I costi operativi sono 6 volte superiori a quelli dei veicoli elettrici. Lo sviluppo di veicoli a idrogeno è solo un espediente o è realmente possibile?

Lo scorso settembre, la Cina ha proposto per la prima volta un nuovo obiettivo per affrontare il cambiamento climatico: “Impegnarsi a raggiungere il picco di emissioni di carbonio prima del 2030 e la neutralità carbonica prima del 2060”. Nello stesso periodo, per la prima volta il picco di carbonio e la neutralità carbonica sono stati inseriti nel rapporto di lavoro del governo.

Non c'è dubbio che la riduzione delle emissioni di carbonio diventerà un obiettivo prioritario del settore energetico in futuro e anche i cambiamenti nel settore automobilistico diventeranno estremamente critici. L'energia dell'idrogeno, in quanto "energia verde perfetta" assolutamente pulita, può svolgere un ruolo importante nel processo del mio Paese di raggiungimento del picco di emissioni di carbonio e della neutralità carbonica.

Energia all'idrogeno: la prossima tendenza del settore?

Dopo anni di sviluppo, i veicoli elettrici sono ormai accettati dai consumatori. Uno dei motivi principali per cui i veicoli elettrici hanno potuto diffondersi così rapidamente è dovuto all'intervento delle politiche di sovvenzionamento da parte dei dipartimenti statali competenti.

Secondo gli ultimi dati della società di ricerche di mercato Canalys, nel 2020 le vendite globali di veicoli elettrici sono aumentate del 39% su base annua, raggiungendo 3,1 milioni di unità. Canalys prevede che le vendite di veicoli elettrici aumenteranno fino a 30 milioni nel 2028; entro il 2030, il mercato dei veicoli elettrici rappresenterà quasi la metà delle vendite globali di autovetture.

Di fronte a un potenziale così grande nel mercato dei veicoli elettrici, le principali case automobilistiche non si sono concentrate completamente sul mercato dei veicoli elettrici, ma hanno iniziato a prendere in considerazione lo sviluppo del mercato dei veicoli alimentati a idrogeno.

Ad esempio, SAIC Motor ha lanciato il monovolume a celle a combustibile SAIC Maxus EUNIQ 7 e ha annunciato che contemporaneamente avrebbe implementato la sua "strategia sull'idrogeno". SAIC Motor ha dichiarato chiaramente che raggiungerà i quattro obiettivi principali di "dieci, cento, mille e diecimila" entro il 2025, vale a dire che la sua sussidiaria Jie Hydrogen Technology raggiungerà un valore di mercato di decine di miliardi, creerà un team di ricerca e sviluppo e gestione delle celle a combustibile composto da oltre mille persone, creerà una scala di produzione e vendita di veicoli a celle a combustibile di decine di migliaia di veicoli e raggiungerà una quota di mercato superiore al 10%.

La portata della “strategia sull’idrogeno” del Gruppo SAIC dimostra che il Gruppo SAIC attribuisce grande importanza allo sviluppo dell’energia dell’idrogeno. Oltre all'attenzione rivolta dalle case automobilistiche allo sviluppo di veicoli alimentati a idrogeno, anche i dipartimenti governativi competenti hanno iniziato a prestare attenzione allo sviluppo di veicoli alimentati a idrogeno.

Il 9 maggio 2020, il Ministero delle Finanze ha pubblicato una bozza di parere sulla "realizzazione di dimostrazioni e promozioni di veicoli a celle a combustibile" per promuovere oltre 1.000 veicoli a celle a combustibile che soddisfano gli indicatori tecnici pertinenti. L'emanazione di questa bozza di parere ha ridato a tutti la speranza per lo sviluppo di veicoli alimentati a idrogeno. Va notato che nel corso del 2019 il Ministero delle Finanze aveva più volte diffuso il segnale che "i sussidi per i veicoli a celle a combustibile a idrogeno saranno ritirati secondo le politiche stabilite".

Il motivo per cui i dipartimenti competenti attribuiscono così tanta importanza all'energia dell'idrogeno e per cui anche le principali case automobilistiche stanno accelerando lo sviluppo di veicoli a idrogeno è strettamente correlato ai vantaggi dell'energia dell'idrogeno.

L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'universo: costituisce il 75% della massa dell'universo e si colloca al terzo posto tra le riserve sulla Terra. Le grandi riserve ne garantiscono l'adeguatezza come fonte energetica. Prendiamo come esempio il governo giapponese. Per risolvere problemi quali l'eccessiva importazione di energia fossile, le difficoltà nel riavvio dell'energia nucleare e la dotazione generale di energia rinnovabile nazionale, il governo giapponese attribuisce grande importanza allo sviluppo del settore dell'energia basata sull'idrogeno. Nel 2019, il Ministero dell'Economia, del Commercio e dell'Industria (METI) del Giappone ha proposto la "Roadmap strategica per l'energia a idrogeno e le celle a combustibile".

Oltre alla sua abbondanza, l'idrogeno ha il potere calorifico più elevato tra i combustibili comuni (142 KJ/g), che è circa tre volte quello del petrolio e 4,5 volte quello del carbone. In altre parole, consumando la stessa massa di petrolio, carbone e idrogeno, l'idrogeno è quello che fornisce più energia. Questa caratteristica è un fattore importante per ottenere materiali leggeri nei settori automobilistico, aerospaziale, ecc.

In generale, lo sviluppo di veicoli alimentati a idrogeno è di grande importanza per l'industria automobilistica e può addirittura rompere i vincoli dell'autonomia dei veicoli elettrici.

Forse molti non sanno che nell'ultimo decennio la densità energetica delle batterie al litio è aumentata di 2,5 volte, il che è vicino al limite di sicurezza, ed è molto difficile aumentarla ulteriormente. Se le case automobilistiche dovessero aumentare forzatamente la durata delle batterie, ciò causerebbe inevitabilmente gravi rischi per la sicurezza.

I veicoli alimentati a idrogeno superano i difetti dei veicoli puramente elettrici e presentano caratteristiche molto simili ai veicoli a carburante tradizionale. Ad esempio, il rifornimento di idrogeno e benzina richiede solo pochi minuti. In questo caso, i proprietari di auto non devono preoccuparsi di trovare stazioni di ricarica e risparmiano anche il tempo necessario per la ricarica.

Sebbene molti veicoli elettrici ora sul mercato supportino la ricarica rapida e possano essere ricaricati completamente all'80% in 30 minuti, l'utilizzo a lungo termine inciderà comunque sull'efficienza dell'utente. Pertanto, i veicoli alimentati a idrogeno potrebbero sostituire i veicoli elettrici, offrendo i loro vantaggi e diventando il motore energetico della prossima era automobilistica.

I veicoli alimentati a idrogeno sono difficili da diffondere

Molte persone sono curiose di sapere perché i veicoli alimentati a idrogeno, più ecologici, vengono soppiantati dai veicoli elettrici e non riescono a diventare la norma nel mercato dei veicoli a energia nuova.

91che ritiene che i veicoli alimentati a idrogeno non possano essere oggi così popolari come i veicoli elettrici, principalmente per i seguenti tre motivi:

1. Costo elevato

I principi tecnici dei veicoli elettrici sono relativamente semplici, i costi di ricerca e sviluppo sono bassi e la filiera industriale è addirittura più breve di quella dei veicoli a carburante. Ecco perché, dopo l'introduzione della nuova politica di sussidi per i veicoli a energia rinnovabile, sul mercato automobilistico sono comparse così tante nuove forze produttive. Al contrario, la difficoltà di sviluppo tecnico, la filiera industriale e i costi conseguenti dei veicoli alimentati a idrogeno sono estremamente elevati. Tra questi, il prezioso metallo platino è necessario come catalizzatore nel processo di generazione di energia tramite celle a combustibile a idrogeno, ma le risorse di platino sono relativamente scarse e il prezzo è molto alto.

Nel 2013, l'auto a celle a combustibile a idrogeno iX35 FCV prodotta in serie dalla Hyundai aveva un prezzo di 855.000 RMB; Per la Mirai della Toyota si è fatto molto impegno nel ridurre al minimo l'uso del platino, ma il suo prezzo è rimasto comunque alto, circa 550.000 RMB. Inoltre, il prezzo dell'energia ricavata dall'idrogeno è molto più alto di quello dell'elettricità normale. I test hanno dimostrato che il suo costo di utilizzo è oltre 6 volte superiore a quello dell'elettricità.

2. Efficienza energetica

I veicoli alimentati a idrogeno sono meno efficienti dei veicoli elettrici. Gli esperti del settore hanno calcolato l'efficienza dei veicoli a idrogeno ed elettrici. La perdita di efficienza energetica dei veicoli elettrici comprende principalmente la perdita di circa il 5% nell'alimentazione elettrica nel punto di ricarica del veicolo, circa il 10% nella carica e scarica della batteria e infine il 5% nel punto di ricarica del motore, per una perdita totale del 20%.

Poiché i veicoli alimentati a idrogeno hanno dispositivi di ricarica integrati nel veicolo, il metodo di guida finale è lo stesso di quello dei veicoli puramente elettrici, che sono azionati da motori elettrici. Secondo i test condotti dagli enti di collaudo competenti, se 100 kWh di elettricità vengono utilizzati per produrre idrogeno, quindi immagazzinati, trasportati, aggiunti a un'auto e infine convertiti in elettricità per azionare un motore, il tasso di utilizzo dell'elettricità è solo del 38%. Se iniziamo il calcolo dal momento in cui l'idrogeno viene iniettato nell'auto, il tasso di utilizzo è solo del 57%.

In altre parole, indipendentemente da come lo si calcoli, il tasso di utilizzo dell'energia dei veicoli alimentati a idrogeno è di gran lunga inferiore a quello dei veicoli elettrici.

3. Strutture di supporto

A gennaio 2021, il numero cumulativo di infrastrutture di ricarica nel mio Paese ha raggiunto 1,716 milioni di unità e il numero di colonnine di ricarica pubbliche ha raggiunto le 810.903 unità. Per quanto riguarda le stazioni di rifornimento di idrogeno, alla fine del 2020 la Cina ne aveva costruite in totale 104. Secondo il "Libro bianco sull'industria cinese dell'idrogeno e delle celle a combustibile", entro il 2025 la Cina costruirà 200 stazioni di rifornimento di idrogeno, il che avrà un impatto notevole sulla velocità di diffusione dei veicoli a idrogeno.

Secondo le informazioni ottenute da 91che, il basso tasso di penetrazione delle stazioni di distribuzione dell'idrogeno è strettamente correlato ai loro costi di costruzione e di gestione. Attualmente, la costruzione di una normale stazione di ricarica costa solo circa 1 milione di yuan, mentre la super stazione di ricarica della Tesla costa solo circa 2 milioni di yuan. Il costo di investimento per la costruzione di una stazione di rifornimento di idrogeno fissa da 35 MPa e 500 kg/giorno è di circa 15-20 milioni di yuan. In confronto, i costi di costruzione delle stazioni di ricarica sono inferiori e la velocità di diffusione sarà naturalmente più rapida.

Per supportare lo sviluppo di veicoli alimentati a idrogeno, secondo il piano di sviluppo del "China Hydrogen Energy Industry Infrastructure Development Blue Book", la Cina costruirà 1.000 stazioni di rifornimento di idrogeno entro il 2030. Essendo un grande paese con una superficie di 9,6 milioni di chilometri quadrati, costruire 1.000 stazioni di rifornimento di idrogeno in dieci anni è semplicemente una goccia nel mare per lo sviluppo di veicoli a idrogeno in Cina.

I veicoli elettrici continueranno ad essere mainstream

Quanto tempo ci vorrà prima che arrivi l'era delle auto alimentate a idrogeno?

91che ritiene che questa sia una questione che merita la considerazione di tutti. Great Wall Motors ha proposto tre fasi di sviluppo come riferimento: la prima fase, che va dal 2021 al 2025, inaugurerà l'era dell'idrogeno e si concentrerà sulla dimostrazione dell'idrogeno; la seconda fase, dal 2025 al 2035, svilupperà l'economia dell'idrogeno e aprirà l'ecologia dell'idrogeno; la terza fase, dal 2035 al 2050, realizzerà una società all'idrogeno e contribuirà alla neutralità carbonica.

Nel settore automobilistico si dice che l'85% della tecnologia dei veicoli a idrogeno sia controllata da Toyota. A giudicare dalla situazione attuale, c'è ancora molto lavoro da fare sulle tecnologie che i marchi nazionali hanno perfezionato attraverso la ricerca e lo sviluppo indipendenti.

La strada verso l'energia dell'idrogeno è lunga.

Vincitore del Qingyun Plan di Toutiao e del Bai+ Plan di Baijiahao, del Baidu Digital Author of the Year 2019, del Baijiahao's Most Popular Author in the Technology Field, del Sogou Technology and Culture Author 2019 e del Baijiahao Quarterly Influential Creator 2021, ha vinto numerosi premi, tra cui il Sohu Best Industry Media Person 2013, il China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, il Guangmang Experience Award 2015, il China New Media Entrepreneurship Competition Finals 2015 e il Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.