La nuova rotta dei veicoli energetici: tentennare o restare fedeli?

i veicoli esclusivamente elettrici del mio Paese occupano una posizione di leadership a livello mondiale, sia in termini di mercato che di tecnologia. Dal punto di vista della trasformazione della strategia energetica e della razionalità dei trasporti, insistere sullo sviluppo puramente elettrico come obiettivo è la scelta giusta, in linea con le condizioni nazionali.

Di recente, secondo quanto riportato dall'agenzia di stampa Xinhua, il premier Li Keqiang si è recato a Hokkaido durante la sua visita in Giappone e ha visionato il veicolo a celle a combustibile a idrogeno "Mirai" della Toyota. Li Keqiang chiese informazioni sulla portata di Mirai e su altri aspetti. Da questa notizia possiamo evincere che il Primo Ministro è molto preoccupato per lo sviluppo di nuovi veicoli energetici.

Ciò ha anche innescato un'ondata di accese discussioni sullo sviluppo di veicoli a celle a combustibile a idrogeno, sia all'interno che all'esterno del settore, con alcune persone che hanno addirittura espresso dubbi su Weibo circa l'attenzione del mio Paese sulla tecnologia puramente elettrica per i veicoli elettrici. A questo proposito, Ouyang Minggao, accademico dell'Accademia cinese delle scienze, leader del gruppo di esperti generale del progetto scientifico e tecnologico nazionale chiave "New Energy Vehicles" e professore della Tsinghua University, ha affermato in un'intervista con il reporter del China Science Daily: "Il percorso tecnologico dei nuovi veicoli energetici della Cina è diverso da quello della Toyota in Giappone. In termini di celle a combustibile a idrogeno, anche i veicoli commerciali a celle a combustibile a idrogeno del mio Paese sono al primo posto a livello mondiale. C'è effettivamente un divario nelle autovetture, ma questo è anche correlato all'attenzione strategica del mio Paese sui veicoli elettrici".

"i veicoli puramente elettrici del mio Paese sono in una posizione di leadership a livello mondiale, sia in termini di mercato che di tecnologia. Dal punto di vista della trasformazione della strategia energetica e della razionalità del traffico, insistere sulla trazione puramente elettrica come focus di sviluppo è la scelta giusta in linea con le condizioni nazionali." Ouyang Minggao ha affermato che non dobbiamo abbandonare i nostri vantaggi industriali o cambiare rotta, e non possiamo rinunciare a noi stessi solo perché ci ha mostrato una tecnologia all'avanguardia.

L'industrializzazione complessiva delle celle a combustibile è in ritardo di oltre 5 anni rispetto ai veicoli puramente elettrici?

Dopo anni di sintesi del percorso tecnico dei nuovi veicoli energetici della Cina, nel 2012 è stata istituita la strategia di guida puramente elettrica. Come uno dei principali percorsi tecnici per i nuovi veicoli energetici, i veicoli a celle a combustibile a idrogeno sono stati confermati come vigorosamente sviluppati in importanti linee guida strategiche come la "Strategia di sviluppo nazionale guidata dall'innovazione", "Made in China 2025" e il "Piano di sviluppo a medio e lungo termine per l'industria automobilistica".

"Dal punto di vista della tabella di marcia tecnica dei veicoli a nuova energia, il calendario di applicazione e la tabella di marcia dei veicoli a celle a combustibile a idrogeno sono indietro di almeno cinque anni rispetto a quelli dei veicoli puramente elettrici." Qiu Kaijun, caporedattore di "Electric Vehicle Observer", ha dichiarato ai giornalisti che, a differenza delle attuali vendite di veicoli puramente elettrici, si prevede che i veicoli a celle a combustibile a idrogeno del mio Paese inizieranno ad essere commercializzati su larga scala intorno al 2020.

Ouyang Minggao ritiene che il motivo per cui al veicolo a celle a combustibile a idrogeno della Toyota è stata data l'opportunità di essere esposto di fronte al Primo Ministro è che, in quanto potenza automobilistica, il Giappone ha investito in questo settore per 20 anni ed è naturale che ottenga risultati.

"La densità energetica della pila di celle a combustibile a idrogeno più avanzata ha raggiunto i 3 kilowatt per litro; la durata della batteria di un autobus a celle a combustibile generico può raggiungere le 10.000-20.000 ore, mentre quella di un'autovettura può raggiungere le 4.000-5.000 ore; anche il platino utilizzato nel catalizzatore è sceso da 1 grammo per kilowatt a meno di 0,2 grammi, riducendo notevolmente il costo delle celle a combustibile", ha affermato Qiu Kaijun riassumendo i progressi della tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno.

Parlando dell'applicazione dei veicoli a celle a combustibile a idrogeno, Ouyang Minggao ha spiegato ai giornalisti che la tecnologia e il livello di industrializzazione dei veicoli commerciali a celle a combustibile del mio Paese non sono molto diversi da quelli della Toyota. Al contrario, sia in termini di autonomia di guida, sia di consumo di idrogeno per 100 chilometri, sia di prezzo, i veicoli elettrici a celle a combustibile del mio Paese presentano più vantaggi rispetto ai veicoli Toyota.

Infatti, nell'aprile dello scorso anno, cinque autobus a celle a combustibile Foton Auman sono stati messi in funzione commercialmente nella zona di Shangzhuang, nel distretto di Haidian, a Pechino. Successivamente, nel 2017 sono stati consegnati e messi in funzione oltre 300 autobus a celle a combustibile di due modelli. Alcuni media hanno affermato che, rispetto alla cosiddetta "attività commerciale" di decine di altri marchi di autobus a celle a combustibile, il contratto di fornitura di oltre 300 autobus a celle a combustibile di due modelli da parte di BAIC Foton può essere considerato il primo progetto di autobus a celle a combustibile gestito commercialmente al mondo.

Secondo i piani pertinenti, entro il 2020 la scala dimostrativa dei veicoli a celle a combustibile nel mio Paese raggiungerà i 5.000-10.000 veicoli, la maggior parte dei quali saranno veicoli commerciali, e ci saranno più di 100 stazioni di rifornimento di idrogeno. Entro il 2030 saranno promossi complessivamente 1 milione di veicoli a celle a combustibile e ci saranno più di 1.000 stazioni di rifornimento di idrogeno.

Per le autovetture con un'autonomia inferiore a 500 chilometri, le celle a combustibile a idrogeno non hanno alcun vantaggio rispetto alle batterie agli ioni di litio.

"Nel settore delle automobili, la tecnologia delle celle a combustibile ha effettivamente fatto grandi progressi, ma la tecnologia dell'idrogeno a monte della relativa filiera industriale non è ancora perfetta." Ouyang Minggao ha ammesso che la tecnologia avanzata delle celle a combustibile per autovetture deve ancora far fronte ai limiti imposti dalla tecnologia dell'energia a idrogeno. Ad esempio, il costo delle bombole di idrogeno per lo stoccaggio a bordo è ancora molto elevato. Una bombola di idrogeno per autovetture, che contiene un chilogrammo di idrogeno, costa circa 1.000 dollari. L'idrogeno necessita di molta pressione per essere compresso. La pressione in una bombola di idrogeno può generalmente raggiungere le 700 atmosfere. Per questo motivo la bottiglia deve essere allo stesso tempo leggera e resistente. La combinazione di lega di alluminio e materiali in fibra di carbonio ad alta resistenza comporta costi elevati per le bombole di idrogeno.

Oltre alle bombole di idrogeno, anche il costo e l'efficienza della produzione, del trasporto, dello stoccaggio e delle stazioni di rifornimento di idrogeno sono motivi per cui le celle a combustibile a idrogeno non possono essere rapidamente promosse e applicate.

L'idrogeno ha una bassa densità e per immagazzinare una quantità sufficiente di idrogeno come combustibile sono necessari contenitori e supporti più avanzati. La tecnologia dell'idrogeno compresso a freddo profondo e a media pressione, con una pressione della bombola di idrogeno di 35 MPa e una temperatura critica di 40 K, è considerata la soluzione ideale per immagazzinare l'idrogeno. Può garantire un'elevata densità di stoccaggio dell'idrogeno senza troppa perdita di energia. "Si prevede che lo stato ideale di stoccaggio dell'idrogeno potrà essere raggiunto entro il 2025, quando si prevede che il costo dell'idrogeno scenderà a 40 yuan al chilogrammo", ha affermato Ouyang Minggao.

"Anche se l'obiettivo venisse raggiunto, le autovetture a celle a combustibile non avrebbero comunque alcun vantaggio rispetto alle autovetture puramente elettriche in termini di autonomia di guida entro i 500 chilometri." Ouyang Minggao ha fatto i calcoli per il giornalista. Un'auto esclusivamente elettrica consuma 20 kWh di elettricità per 100 chilometri. Utilizzando il prezzo minimo dell'elettricità generata da fonti rinnovabili, le stazioni di ricarica autostradali addebitano 2 yuan per kWh e il consumo per 100 chilometri è di 40 yuan, ovvero lo stesso prezzo del carburante a idrogeno. Tuttavia, per i veicoli puramente elettrici, un costo del carburante di 40 yuan per 100 chilometri rappresenta un consumo relativamente elevato, mentre i 40 yuan per l'idrogeno non tengono conto del trasporto a lunga distanza e rappresentano una stima relativamente bassa. Pertanto, "il costo dell'elettricità deve essere inferiore al costo del carburante a idrogeno e più piccola è l'auto, meno volte viene guidata e più breve è il singolo viaggio, minore è il vantaggio delle autovetture con celle a combustibile a idrogeno". Affinché le celle a combustibile a idrogeno presentino dei vantaggi, devono essere applicate a grandi veicoli commerciali che percorrono lunghe distanze e ad altri grandi dispositivi mobili e fissi per la generazione di energia, il che significa che le celle a combustibile sono più adatte a sostituire i motori diesel piuttosto che quelli a benzina.

In risposta all'attuale situazione in cui le stazioni di rifornimento di idrogeno non riescono a tenere il passo con lo sviluppo dei veicoli, Li Jin, responsabile del nuovo dipartimento energetico di Yutong Bus, ha suggerito la creazione di una "stazione quattro in uno per rifornimento, idrogenazione, gassificazione e ricarica". "Non c'è alcun problema tecnico nel costruirlo insieme, ma richiede un sito più grande per soddisfare i requisiti di distanza di sicurezza delle normative sulle stazioni di rifornimento di idrogeno. Un progetto dimostrativo dovrebbe essere disponibile prima del 2020."

Le microreti non possono fare a meno dei veicoli puramente elettrici

Nel mio Paese, la soluzione più diffusa per i nuovi veicoli per passeggeri alimentati a energia elettrica è quella puramente elettrica, mentre è improbabile che i veicoli a celle a combustibile sostituiscano quelli puramente elettrici. Ouyang Minggao ha affermato che dalle automobili per passeggeri che percorrono brevi distanze tra le città, ai treni ad alta velocità che trasportano passeggeri su lunghe distanze, ai veicoli a due e tre ruote nelle aree rurali, disponiamo di una grande quantità di tecnologia puramente elettrica e di vantaggi. Dal punto di vista della razionalità dei trasporti, anche l'elettrico puro dovrebbe essere utilizzato come soluzione prevalente.

Parlando della relazione tra i due, Ouyang Minggao ha affermato che lo scenario più probabile è che i due coesistano. "Almeno fino al 2030, i veicoli puramente elettrici potrebbero dominare il settore delle autovetture, mentre nel settore dei veicoli commerciali ci saranno più veicoli a celle a combustibile".

"Negli ultimi anni, la nostra generazione annuale di energia fotovoltaica è cresciuta molto rapidamente. Sia nella tecnologia, nell'industria o nell'applicazione, abbiamo una posizione vantaggiosa nel mondo. Questa è anche una manifestazione molto concreta dei vantaggi della Cina. In particolare, l'industria fotovoltaica può essere combinata con l'industria dei veicoli a nuova energia per formare un'industria più grande." Ouyang Minggao ha detto:

"Ora l'elettricità utilizzata dai nostri nuovi veicoli energetici potrebbe essere ancora alimentata a carbone. Dal punto di vista della trasformazione strategica dell'energia, la generazione di energia fotovoltaica rappresenterà una quota maggiore in futuro, o addirittura sarà tutta generazione di energia fotovoltaica." Ouyang Minggao ha dichiarato ai giornalisti che il fotovoltaico necessita di nuovi veicoli energetici per immagazzinare energia, e che i nuovi veicoli energetici necessitano anche di energia pulita e rinnovabile.

Il fotovoltaico distribuito, le batterie di accumulo di energia, l'idrogeno, i veicoli elettrici puri, i veicoli a celle a combustibile a idrogeno e altri collegamenti formeranno sistemi energetici a idrogeno-elettrici microreti indipendenti, connessi tramite Internet dell'energia. Se collegato a una grande rete elettrica, l'accumulo di energia tramite batteria è sufficiente. Se non è collegato a una grande rete elettrica, è necessaria una cella a combustibile come fonte di alimentazione di riserva.

"In ogni caso, il futuro sistema di trasporto, il sistema intelligente e l'energia rinnovabile non possono fare a meno dei veicoli puramente elettrici. Attraverso l'Internet dell'energia, i veicoli elettrici sono sia terminali che consumano energia, sia che la restituiscono al sistema energetico. Questo concetto prenderà sostanzialmente forma tra il 2030 e il 2035", ha affermato Ouyang Minggao.

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.