo da grande portavoce per questa causa, con molti campionati che obbligano team e case costruttrici a utilizzare biocarburanti.
In conclusione, affermo che oggi tutti noi abbiamo la necessità di nuove tecnologie per salvare noi stessi e il nostro pianeta dall’inquinamento. Per farlo, ritengo necessaria una diversificazione degli investimenti, che, sebbene possa allungare i tempi di sviluppo, offre più alternative sia alle case costruttrici che a noi cittadini.
La transizione energetica [di Irene Costantini][modifica]
La transizione energetica dai veicoli a forza animale ai motori elettrici ed a idrogeno rappresenta per l'intera umanità un'evoluzione importantissima per il mondo dei trasporti.
Inizialmente i veicoli erano trainati da animali come cavalli e buoi, utilizzati per millenni per trasportare persone e merci. Questi mezzi erano limitati in velocità, distanza percorribile e capacità di carico, oltre a richiedere cure e alimentazione per gli animali.
Vantaggi:
- Basso impatto ambientale diretto.
- Utilizzo di risorse rinnovabili (alimenti per gli animali).
Svantaggi:
- Limitata velocità e autonomia.
- Necessità di spazio e risorse per il mantenimento degli animali.
- Limitata capacità di carico.
Con la rivoluzione industriale, i motori a combustione interna (IC) hanno sostituito la forza animale. Invenzioni come l'automobile e il treno a vapore hanno rivoluzionato i trasporti, permettendo viaggi più veloci, a lungo raggio e con maggiori carichi. Tuttavia, questi motori dipendono dai combustibili fossili, con conseguenti emissioni di gas serra e inquinamento atmosferico.
Vantaggi:
- Maggiore velocità e autonomia rispetto alla forza animale.
- Capacità di trasportare carichi più pesanti.
- Ampia disponibilità di combustibili fossili (storicamente).
Svantaggi:
- Emissioni di gas serra e inquinanti atmosferici.
- Dipendenza dai combustibili fossili, risorsa non rinnovabile.
- Rumorosità e inquinamento acustico.
Nel XX e XXI secolo, l'attenzione si è spostata verso i motori elettrici, alimentati da batterie ricaricabili. Questi motori sono più efficienti, silenziosi e non producono emissioni dirette di inquinanti. I veicoli elettrici (EV) sono diventati sempre più popolari grazie ai progressi nella tecnologia delle batterie, che hanno migliorato l'autonomia e ridotto i costi.
Vantaggi:
- Emissioni dirette zero di inquinanti.
- Maggiore efficienza energetica rispetto ai motori a combustione interna.
- Minori costi operativi e di manutenzione.
- Silenziosità operativa.
Svantaggi:
- Limitata autonomia rispetto ai veicoli a combustione interna.
- Tempi di ricarica ancora relativamente lunghi.
- Dipendenza dalla rete elettrica e dalla produzione di batterie, che può avere un impatto ambientale significativo.
Parallelamente, i motori a celle a combustibile a idrogeno stanno emergendo come un'altra alternativa. Questi motori combinano idrogeno e ossigeno per generare elettricità, con acqua come unico sottoprodotto. Sebbene la produzione e la distribuzione di idrogeno presentino ancora sfide, questa tecnologia offre il potenziale per un trasporto a zero emissioni su larga scala.
Vantaggi:
- Emissioni zero di gas serra (solo acqua come sottoprodotto).
- Maggiore autonomia e tempi di rifornimento più rapidi rispetto ai veicoli elettrici a batteria.
- Potenziale di utilizzo in vari settori, inclusi trasporti pesanti e industriali.
Svantaggi:
- Attualmente, produzione di idrogeno non sempre sostenibile (spesso da fonti fossili).
- Infrastruttura di rifornimento limitata.
- Alti costi di produzione e distribuzione dell'idrogeno.
La transizione dai veicoli a forza animale ai motori elettrici e a idrogeno rappresenta un progresso verso tecnologie di trasporto più efficienti e sostenibili. Infatti ogni fase presenta vantaggi e svantaggi specifici che devono essere considerati per un'adozione equilibrata e sostenibile nel lungo termine. Ad esempio secondo me per ridurre l'inquinamento andrebbero aperte più stazioni di rifornimento ad idrogeno, ma comunque andando a considerare fattori come un'attenta pianificazione, investimenti e collaborazioni con collegamenti del settore dei trasporti, assicurarsi che l'idrogeno sia sostenibile, collaborare con enti pubblici, cercare incentivi governativi o sussidi, informare il pubblico sui benefici dell'idrogeno e tanti altri fattori.
Luca Giampietro
Oggi si parla delle nuove auto elettriche che stanno sostituendo
le auto a combustibile come accadde negli anni 1910\1920,
quando piano piano si sono sostituiti i cavalli con le macchine
con il combustibile. Tuttavia, ci si accorse che i cavalli
inquinavano a causa del troppo letame. Per questo motivo, si e
passati alle macchine con il combustibile. Questo combustibile
viene fatto con il petrolio che è composto da una sostanza
chimica ed è anche esso altamente inquinante. Si è pensato,
quindi, di trovare delle soluzioni alternative, più rispettose
dell'ambiente. Al riguardo si parla di transizione energetica per
indicare il passaggio dalle auto a combustibile (auto a benzina e
diesel) alle auto elettriche o ibride. Questo passaggio è guidato da
diversi fattori, tra cui la necessità di ridurre le emissioni di gas serra,
migliorare la qualità dell'aria nelle città e ridurre la dipendenza dai
combustibili fossili.
La differenza tra auto ibride e elettriche sta nel fatto che la
macchina “elettrica” usa solo l’energia elettrica, immagazzinata
in una batteria che si trova all'interno del veicolo, mentre le auto
ibride hanno due motori: uno a combustibile ed uno elettrico. I
veicoli elettrici producono zero emissioni locali, contribuendo a
migliorare la qualità dell'aria. Inoltre, l'uso di energie rinnovabili
per la produzione di elettricità riduce ulteriormente l'impatto
ambientale dei veicoli elettrici.
Un particolare tipo di auto elettrica è quella ad idrogeno, in cui
l'energia elettrica è prodotta dalla auto stessa, a partire
dall'idrogeno. In quest'ultimo caso si tratta, dunque, di un
motore “pulito”, poiché l'unico gas di scarico prodotto è il vapore
acqueo.
Ma è davvero così? In realtà, anche se le auto elettriche hanno
vi è una serie di criticità da considerare: anche le auto elettriche
inquinano, dato che le fabbriche per produrre le batterie
consumano ed hanno un forte impatto sull'ambiente; vi è poi il
problema delle batterie di accumulo di corrente che durante gli
anni si scaricano e sarà difficile smaltirle; le auto elettriche
sono poco affidabili, perchè in caso di incidente prendono fuoco
più velocemente rispetto alle macchine a combustibile e sono
quindi molto rischiose per l'incolumità delle persone e per
l’ambiente. Io penso che le macchine elettriche non
sostituiranno mai al 100% le macchine a combustibile per il fatto
che ci vuole “tempo” per ricaricarla e perchè è complicato
smaltire i vari pezzi (come le batterie). Invece le macchine a
combustibile sono più “facili” da usare, ci vuole poco tempo per
Che cos'è la transizione energetica (quali risvolti può avere per il futuro)[modifica]
La transizione energetica, un argomento di discussione contemporaneo, tratta della sostenibilità, l’utilizzo di energia elettrica e della benzina come fonti di energia per i mezzi di spostamento. Tutti sappiamo che l’utilizzo eccesivo dei combustibili fossili porta ad un incremento ulteriore di anidride carbonica che risulta nociva allo sviluppo naturale, stesso discorso lo hanno ipotizzato con l’elettrico, con un incremento di pile e batterie da smaltire che risulterebbero ancor più inquinanti. La nuova frontiera dell’idrogeno potrebbe essere una strada risolutiva, visto che il funzionamento di un motore a idrogeno comporta un processo di elettrolisi inversa che prevede la pila come produttore di energia elettrica sfruttando reazioni chimiche, mentre sappiamo che l’elettrolisi normale sfrutta l’energia elettrica per fare avvenire trasformazioni chimiche, che prevedono la combinazione di idrogeno, stoccato nel serbatoio, e dell’ossigeno, prelevato dall’aria esterna filtrata, per andare a produrre l’energia elettrica che aziona il motore. Ai giorni d’oggi dominano ancora il mercato i motori a benzina, il cui funzionamento prevede quello del motore a 4 tempi (Aspirazione, Compressione, Scoppio, Scarico) dove l’energia cinetica del pistone, che si muove con movimento rettilineo alternativo, viene trasformata in moto rotatorio dell’albero motore dal meccanismo biella-manovella. I vantaggi sono sui bassi costi di manutenzione e le dimensioni ridotte del motore, però gli svantaggi sono tutti a danno dell’ambiente con il rilascio di anidride carbonica e polveri sottili nell’atmosfera. L’elettrico Ha avuto la sua alba e il suo tramonto, Elon Musk il principale produttore di macchine elettriche ha riscontrato un gran successo all’inizio con la macchina elettrica Tesla, ma negli ultimi mesi/anni sono scesi i profitti e non bastava più la non emissione di gas combusti perché c’era il problema dello smaltimento delle pile esauste. Il motore elettrico è costituito da un rotore e da uno statore. Lo statore è la parte fissa del motore, mentre il rotore è la parte rotante. Lo statore contiene una serie di bobine che vengono eccitate con l’elettricità per creare un campo magnetico. Quando l’elettricità scorre attraverso le bobine, crea un campo magnetico che interagisce con il rotore, facendolo girare. Il rotore contiene una serie di magneti disposti secondo uno schema specifico. Quando il campo magnetico dello statore interagisce con i magneti del rotore, crea una forza di rotazione che fa girare il rotore. Questa forza di rotazione viene trasferita alle ruote dell’auto tramite la trasmissione, facendo avanzare l’auto. Sono due le tipologie di motore più diffuse: i motori a corrente alternata (AC) e quelli a corrente continua (DC). Ovviamente, sia i motori a corrente alternata che quelli a corrente continua sono alimentati dalla batteria dell’auto, che immagazzina l’elettricità generata dalla connessione dell’auto a una fonte di alimentazione esterna (come una stazione di ricarica) o, in maniera minore, dalla frenata rigenerativa. Il pacco batterie è collegato a un inverter, che converte l’elettricità immagazzinata nel pacco batterie in elettricità che può essere utilizzata per alimentare il motore. Secondo me L'adozione delle auto a idrogeno dipenderà dalla capacità di superare determinate sfide, come il cercare di diffondere delle stazioni di rifornimento vista la scarsa presenza di quest’ultime, superare il problema dello stoccaggio dell’idrogeno, che risulta particolarmente complesso, e i costi che attualmente non sono accessibili a tutti. Gli investimenti in infrastrutture e ricerca e sviluppo per ridurre i costi di produzione e migliorare l'efficienza della produzione di idrogeno verde sono cruciali. Alcuni settori, come il trasporto pesante e l'industria, potrebbero trarre particolare beneficio dall'idrogeno, data la difficoltà di elettrificazione completa.
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