La transizione energetica: dai veicoli a forza animale ai motori elettrici e a idrogeno

Presentazione

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 svantaggi, fattibilità e controversie di questa trasformazione epocale e confrontandola con una simile avvenuta qualche decennio fa.

Riferimenti

• Tom Standage - “L’auto sbagliata” - The Guardian
• L'auto elettrica
• L'elettrolisi dell'acquae il motore a cella a combustione
• Il processo intero della trasformazione dell'acqua in energia elettrica
• L'auto a idrogeno
• I distributori di idrogeno in Italia

I contributi

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

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Titolo: "La Rivoluzione Energetica: Dall'Antichità al Futuro Elettrico e Idrogeno"

Introduzione: La storia dell'energia nei trasporti è una narrazione affascinante che attraversa millenni, dalle primitive carrozze trainate da animali fino alle moderne 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: Dalla forza animale ai motori a combustione interna: L'evoluzione dei trasporti è iniziata con l'utilizzo di cavalli e altri animali da traino. L'avvento 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 potenziale 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 infrastrutture 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 una pietra miliare nella storia dell'umanità, segnando un passaggio importante verso un futuro più sostenibile e resilienti. 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.

Le prime transizioni ecologiche di Mattia Serra

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.

Cos'è e quali sono i suoi vantaggi e svantaggi di Giovanni La Sorsa

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 di Keyla Aceto

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 atmosferico, 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, il governo sta mettendo alcuni premi per le persone che acquistano un auto elettrica e infine il rumore. Invece uno dei primi svantaggi è sicuramente il prezzo di acquisto, i chilometri di autonomia, i tempi di ricarica sono più lunghi, le 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 disposte 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

le auto a idrogeno sono quelle auto che utilizzano l'idrogeno come carburante. con questa espressione ci si può riferire anche ad alti 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 e che se non viene prodotto da fonti rinnovabili, produrre idrogeno inquina. L'idrogeno che ad oggi viene utilizzato è del 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 è la totale assenza di Co2, e inoltre si possono ricaricare le batterie del motore elettrico in modo più rapido rispetto ad un auto elettrica. l'idrogeno s 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? Del Grosso Mattia

La tecnologia della auto a idrogeno potrebbe presto fare degli enormi passi avanti, permettendo una più ampia e rapida diffusione di questa tipologia di mezzi di trasporto. Questo grazie ad una ricerca svolta da un team di scienziati, che ha messo a punto un modo molto più economico e sostenibile per produrre l’idrogeno.

La ricerca mostra che si può ottenere l’idrogeno dall’acqua (tramite elettrolisi) usando come catalizzatori dei metalli a basso costo come ferro e nichel, i quali accelerano la reazione chimica richiedendo meno energia. Il ferro e il nichel, metalli largamente diffusi, potranno così sostituire elementi molto più preziosi come il rutenio, il platino e l’iridio, che fino ad ora sono stati considerati i migliori catalizzatori nel processo di “scissione dell’acqua”.

Di per sé, ferro e nichel non sono dei buoni catalizzatori per la generazione di idrogeno. A fare la differenza, dunque, è proprio la nanoscala dell’interfaccia in cui si incontrano, in grado di cambiare radicalmente le proprietà di questi due materiali. Inoltre, questo meccanismo di scissione permette non solo la generazione di idrogeno, ma anche il rilascio di ossigeno, che può essere a sua volta catturato e impiegato. In questo modo, si hanno due catalizzatori al prezzo di uno.

Se si considera il mercato dei metalli (e i loro prezzi), è facile comprendere come questa nuova tecnologia potrebbe diventare la chiave di volta per accelerare la transizione verso le auto a idrogeno e, più in generale, verso un’economia a idrogeno. Il ferro e il nichel, infatti, hanno un prezzo rispettivamente di 0,13 e 19,65 dollari al kg. Al contrario, rutenio, platino e iridio hanno un prezzo 11,77, 42,13 e 69,58 dollari al grammo. Semplicemente migliaia di volte più costosi.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=vTj-4hbjFnQ

L'Italia e la transizione energetica di Manuel Biancofiore

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

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

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 costoso le auto elettriche sono meno costose a ricaricarle rispetto a quelle a gasolio o a benzina, un altro vantaggio e 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 più convenienti in termini di 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

Parto dicendo che secondo la mia opinione non conviene comprare un auto elettrica ad oggi, soprattutto per alcuni difetti che ho anche elencato qui sopra, nonostante ce ne sono molti di più.

Classe 4 A indirizzo Trasporti e Logistica

Sara Del Grosso

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.

Abbonizio Francesco

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.Vantaggi delle macchine ad idrogeno:Zero emissioni locali: L'unico prodotto di scarico è il vapore acqueo, quindi non emettono 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.

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.

Ilinka pezzi

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.

Blasioli Gianluca Eugenio

Blasioli Gianluca Eugenio

Le macchine elettriche e le macchine ad idrogeno sono 2 tipologie di veicoli che 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 il compratore,ma anche ad una questione di prezzo dato che il 90% di questo tipo di veicoli ha un prezzo abbastanza elevato,per questo un semplice compratore preferisce risparmiare ed inquinare piuttosto che cercare di salvaguardare l’ambiente, una macchina eletrica 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 a 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, 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 Abruzo 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’aquirente.

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 in vigore anche se molte nazioni volgliono arrivare a questo obiettivo anche prima del 2030, le auto ad idrogeno sono nate nel 1966 con la GM Electrovan.

Ponte Lorenzo

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.

Canale Stefano

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.

Tortora Michael

La transizione energetica è un argomento complesso quanto fondamentale da trattare in quanto è importante per noi di adesso e per i nostri figli affinchè vivano in un mondo sostenibile. Essi hanno tanti vantaggi, tra cui zero emissioni in loco, ovvero i veicoli a idrogeno emettono solo vapore acqueo quando in movimento, riducendo l'inquinamento locale; Rifornimento rapido dove il rifornimento di idrogeno può essere veloce, simile al rifornimento di benzina. e anche 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; Costi elevati: Attualmente, la produzione di idrogeno è costosa e richiede energia; Efficienza energetica: La produzione, lo stoccaggio e il trasporto di idrogeno possono comportare perdite di energia. e anche l'impatto ambientale della produzione di batterie, infatti ciò 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 e 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.

Cordella Ethan

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 futur prossimo che verrà.

Meminaj Ennio

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.

Iocco Rocco Francesco

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.

Tommaso Federico

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?

IBRAIMI MENSEL

Le auto elettriche e a idrogeno rappresentano due soluzioni per ridurre le emissioni di gas serra e combattere il cambiamento climatico nel settore dei trasporti. Ecco una panoramica dei pro e dei contro di entrambe: Auto Elettriche: Pro: Zero Emissioni Locali: Le auto elettriche non emettono alcun gas di scarico direttamente durante il funzionamento, contribuendo a ridurre l'inquinamento atmosferico nelle città. 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: I costi operativi delle auto elettriche sono generalmente inferiori rispetto a quelli dei veicoli tradizionali a combustione interna a causa dei minori costi di carburante e di manutenzione. Silenziose: Le auto elettriche sono generalmente più silenziose dei veicoli a combustione interna, contribuendo 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. Anche se sta migliorando, l'autonomia rimane un problema per molti acquirenti. Infrastruttura di Ricarica: L'infrastruttura di ricarica delle auto elettriche può essere scarsamente sviluppata in alcune aree, rendendo difficile la ricarica in viaggio. Tempo di Ricarica: Anche se in continua evoluzione, 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 se non gestiti correttamente. Auto a Idrogeno: Pro: Emissioni Zero durante il Funzionamento: Le auto a idrogeno producono solo acqua come sottoprodotto durante il funzionamento, rendendole una soluzione a zero emissioni locali. Ricarica Rapida: Il rifornimento di idrogeno può essere molto rapido, simile al tempo necessario per riempire un serbatoio di carburante tradizionale. Autonomia Elevata: Le auto a idrogeno possono avere un'autonomia simile o addirittura superiore a quella dei veicoli a combustione interna, superando l'ostacolo dell'autonomia delle auto elettriche. 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 rispetto alle stazioni di ricarica elettriche, rendendo difficile la sua adozione su larga scala. Costi Elevati: Attualmente, le auto a idrogeno sono generalmente più costose delle auto elettriche a batteria a causa dei costi elevati della tecnologia delle celle a combustibile. Produzione di Idrogeno: La produzione di idrogeno, se non proveniente da fonti rinnovabili, può essere energivora e non sostenibile. Sicurezza: L'idrogeno è altamente infiammabile e richiede misure di sicurezza specifiche sia durante la produzione che durante il trasporto e l'uso nelle auto. 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.

Manzitti Carlo

Storia del motore a idrogeno

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.

Meccanica del motore a idrogeno.

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.

Titubanze nella scoperta.

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.

Obbiettivi fissi.

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.

La chiave di tutto.

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.