L’idrogeno rappresenta un vettore energetico pulito e potenzialmente rinnovabile, a condizione che venga prodotto correttamente, cioè a partire da acqua e fonti energetiche rinnovabili. Ma iniziamo dalla chimica di base.

I combustibili fossili sono costituiti da idrocarburi, ovvero composti chimici formati da atomi di carbonio (C) e idrogeno (H). Il più semplice di questi è il metano, CH₄, componente principale del gas naturale, largamente impiegato nella produzione di energia elettrica e protagonista della recente crisi energetica legata al conflitto russo-ucraino. Nella reazione di combustione, ad esempio nei motori a benzina o diesel, il combustibile reagisce con l’ossigeno dell’aria (O₂), liberando energia utilizzabile per il movimento meccanico. In tale processo gli atomi di carbonio si combinano con l’ossigeno formando anidride carbonica (CO₂), il gas serra responsabile del cambiamento climatico.

Idrogeno: un combustibile a emissioni zero, ma il punto è la modalità di produzione

Nel caso dell’idrogeno molecolare (H₂), la reazione con l’ossigeno produce unicamente acqua (H₂O), senza emissioni climalteranti. Pertanto, l’idrogeno impiegato come combustibile è da considerarsi a emissioni zero.

La questione cruciale riguarda però la modalità di produzione dell’idrogeno. L’idrogeno non si trova allo stato libero sulla Terra, salvo in rari giacimenti di cosiddetto “idrogeno bianco”, ancora poco sfruttati. Attualmente, l’idrogeno viene prodotto a partire dalle molecole in cui si trova combinato con altri atomi. Oggi viene principalmente ottenuto a partire da metano (CH₄), mediante un processo di reforming che, pur liberando H₂, genera allo stesso tempo CO₂, annullando quindi i benefici ambientali.

Per essere davvero sostenibile, l’idrogeno deve essere, pertanto, generato a partire da acqua attraverso un processo (elettrolisi dell’acqua) mediante il quale la molecola di H₂O viene scissa nei suoi elementi costitutivi – idrogeno e ossigeno – utilizzando energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili.

L’impiego nelle celle a combustibile

Un grande vantaggio dell’idrogeno è la possibilità di impiegarlo anche nelle celle a combustibile (fuel cell), tecnologia sviluppata fin dagli anni Sessanta dalla NASA per il programma Gemini e successivamente implementata nei voli dello Space Shuttle. In una cella a combustibile, l’idrogeno si combina con l’ossigeno dell’aria producendo acqua e, simultaneamente, energia elettrica, utilizzabile ad esempio per alimentare un motore elettrico.

Ecco il motivo per cui l’idrogeno viene considerato un elemento chiave nei trasporti sostenibili: è un combustibile pulito, poiché produce solo acqua come scarto, rinnovabile, se generato da acqua e fonti energetiche green, e genera energia elettrica sfruttabile in veicoli a motore elettrico.

I veicoli a idrogeno sono tutti elettrici

I veicoli a idrogeno sono a tutti gli effetti veicoli elettrici (Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV), ossia automobili dotate di un motore elettrico che trasmette il movimento alle ruote. Presentano tutti i vantaggi della guida elettrica: silenziosità, coppia immediata, minore manutenzione e impatto ambientale ridotto.

Ciò che li distingue dalle auto elettriche tradizionali è l’origine dell’energia. Nei veicoli elettrici a batteria, l’energia proviene da una batteria ricaricabile, in cui viene immagazzinata l’energia elettrica prodotta altrove; nei veicoli a idrogeno, invece, l’elettricità viene prodotta direttamente a bordo mediante celle a combustibile alimentate da idrogeno, stoccato in un serbatoio simile a quelli delle auto a benzina o diesel.

Auto a idrogeno: quali prototipi sono stati sviluppati

Negli ultimi decenni sono stati sviluppati diversi prototipi, tra cui la Fiat 600 Elettra H2 Fuel Cell, una versione a idrogeno, datata 2001, della storica utilitaria. All’epoca, a cavallo tra gli anni ’90 e 2000, le batterie al piombo erano ancora troppo pesanti e ingombranti, riducendo notevolmente l’autonomia e sacrificando lo spazio interno. Le case automobilistiche stavano dunque esplorando soluzioni alternative per la mobilità elettrica. La Fiat 600 riceveva un pieno di idrogeno in soli 10 minuti, offrendo un’autonomia di circa 150 km.

Auto a idrogeno: Toyota Mirai e Hyundai Nexo

Oggi sono in commercio alcuni modelli a idrogeno di nuova generazione che, tuttavia, si contano ancora sulle dita di una mano. La Toyota Mirai, prima automobile a celle a combustibile prodotta su larga scala, è nota per l’elevata autonomia e la rapidità del rifornimento. Come riportato dal sito ufficiale italiano, è in grado di garantire, con un pieno di circa 5 minuti, un’autonomia di 650 km secondo il ciclo WLTP, ovvero un valore paragonabile a quello di molti modelli a benzina della stessa categoria. Qualche anno fa, un test di guida reale condotto sulle strade californiane ha stabilito un record di circa 1.350 km di autonomia con un solo pieno (circa 5,5 kg di idrogeno). Anche la Hyundai Nexo rappresenta un’alternativa affermata con caratteristiche simili. Un altro modello atteso per il 2025 è la Honda CR-V, che unisce la piattaforma SUV alla propulsione a idrogeno.

I costi delle auto a idrogeno

Per quanto riguarda i costi, i veicoli a idrogeno attualmente disponibili sul mercato si posizionano nella fascia delle auto termiche ed elettriche a batteria di segmento premium. In particolare, la Toyota Mirai è offerta in Italia con una formula di noleggio a lungo termine a € 599 al mese con un anticipo di € 9.900. Tale proposta risulta paragonabile a quella di un modello entry-level della gamma elettrica Audi e dimostra come l’idrogeno cominci a rappresentare un’alternativa concreta alle motorizzazioni elettriche tradizionali anche sul piano economico

Vantaggi e svantaggi delle auto a idrogeno

I vantaggi principali di queste vetture risiedono nell’autonomia – spesso superiore ai 600 km con 5-6 kg di idrogeno – e nei tempi di rifornimento ridotti, circa 5 minuti, comparabili a quelli di un veicolo tradizionale. Tuttavia, gli svantaggi non sono trascurabili. Il costo di acquisto è ancora elevato (solo segmento premium disponibile) e, soprattutto, l’infrastruttura di rifornimento è pressoché assente in diversi Paesi, tra cui l’Italia. Non a caso, nel corso dell’intero 2024 è stata venduta una sola auto a idrogeno sul territorio nazionale.

Auto a idrogeno nel mondo

A livello globale, la situazione appare leggermente più dinamica. Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), l’uso dell’idrogeno per decarbonizzare il trasporto su strada ha registrato una crescita significativa nel 2023, con un incremento del 55% rispetto al 2022, trainato in particolare dall’espansione dei camion e degli autobus a celle a combustibile in Cina. Al contrario, la diffusione delle auto a idrogeno ad uso privato non decolla, con vendite ancora modeste – anzi in leggero calo – nel 2024.

I Paesi in testa sono la Corea del Sud, gli Stati Uniti e il Giappone, che detengono assieme oltre l’85% del parco globale di FCEV. Nonostante il rallentamento generale, alcuni produttori continuano a investire: la Honda ha lanciato l’anno scorso la CR-V a celle a combustibile in California, mentre la BMW ha avviato sperimentazioni in vari continenti, con l’intenzione di avviare la produzione in serie nel 2028.

Taxi all’idrogeno: la rivoluzione parte dalla Francia

Il settore dei taxi rappresenta un caso d’uso particolarmente interessante, grazie alla combinazione di autonomia estesa e tempi di rifornimento rapidi. La società francese Hype ha portato la propria flotta a circa 1.500 taxi a celle a combustibile nel 2024. Hype ha recentemente esteso i servizi a Bruxelles e prevede di lanciarli a breve nelle principali capitali e città della Francia, nonché in Spagna e Portogallo.

Veicoli commerciali a idrogeno: la leadership cinese, l’interesse di Stellantis

Nel comparto dei veicoli commerciali, la Cina guida il mercato mondiale. Il numero di furgoni a celle a combustibile sulle strade cinesi è oltre quattro volte superiore rispetto alle auto, costituendo il 90% del parco veicoli globale a idrogeno. In questo settore Stellantis, tra gli altri, ha dimostrato molto interesse per la produzione di veicoli commerciali a idrogeno in Europa. Tuttavia, il settore in più rapida crescita è quello dei camion, che nel 2023 hanno visto un aumento del 50%, con una crescita più che doppia rispetto agli autobus e tripla rispetto alle automobili. A metà 2024, il parco globale dei camion a idrogeno superava le 12.000 unità, di cui circa il 95% in Cina.

In conclusione, i vantaggi ambientali dell’idrogeno verde sono indiscutibili: assenza di emissioni di CO₂, di ossidi di azoto, di zolfo e di microparticolato. A questo si aggiungono indubbi pregi quali elevate autonomie e tempi di rifornimento rapidi. Il suo impiego come combustibile nel trasporto su strada ha ormai raggiunto un buon grado di maturità in settori quali il trasporto pesante, il servizio taxi e i veicoli commerciali, mentre nel comparto delle autovetture private la sua diffusione rimane ancora estremamente limitata. L’eventuale successo su larga scala dipenderà sia da una significativa riduzione dei costi, sia soprattutto dalla realizzazione di un’adeguata rete di rifornimento, argomento che affronteremo in un prossimo articolo.