Secondo una nuova ricerca dell’Università RWTH di Aquisgrana, i camion a idrogeno possono offrire autonomie fino a 1.000 km e rifornirsi in pochi minuti, ma gli operatori devono affrontare costi più elevati e un accesso limitato alle stazioni di rifornimento in tutta Europa.
La ricerca, pubblicata in Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, ha esaminato tutti i camion a idrogeno disponibili o annunciati sul mercato europeo entro l’inizio del 2024 e li ha confrontati con modelli selezionati elettrici a batteria. Ha rilevato che sebbene i veicoli a idrogeno offrano autonomie maggiori e tempi di rifornimento più brevi, rimangono significativamente più costosi da acquistare e gestire.
“Né i camion a celle a combustibile né quelli elettrici a batteria sono una soluzione universale,” ha detto il Direttore del PEM, Professor Achim Kampker. “La loro efficienza economica dipende fortemente dal profilo di applicazione, dall’infrastruttura esistente e dal grado di maturità tecnologica.”
Allo stesso tempo, l’università ha annunciato che il suo prototipo di camion a celle a combustibile ha ricevuto l’approvazione ufficiale per la strada. Il veicolo è stato sviluppato nell’ambito del progetto SeLv finanziato dal governo tedesco, che ha ricevuto quasi 17 milioni di euro in supporto federale.
Il prototipo di camion a celle a combustibile ottiene l’approvazione per la strada
Il camion SeLv sarà esposto alla fiera commerciale NUFAM a Karlsruhe dal 25 al 28 settembre prima di entrare in una fase di test nel mondo reale. In modo univoco, il camion viaggerà all’evento con l’alimentazione propria anziché essere trasportato, offrendo ai visitatori una dimostrazione diretta delle sue capacità.
Il veicolo ha già completato prove di prestazione riguardanti frenata, compatibilità elettromagnetica e capacità di salita in collina. Il suo design si basa su un concetto di powertrain modulare, permettendo di integrare diverse combinazioni di celle a combustibile, batterie e unità di trazione elettrica a seconda delle esigenze operative. L’obiettivo è creare un “kit” flessibile che può essere adattato a diversi tipi di camion e casi d’uso.
Photo credits © PEM RWTH Aachen University | Clemens Niederée
Professor Achim Kampker, Direttore del PEM, ha affermato che l’approvazione dimostra che “approcci innovativi possono essere portati dai prototipi di ricerca all’idoneità pratica e, in ultima analisi, alla produzione di serie in un breve periodo di tempo.”
Dopo la NUFAM, il prototipo inizierà le prove su strada e sarà anche presentato a diverse aziende industriali. Inoltre, sarà utilizzato per trasportare un container che ospita la ricerca del PEM in aree come i sistemi di batterie, i motori elettrici e le tecnologie a idrogeno, comprese le modalità per il riciclo e l’integrazione in veicoli pesanti.
Dove i camion a idrogeno superano le batterie
Secondo lo studio della RWTH Aachen University, l’energia a maggiore densità dell’idrogeno rende i camion a celle a combustibile più adatti per il trasporto a lunga distanza rispetto alle batterie. Alcuni modelli di nuova generazione promettono autonomie fino a 1.000 km. Il rifornimento richiede solo pochi minuti, rispetto a un’ora o più per la ricarica della batteria, dando ai FCET un vantaggio operativo sui percorsi ad alto chilometraggio.Al contrario, i camion elettrici a batteria sono più convenienti per operazioni regionali e ritorno al deposito, dove è possibile una ricarica prevedibile e le esigenze di autonomia sono minori.
| Caratteristica | Camion elettrici a batteria (BEV) | Camion elettrici a celle a combustibile (FCET) |
| Autonomia | Tipicamente 200–500 km (es. Daimler eActros 300: 220 km; eActros 600: 500 km) | 400–1.000 km a seconda del modello (es. Hyundai Xcient: 400 km; Daimler GenH2: 1.000 km) |
| Tempo di rifornimento/ricarica | 60–75 minuti (20–80% dello stato di carica con ricarica rapida; più veloce con futura ricarica da megawatt) | Pochi minuti per il rifornimento a idrogeno |
| Costi di acquisto (CAPEX) | Inferiori – i costi delle batterie dominano ma stanno diminuendo con la scala | Più elevati – costose celle a combustibile e serbatoi di idrogeno aumentano il prezzo del veicolo |
| Costi operativi (OPEX) | Inferiori – costi dell’elettricità ~€0,27/kWh in Germania (riferimento studio) | Più elevati – costi dell’idrogeno ~€9–12/kg in Germania (riferimento studio) |
| Miglior utilizzo | Operazioni a breve e medio raggio, percorsi di ritorno al deposito con ricarica affidabile | Lunghe percorrenze, operazioni ad alto chilometraggio dove autonomia e rapido rifornimento sono critici |
| Esigenze infrastrutturali | Rete di ricarica in crescita, installazione di ricarica in deposito più semplice | Stazioni di rifornimento a idrogeno scarse, principalmente concentrate in Germania/Benelux; ridotta ridondanza |
Alti costi del veicolo e del carburante limitano l’adozione
L’analisi del costo totale di proprietà (TCO) dello studio ha rilevato che sia l’investimento iniziale (CAPEX) che i costi operativi (OPEX) dei camion a idrogeno superano quelli dei veicoli elettrici a batteria e diesel.
- Costi di acquisto del veicolo: I FCET richiedono sistemi di celle a combustibile e serbatoi di stoccaggio dell’idrogeno costosi, facendo sì che i prezzi iniziali siano molto più alti rispetto ai BEV.
- Costi operativi: Il consumo di idrogeno domina l’OPEX. Mentre gli operatori BEV in Germania pagano un prezzo medio dell’elettricità di €0,27/kWh, i costi di rifornimento a idrogeno si attestano in media tra €9-12/kg. Ciò significa che per 100 km, un camion a celle a combustibile può essere notevolmente più costoso da gestire rispetto a un BEV comparabile.
- Scenari di pareggio: Per operazioni di lunga percorrenza ad alto chilometraggio, i guadagni di efficienza possono compensare i costi elevati del carburante. In simulazioni, alcuni FCET sono diventati competitivi solo dopo 300.000 km o più di funzionamento: un ostacolo significativo per gli operatori di flotte.
“Su distanze più lunghe, i costi operativi dei camion a celle a combustibile si stanno ora avvicinando a quelli dei camion elettrici a batteria, ma rimangono più elevati, principalmente a causa dell’alto prezzo dell’idrogeno,” ha detto l’autore dello studio Maximilian Bayerlein.
Rete di rifornimento scarsa e fragile
L’infrastruttura è un altro ostacolo. A partire dal 2024, l’Europa aveva poco più di 250 stazioni di rifornimento a idrogeno, concentrate in Germania, Paesi Bassi e Svizzera. Ma rimangono ampie lacune: la stazione più vicina a Parigi si trova a circa 280 km di distanza. La maggior parte delle stazioni opera anche con un unico ugello, il che significa che guasti tecnici possono bloccare completamente le operazioni.Questo crea due distinti modelli operativi:
- Operazioni basate su deposito, dove i camion tornano a una base centrale con il proprio punto di rifornimento. Questo è attualmente il caso d’uso più praticabile per i FCET.
- Operazioni a noleggio o su percorsi aperti, che si basano su stazioni pubbliche e rimangono molto più rischiose a causa delle lunghe distanze tra i siti e della mancanza di ridondanza.
Lo studio evidenzia l’importanza di un’infrastruttura di rifornimento digitalizzata. Informazioni in tempo reale sulla disponibilità delle stazioni, qualità dell’idrogeno e guasti saranno necessarie per i trasportatori per pianificare i percorsi in modo affidabile.
Camion di nuova generazione in arrivo
Diversi nuovi modelli di FCET sono previsti per il lancio entro la fine di questo decennio, inclusi il GenH2 di Daimler Truck con stoccaggio di idrogeno liquido e un’autonomia di 1.000 km, e il primo modello a celle a combustibile di Volvo Trucks. Questi veicoli dovrebbero essere più efficienti e meglio adatti per le operazioni di lunga percorrenza.Per ora, tuttavia, i camion a celle a combustibile affrontano un problema di “uovo e gallina”: gli alti costi di acquisto e del carburante scoraggiano l’adozione delle flotte, mentre la bassa domanda rende più difficile per i produttori e i fornitori di infrastrutture ridurre i costi.Gli autori concludono che l’adozione su larga scala dipenderà dall’intervento politico, inclusi sovvenzioni, riduzioni dei pedaggi e implementazione obbligatoria dell’infrastruttura secondo il Regolamento sull’Infrastruttura dei Carburanti Alternativi dell’UE (AFIR).
