La California sta cercando di far ripartire l’economia dell’idrogeno

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IRVINE, California – Da quando il presidente George W. Bush ha alimentato un minivan con idrogeno 15 anni fa, la promessa di auto e camion alimentati dal carburante è quasi vuota.

Quella pompa dell’idrogeno, a Washington, è stata chiusa molto tempo fa. Ma in California, gli inizi di un’economia dell’idrogeno potrebbero finalmente essere all’alba dopo molte crisi.

Dozzine di autobus a idrogeno stanno percorrendo le strade della città, mentre stanno comparendo stazioni di rifornimento sempre più grandi da San Diego a San Francisco, finanziate dai governi statale e federale. Con i costi di produzione e spedizione dell’idrogeno in calo, la California sta fissando obiettivi ambiziosi per eliminare gradualmente i veicoli che funzionano con combustibili fossili a favore di batterie e idrogeno. Grandi aziende automobilistiche ed energetiche come Toyota Motor e Royal Dutch Shell si sono impegnate a fornire più auto e stazioni di rifornimento.

“Nei cicli precedenti, mancava sempre qualcosa”, ha affermato Matthew Blieske, responsabile globale del prodotto Shell per l’idrogeno. “Mancava una politica, o la tecnologia non era ancora pronta, o le persone non erano così serie riguardo alla decarbonizzazione. Non vediamo più quelle barriere “.

Alcuni dirigenti dell’energia hanno affermato di aspettarsi un’accelerazione degli investimenti nell’idrogeno sotto il presidente eletto Joseph R. Biden Jr., che ha fatto del cambiamento climatico una parte importante della sua campagna e ha proposto un $ 2 trilioni piano per affrontare il problema.

Un recente studio di McKinsey & Company ha stimato che l’economia dell’idrogeno potrebbe generare entrate annuali per 140 miliardi di dollari entro il 2030 e supportare 700.000 posti di lavoro. Lo studio prevedeva che l’idrogeno potrebbe soddisfare il 14% della domanda totale di energia americana entro il 2050.

L’uso dell’idrogeno, la sostanza più leggera e abbondante nell’universo, è ancora agli inizi e la California è determinata a essere la sua culla negli Stati Uniti, con 20 milioni di dollari di finanziamenti annuali dalla California Energy Commission attraverso i canoni dei veicoli. La California avrà speso circa 230 milioni di dollari in progetti per l’idrogeno entro la fine del 2023. Lo stato ha ora circa 40 stazioni di rifornimento, con altre dozzine in costruzione. Sebbene questi numeri siano esigui rispetto alle 10.000 stazioni di benzina in tutto lo stato, i funzionari hanno grandi speranze.

Con circa 7.500 veicoli a idrogeno sulla strada, un programma statale aggressivo di incentivi e sussidi da dollari cap-and-trade prevede 50.000 veicoli leggeri a idrogeno entro il 2030 e una rete di 1.000 stazioni di idrogeno entro il 2030. L’infrastruttura necessaria per la produzione, il trasporto e la sola erogazione del gas costerà circa 10 miliardi di dollari, secondo i ricercatori della California sull’idrogeno, che si aspettano investimenti sia privati ​​che governativi.

Altri stati sono molto più indietro. La stragrande maggioranza del paese stazioni di rifornimento di idrogeno e i veicoli sono in California.

I veicoli a idrogeno sono simili alle auto elettriche. Ma a differenza delle auto elettriche, che hanno batterie di grandi dimensioni, queste auto hanno serbatoi di idrogeno e celle a combustibile che trasformano il gas in elettricità. Le auto fanno rifornimento e accelerano rapidamente e possono percorrere diverse centinaia di miglia con il serbatoio pieno. Emettono solo vapore acqueo, il che li rende attraenti per le città della California che stanno cercando di ridurre l’inquinamento e le emissioni di gas serra.

“Quasi ogni analisi oggettiva per arrivare a zero emissioni include l’idrogeno”, ha detto Jack Brouwer, direttore del National Fuel Cell Research Center presso l’Università della California, Irvine.

Il signor Brouwer non pensa che l’idrogeno diventerà presto la principale fonte di energia, ma sostiene che ha un grande potenziale come carburante per veicoli, centrali elettriche ed elettrodomestici. L’idrogeno, ha detto, integrerà l’uso di batterie agli ioni di litio, pannelli solari, turbine eoliche e gas naturale.

UC Irvine ha sperimentato per anni con l’idrogeno e ha stretto partnership con i governi locali e le principali società per diffonderne l’uso nella California meridionale.

Poco più di un decennio fa, Tim Brown ha lavorato su sistemi a benzina presso General Motors. È tornato a scuola nel 2004, ha studiato l’idrogeno con il signor Brouwer e “è diventato un credente”.

Cinque anni dopo aver conseguito il dottorato nel 2008, ha fondato First Element Fuel, che gestisce 21 stazioni di rifornimento di idrogeno, tra cui un’unità a quattro pompe in una stazione di servizio di Arco nella Fountain Valley, a circa 10 minuti di auto dalla UC Irvine. L’azienda prevede di costruire fino a 80 stazioni in tutto lo stato, con il marchio True Zero.

Un pomeriggio recente, Karen Harelson si è fermata alla stazione di Arco con la sua Toyota Mirai, una berlina a idrogeno acquistata due anni fa. “Personalmente non penso che dovrebbero fare un’altra macchina senza di essa”, ha detto la signora Harelson, 66 anni, professore in pensione al Golden West College. “È la migliore macchina che abbia mai avuto. Il problema è che non ci sono abbastanza stazioni in giro “.

Questa è una lamentela comune. A causa della scarsità delle pompe dell’idrogeno, i proprietari di auto spesso aspettano in coda. Ma a differenza delle auto elettriche a batteria, che possono richiedere da 45 minuti a diverse ore per caricarsi completamente, le auto a idrogeno, come quelle a benzina, si riempiono in meno di 10 minuti e sono buone per 300 miglia o più con un serbatoio pieno.

Alcuni sostenitori dell’idrogeno pensano che il suo utilizzo maggiore sarà nei veicoli più grandi. Tra questi c’è SunLine Transit, che serve Palm Springs e altre città nella contea di Riverside.

Il sistema di trasporto dispone di 17 autobus a idrogeno e prevede di aggiungerne 10 nel prossimo anno. SunLine ha utilizzato più di 27 milioni di dollari in sovvenzioni negli ultimi 10 anni per acquistare i veicoli e le attrezzature per la produzione di idrogeno, che produce con l’aiuto dell’elettricità dalla rete e dai pannelli solari. L’agenzia di transito vende già gas naturale compresso, che alimenta la maggior parte dei suoi autobus, ad agenzie commerciali e governative, e prevede di vendere anche idrogeno.

Lauren Skiver, amministratore delegato e direttore generale di SunLine, ha affermato di aver invitato altre agenzie di transito e servizi pubblici per vedere fino a che punto fosse arrivato l’idrogeno, ma che spesso ha incontrato incredulità e ambivalenza.

“Cerchiamo di incontrarli tutto il tempo: ‘Guarda cosa stiamo facendo con l’idrogeno'”, ha detto la signora Skiver. “Non sono affatto interessati.”

Ci sono buone ragioni per lo scetticismo.

Sebbene ci siano stati molti progressi tecnici, l’idrogeno è ancora costoso da produrre e trasportare. I veicoli a celle a combustibile costano anche più delle auto elettriche comparabili. Una Toyota Mirai vende per quasi $ 60.000 prima dei sussidi. Una Tesla Model 3 parte da circa $ 38.000 prima dei sussidi. Poi c’è la questione della gallina o dell’uovo di cercare di convincere la gente ad acquistare veicoli a idrogeno prima che ci sia un’infrastruttura di rifornimento completa.

I critici, tra cui l’amministratore delegato di Tesla, Elon Musk, sottolineano che i promotori dell’idrogeno non sono riusciti a mantenere le loro promesse da tempo.

Nel suo discorso sullo stato dell’Unione del 2003, il presidente Bush ha affermato che “la prima auto guidata da un bambino nato oggi potrebbe essere alimentata a idrogeno e senza inquinamento”. Quelle speranze erano spinte principalmente dall’aumento del costo del petrolio e del gas naturale all’epoca. Dopo che il boom della fratturazione idraulica ha contribuito a ridurre i prezzi dell’energia, l’idrogeno è passato in secondo piano.

Tuttavia, il potenziale dell’idrogeno continua ad attirare governi, ricercatori e aziende. Paesi come Francia, Germania, Cina, Australia, Corea del Sud e Giappone hanno investito decine di miliardi di dollari in idrogeno, in parte per ridurre la loro dipendenza dai combustibili fossili e per affrontare il cambiamento climatico.

Toyota, Hyundai, Daimler e molte altre case automobilistiche stanno scommettendo su auto e camion a idrogeno. E Shell sta costruendo stazioni di idrogeno in Europa e in California.

Il miglior uso dell’idrogeno, sostengono alcuni esperti, è alimentare camion, autobus e aeroplani. Questo perché il carburante racchiude l’energia in un pacchetto più piccolo e leggero rispetto all’attuale generazione di batterie, lasciando più spazio per merci e passeggeri. Hyundai è pronta a presentare il primo camion pesante a celle a combustibile prodotto in serie in pochi mesi. Toyota, che ha testato camion a celle a combustibile nel porto di Los Angeles dal 2017, ha recentemente affermato che lo farà sviluppare camion pesanti a celle a combustibile per il Nord America.

L’idrogeno rappresenta una minaccia a lungo termine per le compagnie petrolifere perché potrebbe competere con il diesel e il carburante per aerei. Questo è anche il motivo per cui molte grandi compagnie petrolifere e del gas europee, come Shell e BP, hanno cercato di rendere l’idrogeno parte di una transizione verso un futuro a basse emissioni di carbonio.

La maggior parte dell’idrogeno oggi viene estratto dal gas naturale in un processo che richiede molta energia ed emette anidride carbonica. Ma combinato con la cattura e il sequestro del carbonio, il processo può essere sostenibile dal punto di vista ambientale.

Nel tempo, funzionari governativi e ricercatori si aspettano che la maggior parte dell’idrogeno venga prodotto senza emissioni. La produzione più pulita di idrogeno deriva dall’utilizzo di elettricità rinnovabile per scindere le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno. L’attrezzatura per farlo è costosa, ma i costi sono diminuiti negli ultimi anni, soprattutto perché l’energia eolica e solare sono diventate i modi più economici per generare elettricità.

Anche le compagnie petrolifere europee stanno investendo nelle energie rinnovabili in modo da poter, eventualmente, accoppiare la produzione di idrogeno con parchi solari ed eolici.

“Le compagnie petrolifere sono molto ben posizionate per giocare in questo”, ha detto Joan Ogden, un ricercatore energetico presso l’Università della California, Davis. “Sanno come creare molecole su larga scala meglio di chiunque altro, usano già molto idrogeno nella raffinazione del petrolio e sono abituati a fornire carburanti per i trasporti”.

Le aziende stanno esplorando anche altri approcci.

Air Liquide, una società francese, sta costruendo un impianto da 150 milioni di dollari fuori Las Vegas che trasformerà il biogas da rifiuti organici decomposti in idrogeno, che prevede di vendere in California. L’impianto entrerà in funzione alla fine del prossimo anno. Air Liquide sta costruendo un altro impianto sul lato canadese delle Cascate del Niagara per rifornire il Nordest.

“Consideriamo l’idrogeno un vettore energetico del futuro”, ha affermato Michael Graff, presidente e amministratore delegato di American Air Liquide Holdings.

Il business dell’idrogeno potrebbe essere agli inizi, ma l’interesse per esso è solido e in crescita, ha affermato Michael Webber, professore di ingegneria meccanica presso l’Università del Texas ad Austin e chief science and technology officer presso Engie, una società energetica francese.

“I clienti per l’idrogeno ci sono”, ha detto Webber. “Stanno solo aspettando che arrivi l’idrogeno.”

Ivan Penn ha riferito da Irvine e Clifford Krauss da Houston.

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