L’idrogeno si conferma sempre più competitivo nel trasporto merci a medio-lungo raggio, soprattutto oltre i 300 km, dove i veicoli commerciali di fascia 3,5–18 tonnellate alimentati a celle a combustibile possono ridurre i costi complessivi fino al 55% rispetto ai sistemi elettrici a batteria. È quanto emerge da una nuova ricerca condotta da ENEA e dall’Università degli Studi della Tuscia, pubblicata sulla rivista internazionale Journal of Hydrogen Energy. Lo studio rappresenta uno dei primi confronti sistematici tra le principali tecnologie di propulsione per il trasporto su gomma: diesel tradizionale, motori a combustione interna alimentati a idrogeno, veicoli elettrici a batteria (BEV) e veicoli a celle a combustibile a idrogeno, analizzati sia in configurazioni a potenza costante sia variabile. L’analisi prende in considerazione quattro classi di peso – dai 3,5 fino a 44 tonnellate – e diverse percorrenze giornaliere, comprese tra 100 e 700 chilometri.
Dai risultati emerge che, in particolare nel segmento dei mezzi pesanti, l’elettrico a batteria risulta meno competitivo rispetto alle soluzioni a idrogeno. Sul piano del costo totale di possesso, i BEV mostrano infatti un incremento significativo rispetto ai fuel cell: +14,4% nella classe da 18 tonnellate e +4,9% in quella da 44 tonnellate per percorrenze di 100 chilometri al giorno. Il divario cresce sensibilmente sulle lunghe distanze, superando il 52% di costo aggiuntivo per entrambe le categorie quando si raggiungono i 700 chilometri giornalieri.
“Nel complesso, i BEV sono i più efficienti dal punto di vista energetico ma pagano in termini di capacità di carico, soprattutto sulle tratte più lunghe. A pesare sono soprattutto i costi più elevati per l’acquisto e la sostituzione delle batterie a metà vita del mezzo e, naturalmente, il loro ingombro. Di conseguenza risultano meno competitivi dei veicoli a celle a combustibile”, sottolinea la coautrice dello studio Viviana Cigolotti, responsabile della Divisione ENEA Tecnologie e vettori per la decarbonizzazione presso il Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili.
Il pacco batterie nei veicoli a cella a combustibile svolge solo la funzione di tampone e può essere fino a 12 volte più piccolo delle batterie utilizzate nei BEV. L’energia per l’autonomia del mezzo viene invece fornita attraverso la cella a combustibile e “accumulata” in un serbatoio di idrogeno compresso, con una maggiore densità gravimetrica (peso dello stoccaggio per unità di energia stoccata) rispetto alle batterie.
Indipendentemente dal tipo di motorizzazione, lo studio evidenzia che i veicoli pesanti (18 tonnellate e 44 tonnellate) hanno un costo del trasporto lungo tutta la vita utile inferiore rispetto ai veicoli leggeri (3,5 tonnellate e 5,2 tonnellate), grazie alla maggiore capacità di carico. Il diesel resta ancora l’opzione più economica, ma l’idrogeno guadagna terreno: le celle a combustibile alimentate a idrogeno diventano competitive oltre i 300 km e per i veicoli fino a 18 tonnellate, con il vantaggio delle zero emissioni.
“Dai risultati del nostro studio emerge in modo chiaro che, per il trasporto merci a zero emissioni, le politiche dovrebbero privilegiare i mezzi elettrici a celle a combustibile rispetto a quelli a batteria. Si tratta tuttavia di un settore ancora emergente, che richiede ulteriori analisi e sperimentazioni per valutare in modo completo costi ed efficienza. Sarà inoltre fondamentale ampliare lo sguardo a scenari più ampi, includendo anche gli aspetti legati alla produzione e alla distribuzione dell’idrogeno per il trasporto su strada”, conclude Cigolotti.
Secondo le ultime stime dell’Agenzia Europea per l’Ambiente, nel 2023 il settore trasporti ha generato quasi un terzo delle emissioni totali di gas serra dell’Unione Europea. Nello stesso anno il trasporto merci ha movimentato circa 3,5 mila miliardi di tonnellate-chilometro[2], con un aumento del 43% rispetto al 1995, nonostante gli effetti della crisi economica del 2009 e, in misura minore, della pandemia di COVID-19. Più della metà delle merci (52,6%) ha viaggiato su strada, confermando questa modalità come dominante e registrando un incremento di 5,7 punti percentuali rispetto al 1995.