Ormai sappiamo tutti che il futuro dei trasporti (auto, treni, aerei, bus) deve andare verso la sostenibilità ambientale. L’industria automobilistica ha individuato nella trazione elettrica la soluzione ideale. La quote di mercato delle auto elettriche e ibride salgono costantemente da anni, con una forte accelerazione negli ultimi mesi. Ma c’è un problema, anzi due: come, dove e a che costo saranno smaltite le batterie? Possiamo permetterci il lusso di dipendere dalla Cina che controlla l’80% delle materie prime necessarie per costruire le batterie?
Alla prima domanda dovranno rispondere le istituzioni e dovranno farlo a breve perchè il rischio è perdere nella fase di smaltimento tutto il vantaggio in termini di minor inquinamento garantito dai motori elettrici.
Alla seconda domanda la risposta è semplice: no, non ce lo possiamo permettere. La Cina non è una democrazia nel senso occidentale del termine e una sempre maggiore dipendenza tecnologica acuirebbe le frizioni già in corso su altri fronti (intelligenza artificiale e 5G) e la transizione tout court verso l’elettrico rischia di distruggere la filiera industriale dell’automotive (motori, cambi, trasmissioni e componenti legati ai motori termici) che tra Europa e Usa da lavoro a milioni di persone.
Per chi non lo sapesse, l’industria automobilistica è il più grande datore di lavoro del mondo e la maggior parte dei fornitori dell’indotto avranno difficoltà a convertire le loro produzioni verso la componentistica per le auto elettriche, dati gli alti investimenti e le economie di scala richiesti.
Pertanto, l’esperimento della Toyota di produrre un motore termico alimentato a idrogeno, oltre al valore ambientale di sviluppare una tecnologia pulita alternativa all’elettrico, potrebbe salvare filiera e indotto dell’automotive sulle due sponde dell’Atlantico.
Toyota e il motore a idrogeno
Siamo abituati a pensare che le auto a idrogeno siano elettriche a fuel cell. Il leggerissimo gas viene quindi immesso nelle celle a combustibile nelle quali, combinandosi con l’ossigeno dell’aria, genera elettricità che alimenta il motore di trazione, come nella Toyota Mirai, l’auto più avanzata di questo genere. Ma la Toyota vuole provare anche un’altra soluzione e propone l’idrogeno come combustibile da bruciare direttamente in un motore endotermico.
Questa combustione è amica dell’ambiente perché non produce CO2 (non c’è il carbonio dei combustibili fossili), ma solo vapore acqueo, eccezion fatta per la piccola quantità di olio che può passare in camera di scoppio e lì bruciare, come accade per tutti gli altri motori a scoppio. Dobbiamo aspettarci, come sottoprodotto della combustione, anche un po’ di ossidi d’azoto NOx perché l’aria è fatta in maggioranza di azoto che si può combinare con l’ossigeno in camera di scoppio.
Ci aveva provato anche la BMW
Il motore endotermico alimentato a idrogeno non è una novità assoluta: diversi costruttori ci hanno provato prima, fra cui la BMW, che per anni ha sviluppato il motore a idrogeno V12 riuscendo infine, nel 2006, a mettere in produzione un piccolo lotto di 100 Serie 7 da affidare a clienti selezionati, ma poi nel 2009 ha cancellato il progetto interamente, concentrandosi su altre tecnologie. Quella della BMW era una soluzione molto complicata perché, non solo il possente 12 cilindri poteva andare anche a benzina, ma l’idrogeno era stoccato allo stato liquido, in speciali serbatoi super-raffreddati.
Oggi la Toyota presenta una soluzione decisamente più semplice, che sarà sperimentata prima nelle corse. Rispetto al progetto BMW l’alimentazione è monofuel a idrogeno e il gas viene conservato allo stato gassoso e a temperatura ambiente in bombole ad alta pressione.
La casa giapponese ha dotato di questo motore una Corolla Sport che debutterà in una 24 ore di endurance il 21 maggio nel team ORC Rookie Racing, in una gara del campionato Super Taikyu Series 2021. Il motore è un 3 cilindri turbo 1.600 mentre la trazione integrale deriva da quella della sportivissima GR Yaris. La casa riporta che i sistemi di alimentazione e iniezione derivano da quelli utilizzati con i motori a benzina.
Koji Sato, presidente del reparto sportivo di Toyota Gazoo Racing, durante la presentazione del progetto ha affermato che la combustione dell’idrogeno è otto volte più veloce rispetto a quella della benzina e quindi il motore è più pronto nella risposta all’acceleratore. Questi motori dovrebbero quindi avere il potenziale per il divertimento di guida pur essendo a emissioni locali praticamente pari a zero.
Ovviamente il propulsore è costruito per sostenere le alte temperature e pressioni della combustione dell’idrogeno ma non si tratta di cose insormontabili, come dimostrato dai motori a GPL e metano.
Nella stessa presentazione Akio Toyoda, presidente della Toyota, ha voluto enfatizzare la sicurezza raggiunta dalla moderna tecnologia dell’idrogeno dichiarando che “molte persone in Giappone associano l’idrogeno alle esplosioni. Quindi dimostrerò che è sicuro guidando io stesso in una gara”. Siamo convinti che la tecnologia dell’idrogeno sia ormai molto sicura ma rimangono, per le applicazioni di massa, i dubbi su produzione e trasporto del gas e sull’efficienza: produrlo richiede molta energia e anche i motori endotermici rendono meno di quelli elettrici. Ma anche questo è un problema che la tecnologia può risolvere.
Non ci resta che attendere l’esito della sperimentazione Toyota.
