Il trasporto su camion può contribuire a liberare l'idrogeno per le macchine edili?

Per anni l'idrogeno è rimasto ai margini del mercato delle macchine edili: tecnicamente promettente, ma frenato dai costi, dalle infrastrutture e dal fatto che gli appaltatori non possono rifornire le macchine con un combustibile scarsamente disponibile.

Ecco perché una nuova spinta europea per accelerare la diffusione dell'idrogeno nel settore degli autocarri potrebbe avere un impatto ben oltre il trasporto su strada. Volvo Group, Daimler Truck, Toyota, Bosch, Air Liquide, TotalEnergies, TEAL Mobility e MB Energy stanno lavorando per allineare il lancio dei veicoli con le infrastrutture di rifornimento e con una fornitura di idrogeno più competitiva e disponibile. Se il settore degli autocarri riuscirà a creare la scala e la rete che finora sono mancate all'idrogeno, il settore delle macchine edili potrebbe essere uno di quelli che ne trarranno vantaggio.

La questione è se ciò sarà sufficiente a far passare i macchinari alimentati a idrogeno dallo stadio di prototipo a quello di opzione pratica.

Come l'idrogeno potrebbe alimentare l'edilizia

Per le macchine edili, l'idrogeno viene esplorato attraverso due principali percorsi tecnologici: le celle a combustibile e i motori a combustione. Le celle a combustibile generano elettricità tramite una reazione elettrochimica, che viene poi utilizzata per alimentare motori e sistemi idraulici. I motori a combustione a idrogeno bruciano idrogeno gassoso in motori a combustione interna molto simili ai tradizionali motori diesel. Queste soluzioni a idrogeno competono, nel settore delle emissioni zero o quasi zero, con l'energia elettrica a batteria e i biocarburanti.

Sebbene i produttori di apparecchiature originali (OEM) annuncino regolarmente di essere impegnati nella sperimentazione di prototipi a idrogeno, è significativo che nessuno di questi sembri poi arrivare sul mercato. (L'eccezione che conferma la regola è rappresentata dalla terna con motore a combustione a idrogeno di JCB, raffigurata sopra).

I vantaggi dell'idrogeno rispetto al diesel includono zero emissioni inquinanti allo scarico (quando si utilizzano celle a combustibile), elevata densità energetica, rifornimento rapido, coppia elevata e bassa rumorosità. Tuttavia, ci sono ancora molte sfide da affrontare. E questo prima ancora di confrontare l'idrogeno con i veicoli elettrici a batteria e il diesel.

Perché l'idrogeno continua a essere difficile da vendere

Il primo problema è il costo del combustibile. L'idrogeno non è una risorsa naturale. Viene prodotto (preferibilmente) da fonti di energia rinnovabile come l'energia eolica o solare. Convertire questa energia in idrogeno e poi di nuovo in elettricità è molto inefficiente rispetto all'immagazzinamento dell'energia in una batteria. Inoltre, le celle a combustibile sono costose perché includono componenti dispendiosi come serbatoi ad alta pressione e catalizzatori al platino.

Ben Wade, un diciannovenne britannico che lavora come operatore di macchine edili, espone un nuovo prototipo di cella a combustibile a idrogeno Hyundai al Bauma 2025. Oltre a partecipare alle fiere, Wade lavora come operatore di macchine nel settore forestale e crea contenuti per i suoi profili social. Immagine: Mitchell Keller

In secondo luogo, vi è la mancanza di infrastrutture di approvvigionamento. L'idrogeno (H₂) non è ampiamente disponibile e il suo utilizzo nei camion e negli autobus stradali rimane molto limitato. Attualmente, quasi tutto (il 99%) l'idrogeno viene utilizzato in applicazioni industriali, come raffinerie, impianti di fertilizzanti e acciaierie. Semplicemente non è una risorsa praticabile per un'impresa edile e la mancanza di infrastrutture di rifornimento a livello nazionale rende impraticabile l'utilizzo dell'idrogeno per alimentare le attrezzature.

Il terzo punto riguarda le problematiche a bordo del veicolo. A causa del volume dei serbatoi, la capacità di stoccaggio su un veicolo è limitata. Sebbene la densità energetica dell'idrogeno sia elevata, la sua energia per unità di volume è molto inferiore a quella del diesel, quindi sono necessari serbatoi ad alta pressione di grandi dimensioni per ottenere la stessa autonomia/tempo di funzionamento del diesel. In alternativa, serbatoi più piccoli e rifornimenti più frequenti. Questo problema è simile a quello delle macchine elettriche a batteria, con la differenza che il rifornimento di una macchina a idrogeno è molto più rapido. Inoltre, l'affidabilità delle apparecchiature sensibili a idrogeno a bordo della macchina non è ancora stata dimostrata.

Il quarto ostacolo è la sicurezza. L'idrogeno è altamente infiammabile e la sua fiamma è invisibile. L'industria dovrà investire molto nella formazione e applicare nuovi standard prima di poter implementare questo nuovo combustibile.

I sostenitori dell'idrogeno stanno lavorando per affrontare molte di queste sfide. Volumi di produzione più elevati dovrebbero contribuire a ridurre il costo sia dell'idrogeno che della tecnologia delle celle a combustibile, mentre la conversione dell'idrogeno in vettori come l'ammoniaca potrebbe facilitarne lo stoccaggio e il trasporto. Nelle regioni con abbondante energia rinnovabile a basso costo, come alcune zone dell'Australia, la produzione locale di idrogeno potrebbe anche essere economicamente vantaggiosa per applicazioni pesanti come autocarri e locomotive da miniera. Riteniamo che la sfida principale rimanga quella di rendere l'idrogeno efficace sulle macchine edili, con un costo totale di proprietà inferiore rispetto al diesel e ai veicoli elettrici a batteria. Se un'impresa edile desidera acquistare una macchina a zero emissioni, sono disponibili numerose opzioni elettriche a batteria. Certamente, queste macchine presentano delle problematiche, ma sono già acquistabili e adatte allo scopo.

La bombola di idrogeno G20 può essere sostituita manualmente, senza bisogno di alcuna attrezzatura. (Immagine: Niftylift).

Cosa succederebbe se il trasporto su camion contribuisse a diffondere l'idrogeno?

Per ora, l'elettrico a batteria rimane l'opzione a zero emissioni più pratica per la maggior parte delle macchine edili, semplicemente perché le macchine, le soluzioni di ricarica e le infrastrutture di supporto esistono già. L'idrogeno ha ancora molta strada da fare in termini di costi, disponibilità, stoccaggio e affidabilità comprovata.

Ma il rinnovato impulso al trasporto su strada con idrogeno potrebbe cambiare le carte in tavola. Se il settore del trasporto su strada riuscirà a raggiungere una maggiore scala produttiva, a ridurre i costi del carburante e a creare l'infrastruttura di rifornimento di cui l'idrogeno è finora sprovvisto, anche le macchine movimento terra potrebbero beneficiare dello stesso ecosistema. Il trasporto su strada potrebbe non risolvere tutte le sfide che l'idrogeno deve affrontare nel settore delle costruzioni, ma potrebbe finalmente rimuovere alcuni dei maggiori ostacoli che hanno mantenuto la tecnologia allo stadio di prototipo.

Resta da vedere se questo sarà sufficiente a sbloccare l'idrogeno per le macchine edili. Ma per la prima volta da un po' di tempo, la risposta potrebbe dipendere tanto da ciò che accade in autostrada quanto da ciò che accade in cantiere.

Robert Droogleever è consulente per la società di consulenza per veicoli fuoristrada abcg.