mercoledì, 28 Febbraio 2024

Idrogeno liquido, Daimler Truck e Linde aprono la stazione di rifornimento rapido

Ci sono importanti novità nello sviluppo delle infrastrutture destinate ai camion a emissioni zero dotati di fuel cell alimentate a idrogeno (FCEV), come il GenH2 Truck di Mercedes-Benz (Daimler Truck).

Daimler Truck e Linde Engineering hanno, infatti, inaugurato a Wörth, in Germania, la prima stazione di rifornimento pubblica di idrogeno liquido sottoraffreddato (sLH2) per veicoli industriali. Con il sottoraffreddamento, l’H2 viene immesso solo in forma liquida nei serbatoi criogenici del veicolo a -253° C alla pressione di circa 15 bar. A differenza delle procedure standard di rifornimento dell’idrogeno allo stato gassoso, il processo messo a punto dalla Stella e da Linde consente di abbreviare drasticamente le tempistiche dell’operazione che, nello specifico caso del GenH2 Truck, richiede da 10 a 15 minuti per il riempimento di due serbatoi criogenici (fra loro interconnessi) di 40 chili ciascuno, sufficienti a garantire al trattore un’autonomia operativa di oltre 1.000 chilometri con una combinazione di 40 tonnellate di peso complessivo. La riduzione dei tempi di rifornimento è legata all’elevato flusso di idrogeno, che può superare i 400 kg all’ora. Non è però questo l’unico vantaggio pratico della soluzione sLH2. Un impianto con sottoraffredamento permette, inoltre, di ridurre da due a tre volte l’investimento necessario per la creazione dell’infrastruttura e di abbatterne di 5-6 volte i costi di gestione. Ma non basta.

La stazione di Worth stabilisce anche un nuovo benchmark sotto il profilo dell’efficienza energetica. Taglia, infatti, di un fattore 30 (rispetto a un impianto di H2 allo stato gassoso) il consumo elettrico richiesto per il pompaggio di ciascun chilogrammo di idrogeno (che si attesta a 0,05 kWh) e occupa una superficie limitata (di circa 50 metri quadri per il modulo di pompaggio) rispetto a una struttura convenzionale. Il layout della stazione prevede un serbatoio dell’H2 di 4.000 kg, sufficiente per 10 ore di operatività ininterrotta, un modulo di pompaggio per l’idrogeno sottoraffreddato e una colonnina con manichetta per la connessione ai contenitori criogenici montato sul veicolo. Il processo di rifornimento con sLH2 sviluppato da Linde non richiede specifiche misure di protezione individuale per l’operatore, come i guanti per materiali criogenici e la visiera, indispensabili invece nel caso del gas naturale liquefatto (LNG).

Lo ha potuto constatare Allestimenti & Trasporti, che ha partecipato all’inaugurazione dell’impianto di Wörth e al primo rifornimento del GenH2 Truck di Mercedes-Benz. L’assenza di particolari procedure di sicurezza – fatta eccezione per la messa a terra del serbatoio del veicolo prima del rifornimento – apre la strada allo sviluppo su larga scala di questa tipologia di impianto lungo i principali assi di comunicazione europei. E’ questo un fattore cruciale, insieme alla disponibilità di veicoli a emissioni localmente nulle (ZEV) e alla parità dei costi di gestione degli ZEV con i mezzi diesel attualmente in commercio, per de-carbonizzare il trasporto su gomma nell’Unione Europea. 

La strategia duale della Stella

Per raggiungere questo obiettivo secondo la roadmap indicata dalla UE, la Casa tedesca fa affidamento su due soluzioni tecniche complementari. Da un lato, gli elettrici a batterie (BEV) delle serie eActros 300/400 e eActros 600, rispettivamente per i compiti di distribuzione e per i collegamenti regionali dall’altro, i mezzi dotati di fuel cell alimentate a idrogeno (FCEV), come il GenH2 Truck, per la lunga distanza.

Nel 2022, due prototipi del GenH2 Truck, uno con serbatoi di idrogeno gassoso ed un con contenitori criogenici per l’H2 liquefatto, sono stati sottoposti a prove in condizioni operative sull’autostrada del Brennero fra Innsbruck e il passo per testare l’affidabilità della catena cinematica. Che, in entrambi i casi, era costituita da due pile a combustibile, ciascuna da 150 kW, da una batteria ausiliaria con una capacità installata di 70 kWh e da due motori elettrici da 230 kW ciascuno (330 kW di potenza di picco) con una coppia massima di 2 x 1.577 Nm (2 x 2.071 Nm di picco). Le fuel cell sono realizzate negli stabilimenti tedeschi di Cellcentric, joint-venture al 50% fra Daimler Truck e il Gruppo Volvo.

La soluzione con H2 liquido, come testimonia l’apertura della stazione di rifornimento di Wörth, è la preferita da Mercedes-Benz per la maggiore densità energetica dell’idrogeno, che può raggiungere i 62 kg/m3 a -245,15° C alla pressione di 16 bar. In cabina di guida, gli elementi che contraddistinguono il GenH2 Truck da un trattore convenzionale con motorizzazione diesel sono la silenziosità di funzionamento e la totale assenza di vibrazioni. Gli unici rumori percepibili, oltre al fruscio aerodinamico, sono quelli provenienti dalle ventole addizionali del circuito di raffreddamento, collocate in un vano tecnico dietro l’abitacolo. Servono per smaltire il calore in eccesso proveniente dalle fuel cell, che lavorano a temperature comprese fra i 60 e i 70-75°C. I radiatori aggiuntivi sono indispensabili per compensare il minor salto termico fra la temperatura d’esercizio delle pile a combustibile e quella dell’ambiente esterno, rispetto a un motore diesel che opera nell’intervallo fra 100 e 105°C. Del tutto assenti, rispetto a un camion con motore endotermico, le emissioni del GenH2 Truck che si limitano a un pennacchio di vapore d’acqua proveniente dalla sezione superiore della cabina di guida. Lo scorso anno un prototipo del GenH2 Truck con due serbatoi criogenici di 40 kg di idrogeno ciascuno ha stabilito il record di percorrenza (certificato dal TÜV Rheinland) di 1.047 km fra Worth e Berlino, senza rifornimenti intermedi.

A partire dalla metà di quest’anno, Mercedes-Ben affiderà a cinque aziende di trasporto tedesche i primi esemplari del GenH2 Truck per prove su strada in condizioni operative reali. I prototipi saranno riforniti presso l’impianto di Wörth e presso un’altra stazione situata attorno a Duisburg. La Casa tedesca pensa di iniziare la commercializzazione dei mezzi a fuel cell nella seconda metà di questo decennio. Per spingere la diffusione dell’idrogeno come vettore per la de-carbonizzazione del trasporto, Daimler Truck ha siglato lo scorso gennaio una lettera d’intenti con Masdar, società di Abu Dhabi attiva nel comparto energetico, per valutare le opportunità di esportazione dell’idrogeno liquido dagli Emirati Arabi Uniti all’Europa.

Fondata nel 2006, Masdar ha sviluppato progetti in oltre 40 paesi del mondo con impianti con una capacità installata di 20 Gigawatt.

I piani di espansione societari prevedono di arrivare al traguardo dei 100 Gigawatt entro il 2030, con investimenti di 300 miliardi di dollari a livello mondiale.

Allestimenti & Trasporti vi invita alla prima edizione del TCUBEGIORNATE ITALIANE DELL’ALLESTITORE, a Piacenza dal 17 al 19 Ottobre 2024.

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