Abstract
La questione dell’adozione di treni a idrogeno rispetto a quelli elettrici è un punto cruciale nel dibattito sulla direzione futura dell’energia e dei trasporti in Italia. A livello globale, la discussione ruota attorno all’efficacia delle tecnologie a idrogeno come alternativa sostenibile ed efficiente all’elettrificazione diretta. Mentre in alcune regioni del mondo l’idrogeno sta emergendo come una svolta nel settore dei trasporti, in altri contesti l’opzione elettrica è già una realtà consolidata.
Introduzione: treni a idrogeno e il futuro del trasporto ferroviario sostenibile
Secondo il rapporto TERM dell’European Environment Agency, i mezzi di trasporto costituiscono un quarto delle emissioni globali di gas serra e per tale ragione il settore sta cercando soluzioni innovative per ridurre le emissioni e promuovere una mobilità sostenibile. Il trasporto ferroviario, con il suo basso impatto ambientale rispetto ad altri mezzi di trasporti, riveste un ruolo cruciale. In questo frangente si inserisce l’introduzione dei treni ad idrogeno che rappresenta una validissima opportunità ed un’ulteriore opzione nel campo della mobilità sostenibile.
L’idrogeno è una delle risposte più promettenti nella lotta al riscaldamento globale. La lunga ricerca di una fonte energetica non inquinante per affrontare la sfida della decarbonizzazione ha ora prodotto quello che i ricercatori chiamano “idrogeno verde”, cioè idrogeno ottenuto esclusivamente da fonti rinnovabili.
Questa tecnologia all’avanguardia, che permette di utilizzare l’idrogeno per alimentare il trasporto ferroviario, promette di eliminare le emissioni dirette di CO2, offrendo una soluzione sostenibile per il trasporto su linee non elettrificate e contribuendo così all’obiettivo dell’Unione Europea di riduzione delle emissioni di carbonio.
A differenza dei loro omologhi a trazione elettrica, i treni a idrogeno utilizzano l’energia generata a bordo attraverso celle a combustibile a idrogeno. In modo simile a un treno diesel-elettrico, l’idrogeno viene inviato a un generatore a bordo che utilizza l’elemento per produrre elettricità e acqua, gli unici sottoprodotti del processo. Per molti, l’utilizzo di questo elemento chimico proveniente da fonti pulite e raffinate su rotte ferroviarie non elettrificate è uno dei modi in cui il trasporto pubblico può raggiungere la neutralità climatica.
I treni a idrogeno e i treni elettrici sono entrambi alternative ecologiche. I primi utilizzano celle a combustibile a idrogeno per generare elettricità, che alimenta i motori elettrici del treno. La cella a combustibile funziona creando ioni di idrogeno con carica positiva, che vengono fatti passare attraverso un elettrolita, fino al catodo e forniscono energia elettrica. La parte rimanente della molecola di idrogeno reagisce con l’ossigeno al catodo e diventa il prodotto di scarto, l’acqua. I treni elettrici, invece, utilizzano l’elettricità proveniente dalle linee aeree o dalle terze rotaie per alimentare i loro motori elettrici.
A livello globale, da un lato i treni a idrogeno rappresentano una realtà semi consolidata in paesi come il Giappone, la Germania, il Regno Unito e i Paesi Bassi, mentre dall’altro, in Paesi come l’Italia, la Svizzera, la Francia e gli Stati Uniti, questi rappresentano una tecnologia emergente ed un’alternativa promettente.
In Italia, in particolare, l’adozione di treni a idrogeno troverebbe una buona collocazione nelle aree meno urbanizzate e in cui solitamente le linee ferroviarie non sono elettrificate, come la Sardegna, la Sicilia e altre aree rurali e montuose, dove l’uso di treni a idrogeno potrebbe offrire un’alternativa ecologica al classico trasporto ferroviario, consentendo una maggiore flessibilità e copertura della rete.
Come parte del PNRR, sono stati destinati investimenti significativi per implementare l’uso dell’idrogeno nel settore ferroviario e stradale. In particolare, nel trasporto ferroviario, sono stati stanziati 300 milioni di euro per la sperimentazione dell’idrogeno. Nel dettaglio, il Ministero delle Infrastrutture dei Trasporti ha destinato 276 milioni di euro per la creazione di strutture per la produzione, conservazione e distribuzione di idrogeno sostenibile, e 24 milioni di euro per l’acquisto di treni che utilizzano l’idrogeno come fonte di energia.
In linea con i notevoli investimenti compiuti dal settore pubblico, si trova al contempo il prototipo Coradia Stream, un progetto sperimentale presentato lo scorso 3 ottobre a Milano e sviluppato dalla partnership tra il gruppo integrato nella mobilità sostenibile in Lombardia (FNM) e Alstom, un gigante globale nel settore della mobilità intelligente e sostenibile.
Struttura ferroviaria esistente italiana e l’adozione del primo treno a idrogeno
Il treno a idrogeno Coradia Stream entrerà in servizio commerciale in Valcamonica tra la fine del 2024 e l’inizio del 2025, lungo la linea non elettrificata Brescia-Iseo-Edolo sulla quale il servizio ferroviario è gestito da Trenord, nell’ambito del progetto H2iseO, che mira a creare la prima Hydrogen Valley italiana nell’area di Brescia. Il Coradia Stream a idrogeno risponde all’obiettivo europeo di ridurre le emissioni di CO2 del 100% entro il 2050 ed è il primo treno a zero emissioni dirette per l’Italia dotato di celle a combustibile a idrogeno, con una capacità totale di 260 posti e un’autonomia di oltre 600 km.
L’introduzione del treno a idrogeno fa parte del progetto H2iseO Hydrogen Valley che fa seguito all’accordo firmato tra FNM e Alstom nel novembre 2020 per la fornitura a Trenord di sei treni a celle a combustibile a idrogeno.
Il progetto si propone di sviluppare in Valcamonica una filiera economica e industriale dell’idrogeno, a partire dal settore della mobilità, avviare la riconversione energetica del territorio e contribuire alla decarbonizzazione di una parte significativa del trasporto pubblico locale. Si tratta di un progetto altamente innovativo, che prevede, tra l’altro, la realizzazione di 3 impianti per la produzione, lo stoccaggio e la distribuzione di idrogeno rinnovabile senza emissioni di CO2 (a Brescia, Iseo ed Edolo).
Questa iniziativa riporta l’attenzione sul dibattito della scelta tra treni a idrogeno e elettrici in Italia e va bilanciata attentamente considerando diversi fattori tra cui l’efficienza energetica, la disponibilità di risorse, i costi e l’impatto ambientale.
Da un lato, gli investimenti nell’elettrificazione della rete ferroviaria esistente possono risultare più efficienti in termini economici e ambientali, specialmente nelle aree già servite da infrastrutture elettriche (l’energia elettrica, soprattutto se prodotta da fonti rinnovabili, offre una soluzione a emissioni zero altamente sostenibile).
D’altra parte, i treni a idrogeno possono rappresentare una scelta sensata in aree remote o meno accessibili, dove l’elettrificazione risulta più complessa o costosa. In queste circostanze, l’idrogeno può fungere da soluzione transitoria fino a quando l’elettrificazione non diventerà una soluzione praticabile.
Conclusioni
I treni a idrogeno sono una delle opzioni disponibili per ridurre le emissioni di gas serra nel settore del trasporto ferroviario. Tuttavia, l’Italia dispone di una rete ferroviaria con una capacità ben sviluppata ed elettrificata, rendendo gli investimenti nella modernizzazione e nell’elettrificazione un’alternativa più economica ed efficiente rispetto all’adozione di treni a idrogeno.
Le politiche italiane attorno ai treni a idrogeno riflettono una valutazione complessiva della sostenibilità e dell’efficienza del trasporto ferroviario. Se si considera l’aspetto dei costi, l’implementazione su larga scala di treni a idrogeno richiederebbe investimenti significativi nella produzione, stoccaggio, trasporto e distribuzione dell’idrogeno. Questi investimenti potrebbero rappresentare un onere significativo e richiedere un lungo periodo prima di essere compensati. Le politiche nazionali e regionali possono giocare un ruolo importante nell’orientare le scelte sulle tecnologie di trasporto. Gli incentivi e le politiche a lungo termine possono favorire l’adozione di tecnologie specifiche, come i treni elettrici.
L’Italia sta aumentando la sua produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, come il solare e l’eolico. L’uso di treni elettrici alimentati da energia verde rappresenterebbe una soluzione più in linea con la direzione delle politiche nazionali per la riduzione delle emissioni di carbonio. In considerazione di questi fattori, appare più conveniente, ragionando a lungo termine, porre l’attenzione sull’elettrificazione della rete ferroviaria e sull’uso di energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili piuttosto che investire massicciamente nei treni a idrogeno. Tuttavia, una valutazione completa dovrebbe tener conto dei costi, dei benefici, delle prospettive tecnologiche e delle politiche a lungo termine.
In Italia, l’adozione di un approccio integrato che coinvolge sia treni elettrici che treni a idrogeno potrebbe funzionare per svariate ragioni, tenendo conto delle peculiarità del territorio, delle esigenze della rete ferroviaria e degli obiettivi di sostenibilità. Ciò consentirebbe di adottare soluzioni specifiche per ciascuna tipologia di linea e di massimizzare l’efficienza complessiva.
Per le linee non elettrificate o meno accessibili all’elettrificazione, l’utilizzo di treni a idrogeno rappresenterebbe un’alternativa ecologica e sostenibile, permettendo l’eliminazione delle emissioni dirette. Ciò che emerge è la possibilità di usufruire di diverse opzioni in questo settore . La chiave per un futuro di successo risiede in una strategia olistica, nell’integrazione di tecnologie appropriate per ogni contesto e in investimenti mirati in infrastrutture e fonti energetiche sostenibili. L’Italia, come molti altri Paesi, potrebbe trarre vantaggio dall’adozione flessibile di entrambe le tecnologie in modo intelligente e ben pianificato per creare un sistema ferroviario efficiente, sostenibile e all’avanguardia.
In conclusione, la scelta tra treni elettrici e treni a idrogeno dipende dalle priorità specifiche, compresa l’efficienza energetica, la disponibilità di infrastrutture, l’autonomia necessaria e l’impatto ambientale complessivo. Un approccio che considera entrambe le tecnologie, adattandole alle particolari necessità delle rotte ferroviarie e alle condizioni locali, potrebbe costituire una strategia efficace per massimizzare i benefici in termini di sostenibilità del settore ferroviario.