Quando il governo del Regno Unito ha annullato i suoi piani per elettrificare le linee ferroviarie che attraversavano il Galles, le Midlands e il nord dell'Inghilterra e ha tagliato l'elettrificazione della rete ferroviaria Great Western, ha interrotto prematuramente il programma di investimenti ferroviari, considerato uno dei più grandi del paese dall'epoca vittoriana. Ma ora il governo e i produttori di treni sperano che l'idrogeno possa essere un'alternativa all'elettrificazione delle ferrovie britanniche.
Treni a idrogeno
I treni a idrogeno hanno già sostituito i motori diesel più sporchi in Germania e alcune compagnie ferroviarie ritengono che il Regno Unito seguirà l'esempio entro il 2022. Sono ancora necessari investimenti per introdurre nuove tecnologie. Ma possono essere un passo importante verso la riduzione dell'impronta di carbonio delle ferrovie.
Attualmente, solo un terzo della rete ferroviaria del Regno Unito è elettrificato e negli ultimi anni sono stati convertiti pochi binari aggiuntivi. Mentre il governo smette di elettrificare la rete, deve affrontare un dilemma: come eliminare i treni diesel che producono anidride carbonica e altri inquinanti nocivi?
La strategia attuale è quella di acquistare treni bimodali che possono passare al diesel quando si spengono di mezzo senza elettricità. Ma questo non risolve il problema in quanto tale.
Se elettrificare il resto della rete sembra troppo costoso, una possibile alternativa sarebbe generare elettricità a bordo del treno. Un modo per farlo è utilizzare celle a combustibile che combinano l'idrogeno gassoso con l'ossigeno dell'aria per produrre elettricità e acqua. L'idrogeno può trasportare più energia rispetto alle batterie dello stesso peso, il che significa che i sistemi a celle a combustibile possono essere più leggeri. Inoltre, impiegano meno tempo per il rifornimento rispetto alle batterie per ricaricarsi e non hanno gli stessi elevati costi ambientali di produzione.
L'idrogeno deve essere compresso in serbatoi, che di solito si trovano sul tetto del treno. Ma l'aggiunta di un sistema di frenata rigenerativa per caricare una batteria extra piccola ridurrà la quantità di idrogeno necessaria per alimentare il treno.
Video promozionale:
L'elevato costo di installazione delle linee aeree significa che i treni a idrogeno saranno probabilmente un modo più economico per elettrificare le linee ferroviarie con relativamente poco traffico. Ha anche senso sperimentare con i treni a idrogeno per individuare eventuali problemi imprevisti. Tuttavia, un uso diffuso richiederà investimenti significativi nella produzione e nello stoccaggio dell'idrogeno. Poiché pochissime ferrovie sono state costruite sull'idrogeno, non è chiaro se possono risparmiare denaro eliminando l'elettrificazione di grandi linee, se un'economia di scala funzionerà.
Una soluzione migliore potrebbe anche essere lo sviluppo di treni ibridi a doppia modalità in grado di passare dall'elettricità dai cavi aerei alle celle a combustibile. Questo è più adatto per le reti ferroviarie che attraversano ponti e tunnel.
Un altro problema con le celle a combustibile a idrogeno è che il carburante viene ora prodotto dal metano (gas naturale) utilizzando un processo chiamato reforming a vapore del metano, che produce anche alte rese di monossido di carbonio altamente tossico. Può essere convertito in anidride carbonica, ma il carburante a idrogeno contribuirà comunque alle emissioni di gas serra.
Idrogeno puro
Un modo ecologico di produrre idrogeno è attraverso l'elettrolisi, quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso l'acqua. In teoria, potresti usare l'energia eolica (e forse solare) in eccesso per generare quell'elettricità e rendere l'idrogeno una fonte di energia rinnovabile. Il problema è che è improbabile che gli impianti di elettrolisi siano economici se non sono in funzione per la maggior parte della giornata. Ciò significherebbe che quando non c'è vento in eccesso per alimentarli, avranno bisogno di elettricità regolare dalla rete, rendendo il processo molto costoso (e non necessariamente rinnovabile).
La seconda alternativa è l'utilizzo di un metodo di produzione "termochimico", che prevede l'interazione dell'acqua con lo zolfo e lo iodio in presenza di calore. La buona notizia è che questo metodo diventerà economico nei prossimi dieci anni, grazie allo sviluppo delle centrali nucleari di quarta generazione. Questi piccoli reattori modulari ad alta temperatura vengono sviluppati in Cina, Stati Uniti, Canada e Giappone, ma non nel Regno Unito o in Europa.
Nonostante tutte le restrizioni sull'uso dell'idrogeno come carburante per i trasporti, poiché sempre più paesi (in particolare il Giappone) conducono ulteriori ricerche nel campo dell'economia dell'idrogeno, il suo costo diminuirà. L'idrogeno può persino sostituire il gas naturale nei tubi principali del gas, il che contribuirà anche a ridurre i costi di utilizzo per il trasporto.
Ilya Khel
