Il nuovo treno cinese da 100 miglia orarie funziona con idrogeno e supercondensatori

Le auto elettriche sono molto di moda in questo momento, mentre il mondo cerca di ripulire le emissioni e di passare a un futuro più sostenibile. Tuttavia, questi veicoli richiedono batterie enormi così come sono. Per le applicazioni più pesanti come camion e treni, le batterie semplicemente non bastano.

Normalmente, la soluzione per elettrificare le ferrovie è semplicemente legare alcuni cavi e farla finita. La Cina, però, sta tentando una soluzione alternativa, sotto forma di un treno alimentato a idrogeno pieno di supercondensatori.

CRRC è una società statale cinese nel settore del materiale rotabile. È in prima linea nei progetti ferroviari del paese e ha investito molto nelle ferrovie convenzionali ad alta velocità e persino nelle tecnologie a levitazione magnetica. Il suo ultimo progetto alimentato a idrogeno non è costruito per la velocità, con una velocità massima dichiarata di soli 160 km/h, insieme a un'autonomia di 600 km con un serbatoio pieno. Potrebbe non essere rapido rispetto agli standard ferroviari moderni, ma è sufficiente per renderlo il treno alimentato a idrogeno più veloce del mondo. È inoltre dotato di autotecnologia per operazioni automatiche senza conducente o equipaggio. Il treno funziona come un composto da quattro carrozze ed è incaricato del servizio passeggeri.

Il treno fa affidamento sulle celle a combustibile per produrre elettricità dal suo combustibile a idrogeno. Le celle a combustibile sono generalmente considerate una fonte di energia a emissioni zero, poiché il loro unico prodotto è l’acqua. Naturalmente, l’approvvigionamento di idrogeno in modo pulito può ancora essere difficile, ma le celle a combustibile di per sé non contribuiscono direttamente alle emissioni nocive nell’atmosfera.

In particolare, il treno accoppia le celle a combustibile a idrogeno con un banco di supercondensatori. Le celle a combustibile da sole non sono in grado di rispondere alle elevate richieste di energia istantanea. Ovviamente si potrebbe realizzare un progetto con un banco di celle a combustibile più grande per soddisfare le richieste di potenza di picco, ma ciò sarebbe costoso e inefficiente.

Invece, i supercondensatori vengono utilizzati come power bank per coprire eventuali picchi di domanda di energia. I supercondensatori possono essere caricati lentamente nel tempo dalle celle a combustibile e quindi fornire elevata potenza quando è maggiormente necessaria. L’altro vantaggio dell’aggiunta di supercondensatori è che possono immagazzinare l’energia catturata dalla frenata rigenerativa. Ciò può essere particolarmente utile quando un treno percorre una lunga discesa. L’energia potenziale gravitazionale può essere catturata e immagazzinata come energia elettrica per un uso successivo.

L’impegno del CRRC può reggere il confronto con altri progetti ferroviari alimentati a idrogeno all’estero. Le ferrovie tedesche gestiscono già una flotta di 14 treni Alstom alimentati a idrogeno. I treni passeggeri Alstom Coradia iLint sono entrati in una prova di pre-servizio nel 2018 e da allora sono entrati nel servizio pubblico tradizionale. Hanno una velocità massima inferiore, pari a soli 140 km/h, ma è più che sufficiente per le consuete velocità di viaggio di 80-120 km/h sulla rete ferroviaria EVB. I treni tedeschi offrono un’autonomia più lunga, con 64 serbatoi di idrogeno a bordo in grado di spingere i treni fino a 1.000 km. Un solo rifornimento di idrogeno è sufficiente per un'intera giornata di servizio lungo percorsi tipici. I nuovi treni hanno sostituito una flotta di 15 unità diesel, risparmiando 1,6 milioni di litri di diesel e 4.400 tonnellate di CO2 all’anno. In futuro Alstom prevede di spedire più treni a idrogeno in altre città tedesche, così come in Francia e Italia.

La ricerca e lo sviluppo sono in corso anche nel settore del trasporto merci. Un progetto australiano sta esplorando se i treni merci in aree minerarie remote potrebbero funzionare a idrogeno anziché a diesel. Questi lunghi percorsi non sono elettrificati e sono attualmente percorsi da locomotive diesel convenzionali. I treni merci tendono a richiedere locomotive molto più robuste, quindi la sfida è in qualche modo maggiore rispetto alla produzione di un treno passeggeri alimentato a idrogeno. Tuttavia, se questo trasporto pesante potesse funzionare a idrogeno, ci sarebbero enormi possibilità di ridurre drasticamente le emissioni.

Le celle a combustibile a idrogeno possono sembrare una scelta curiosa per i treni. Spendere risorse per creare idrogeno, solo per trasformarlo nuovamente in elettricità, è ovviamente meno efficiente che semplicemente alimentare direttamente i treni con l’elettricità. Le numerose ferrovie elettriche aeree e di terza rotaia in tutto il mondo indicano che si tratta di una tecnologia risolta.