Capire le stazioni di rifornimento di idrogeno: una guida completa

L'idrogeno è diventato un sostituto accettabile nella transizione globale verso fonti di energia più pulite. Questo articolo parla delle stazioni di rifornimento di idrogeno, delle sfide che devono affrontare e dei loro possibili utilizzi nei trasporti.

Cos'è una stazione di rifornimento di idrogeno?

Le celle a combustibile per auto elettriche possono ricevere idrogeno da siti specifici chiamati stazioni di rifornimento di idrogeno (HRS). Sebbene siano progettate per gestire l'idrogeno, un gas che richiede specifiche precauzioni di sicurezza e macchinari speciali, queste stazioni sono esteticamente simili alle normali stazioni di servizio.

Un sistema di produzione o distribuzione dell'idrogeno, serbatoi di raffreddamento e stoccaggio ed erogatori sono i tre componenti principali di una stazione di rifornimento di idrogeno. L'idrogeno può essere trasportato all'impianto tramite tubazioni o rimorchi tubolari, oppure può essere prodotto in loco utilizzando il reforming del metano con vapore o elettrolisi.

Componenti chiave di una stazione di rifornimento di idrogeno:

l Attrezzature per la produzione o il trasporto di idrogeno alle navi

l unità di compressione per aumentare la pressione dei serbatoi di idrogeno che immagazzinano idrogeno ad altissima pressione

l Erogatori con ugelli speciali FCEV

funzioni di sicurezza come la ricerca delle perdite e l'arresto in caso di emergenza

Qual è il problema più grande con l'idrogeno come carburante?

Attrezzature per la produzione o il trasporto di idrogeno in unità di compressione di recipienti per aumentare la pressione dei serbatoi di idrogeno che immagazzinano idrogeno ad altissima pressionederogatori con ugelli FCEV speciali, funzioni di sicurezza come la ricerca delle perdite e l'arresto in caso di emergenza.I costi di produzione e l'efficienza energetica sono i principali problemi che l'idrogeno deve affrontare. Oggigiorno, la maggior parte dell'idrogeno viene prodotta tramite reforming del metano con vapore acqueo, che utilizza gas naturale e produce emissioni di carbonio. Sebbene l'"idrogeno verde" prodotto per elettrolisi con energia rinnovabile sia più pulito, il costo è ancora molto più elevato.

Queste sono sfide ancora più importanti: Trasporto e stoccaggio: poiché l'idrogeno possiede una piccola quantità di energia per il suo volume, può essere compattato o raffreddato solo ad alte pressioni atmosferiche, il che comporta complessità e costi.

Miglioramento delle strutture: costruire un gran numero di stazioni di rifornimento richiede molte risorse.

Perdita di potenza: a causa delle perdite di energia durante la produzione, la riduzione e lo scambio, le celle a combustibile realizzate con idrogeno hanno prestazioni “dal pozzo alla ruota” inferiori rispetto alle auto elettriche dotate di batterie.

Nonostante queste difficoltà, il sostegno governativo e la ricerca in corso stanno stimolando sviluppi tecnologici che potrebbero aumentare la fattibilità economica dell'idrogeno.

L'idrogeno è un carburante migliore dell'elettrico?

La scelta tra auto elettriche a batteria (BEV) e auto alimentate da celle a combustibile a idrogeno è difficile perché, a seconda del problema di utilizzo, ogni tipo di tecnologia offre vantaggi specifici.

Le auto elettriche con batterie sono più utili per il trasporto quotidiano e per l'uso in città, mentre le auto alimentate a idrogeno sono adatte per applicazioni che richiedono lunghe distanze e rifornimenti rapidi, come autobus e camion.

Quante stazioni di rifornimento di idrogeno ci sono nel mondo?

Nel 2026 erano operative in tutto il mondo più di 1.000 stazioni di rifornimento di idrogeno e negli anni successivi è prevista una forte crescita. Esistono diverse aree specifiche in cui...stazione di rifornimento di idrogenoÈtrasferito:

Con oltre ficinque centinaiastazioni, l'Asia prende il sopravvento sul mercato, costituito principalmente dai paesi della Corea del Sud (più di 100 stazioni) e del Giappone (più di 160 stazioni). La Cinamercatosta crescendo rapidamente perché il governo ha obiettivi ambiziosi.

Con quasi 100 stazioni, la Germania è in testa all'Europa, con circa duecento stazioni. Entro il 2030, l'Unione Europea prevede di arrivare a migliaia di stazioni.

Più di 80 stazioni hanno punti vendita in Nord America, principalmente in California, con alcune altre in Canada e nella regione nord-orientale degli Stati Uniti.

Poiché le proiezioni suggeriscono che entro il 2030 potrebbero esserci più di 5.000 stazioni in tutto il mondo, gli stati di tutto il mondo hanno presentato politiche volte a promuovere la costruzione di stazioni di idrogeno.

Perché l'idrogeno è migliore della benzina?

Rispetto ai carburanti tradizionali ricavati dal petrolio, l'idrogeno presenta numerosi vantaggi:

Inquinamento atmosferico zero: le celle a combustibile alimentate a idrogeno evitano le emissioni nocive dai tubi di scappamento che alimentano l'inquinamento atmosferico e l'aumento delle temperature, producendo solo vapore acqueo come effetto collaterale.

Domanda di energia verde: è possibile creare un ciclo di energia pulita creando idrogeno utilizzando fonti naturali come l'energia solare ed eolica.

Sicurezza energetica: la produzione nazionale di idrogeno da diverse fonti riduce la dipendenza dal petrolio estero.

Maggiore efficienza: rispetto ai veicoli alimentati da motori a benzina, i veicoli a celle a combustibile sono circa due o tre volte più efficienti.

Funzionamento silenzioso: poiché le auto a idrogeno funzionano in modo efficiente, riducono l'inquinamento acustico nelle città.

I vantaggi ecologici dell'idrogeno lo rendono un'opzione interessante per sostituire il carburante nel passaggio a trasporti più puliti; tuttavia, permangono problemi di produzione e trasporto.

Quanto tempo ci vuole per costruire una stazione di rifornimento di idrogeno?

I tempi di costruzione di una stazione di rifornimento di idrogeno dipendono in larga misura da una serie di fattori, quali le dimensioni della stazione, il luogo di funzionamento, le norme in materia di permessi e se l'idrogeno viene fornito o prodotto in loco.

Per un numero inferiore di stazioni con componenti prefabbricati e design ridotti, i tempi di consegna tipici sono compresi tra sei e dodici mesi.

Per le stazioni più grandi e complesse, dotate di impianti di produzione in loco, occorrono dai 12 ai 24 mesi.

I fattori che seguono sono fattori importanti che influenzano i tempi di costruzione: scelta del sito e pianificazione

Approvazioni e permessi richiesti

Ricerca e fornitura di attrezzature

Costruzione e allestimento

Impostazione e valutazioni di sicurezza

L'impiego di centrali elettriche a idrogeno è ora più efficace grazie ai nuovi progressi nella progettazione di stazioni modulari che hanno ridotto i tempi di progettazione.

Quanta elettricità si ricava da 1 kg di idrogeno?

Le prestazioni del sistema a celle a combustibile dipendono dalla quantità di elettricità che può essere generata utilizzando un chilogrammo di idrogeno. Nelle applicazioni quotidiane:

Un chilogrammo di idrogeno può alimentare un tipico veicolo alimentato a celle a combustibile per circa 60-70 miglia.

Un chilogrammo di idrogeno contiene circa 33,6 kWh di energia.

Un chilogrammo di idrogeno potrebbe generare circa 15-20 kWh di elettricità utilizzabile, tenendo conto dell'affidabilità delle celle a combustibile (solitamente del 40-60%).

Per contestualizzare, una famiglia americana media consuma circa trenta kWh di elettricità al giorno, il che significa che, se convertiti correttamente, 2 kg di idrogeno potrebbero alimentare un'abitazione per un giorno.

Efficienza di conversione energetica:

I veicoli alimentati da celle a combustibile a idrogeno hanno generalmente un'efficienza "well-to-wheel" compresa tra il 25 e il 35%, mentre le auto elettriche a batteria hanno in genere prestazioni del 70-90%. Le cause principali di questa differenza sono la perdita di energia nella produzione di idrogeno, nella decompressione, nel trasporto e nella conversione delle celle a combustibile.