AUTOSTRADA DEL BRENNERO
E LO SVILUPPO DI UNA
MOBILITÀ SOSTENIBILE
Potenziamento impianti a metano
Produzione di idrogeno “verde” per autotrazione
Il primo mezzo a “idrometano” di A22
Consapevole della sua responsabilità
verso il territorio e le generazioni
future, l’Autostrada del Brennero vuol
contribuire attivamente ad un futuro a
zero emissioni nel settore dei trasporti.
Nell’arco alpino si ha la concreta
possibilità di ottenere idrogeno
da fonti rinnovabili. L’idrogeno
rappresenta, peraltro, una forma
di energia “pulita” ed aumenta
l’efficienza della produzione
energetica locale in senso economico
ed ecologico. Inoltre, l’uso di idrogeno
abolisce gli impatti sulla salute e
sull’ambiente causati da carburi
fossili e riduce le emissioni di anidride
carbonica.
La peculiare ubicazione dell’arteria
autostradale del Brennero lungo il
Corridoio Europeo 1 rende l’A22
strategica per sensibilizzare e favorire
lo sviluppo della diffusione dei mezzi
ad idrogeno.
L’A22 è membro dell’Istituto per
Innovazioni Tecnologiche (I.I.T.) Scarl,
che svolge attività di ricerca e di
innovazione e il cui obiettivo è quello
di realizzare un progetto complessivo
lungo tutta l’asse Brennero-Modena.
futura rete
metano
Bolzano
Trento
A4
Verona
A1
Modena
IL PIANO DI A22
PER LO SVILUPPO DEL METANO
Il primo obiettivo di A22 è quello di compensare la
mancanza, nella rete di distribuzione, di distributori di metano per autotrazione, motivo per il quale la
Società ha avviato un progetto per promuovere la
riqualificazione, dal punto di vista della sicurezza e
dell’ambiente, delle aree di servizio esistenti lungo il
suo percorso e l’installazione di 12 nuovi impianti a
metano.
Il metano, tra i combustibili alternativi ad oggi disponibili, è la soluzione più ecologica principalmente in
termini di riduzione emissioni CO2 (- 23 % rispetto
alla benzina) e NOx ma con vantaggi anche in termini di particolato ed emissioni acustiche nei confronti
dei veicoli con motore diesel.
Inoltre ha un ruolo strategico nel predisporre le basi
tecnologiche per lo sviluppo e la diffusione di soluzioni ecologicamente ancora più sostenibili basate
sui combustibili gassosi ottenuti da fonti rinnovabili
che è lo scopo di questa iniziativa.
A22 VERSO IL RIFORNIMENTO
DI MISCELE IDROGENO-METANO
L’uso di miscele metano-idrogeno (idrometano) nel
settore dei trasporti rappresenta una strategia di implementazione a breve-medio termine per soluzioni
a basse emissioni economicamente sostenibili che
puntano allo sviluppo dei combustibili rinnovabili;
strategia che adotta come punto di partenza le tecnologie avanzate della propulsione a metano.
Si tratta di una tecnologia trasversale che può essere applicata a diverse piattaforme di motori a metano, per applicazioni sia su automobili sia su veicoli
adibiti al trasporto pubblico o ad altre tipologie di
missione.
Se al metano si aggiunge una frazione di idrogeno
(fino al 30% in volume) si ottiene una scelta
tecnologica vantaggiosa perché è possibile sfruttare
alcune proprietà dell’idrogeno per esaltare le già
ottime caratteristiche “ecologiche” del metano.
Attraverso un controllo flessibile del motore si è in
grado di ottimizzare la combustione e le prestazioni,
riconoscendo la presenza nel serbatoio di metano
o di miscele con una percentuale d’idrogeno fino
al 30% in volume, garantendo una riduzione di
emissioni di CO2 fino a valori dell’11% (con miscele
contenenti il 30% in volume di idrogeno) rispetto allo
stesso metano ma anche di ridurre le altre emissioni
inquinanti (monossido di carbonio, idrocarburi
incombusti, ecc.).
Road map dell’implementazione di idrogeno per il trasporto
(BIO) CH4
H2/NG blends
L’utilizzo della tecnologia dell’idrometano, ove vi sia
disponibilità di idrogeno verde, prodotto da fonti rinnovabili come in questo caso o come sottoprodotto
di processi industriali, costituisce un approccio innovativo e pragmatico, volto a ottenere in tempi brevi
un ulteriore vantaggio dal punto di vista ambientale,
favorendo nel contempo lo sviluppo e la diffusione
dell’idrogeno nel settore dell’autotrazione e delle
filiere territoriali specifiche dei combustibili rinno-
H2
vabili. In tal senso, assieme al biometano, offre un
interessante contributo al raggiungimento del target Europeo del 10% di carburanti prodotti da fonti
rinnovabili, previsto nella Direttiva 2009/28/EC sulle
Fonti Rinnovabili.
Accanto alle miscele metano-idrogeno, va infatti
sottolineata anche l’importanza della produzione di
biometano, combustibile di seconda generazione,
prodotto da processi di digestione anaerobica di
biomassa quali reflui zootecnici, FORSU, ecc. con
enormi vantaggi ambientali: esso evidenzia un impatto neutro in termini di emissioni CO2 o addirittura migliorativi, dal momento che si eviterebbe che
queste biomasse, per loro decomposizione naturale, emettano in atmosfera biogas che possiede un
indice di effetto serra 23 volte peggiorativo rispetto
alla stessa CO2.
Consapevole delle potenzialità delle miscele
metano-idrogeno e in generale dei combustibili
rinnovabili, l’Autostrada del Brennero ha affidato
a Centro Ricerche Fiat, sede di Trento, l’incarico di
realizzare un veicolo sperimentale basato sull’Iveco
Daily, che possa essere alimentato con miscele
idrogeno-metano e di sviluppare un sistema infotelematico specifico che, oltre a localizzare il mezzo
nelle varie missioni, possa calcolare il beneficio
ambientale in termini di emissioni di CO2 emesse in
atmosfera in funzione della percentuale di idrogeno
presente nella miscela; questo al fine di avere anche
le basi per proiettare i vantaggi per applicazioni
che coinvolgano l’utilizzo di flotte di mezzi con tali
caratteristiche per applicazioni non solo autostradali.
Il veicolo, omologato come esemplare unico, è stato
sviluppato da Centro Ricerche Fiat in collaborazione
con Iveco e FPT Industrial e da oggi è ufficialmente
in esercizio presso l’Autostrada del Brennero SpA.
IL VEICOLO: IVECO DAILY A
MISCELA METANO-IDROGENO
L’Iveco Daily a idrometano è stato sviluppato sulla
versione CNG bifuel (metano/benzina) dell’Iveco
ECODAILY 35S14, passo di 3300 mm, normalmente
disponibile in produzione.
Il veicolo è equipaggiato con il motore 3,0 litri Natural
Power da 136 CV (350 Nm di coppia) che non solo
raggiunge lo standard EEV (Environmentally-friendly
Enhanced Vehicle), il più severo attualmente in
vigore, ma si avvicina anche ai limiti di emissione
previsti dalla futura normativa Euro VI. Il motore
è sovralimentato con rapporto di compressione
ottimizzato per il funzionamento a metano e
con le miscele metano-idrogeno. Per questo
il funzionamento a benzina è limitato alla sola
“recovery” anche in ragione del limitato volume del
serbatoio combustibile (14 litri).
Gli interventi sul veicolo base, hanno portato alla
realizzazione di un kit prototipo realizzato nel
rispetto del progetto originale, limitando le varianti
ai soli materiali. Le caratteristiche della miscela
metano-idrogeno hanno, infatti, richiesto l’analisi
e l’adeguamento dei componenti di normale
produzione del sistema di stoccaggio e alimentazione
del gas, al fine di garantire la piena compatibilità.
Da un lato infatti è stato necessario assicurare che
i componenti del sistema di alimentazione e di
stoccaggio fossero compatibili dal punto di vista
metallurgico all’idrogeno, con particolare riferimento
al fenomeno di ”infragilimento” degli acciai (bombole
e tubazioni), mentre dall’altro è stato necessario
verificare che i materiali plastici impiegati non
fossero soggetti a rigonfiamenti/deformazioni che
avrebbero potuto causare perdite.
Per quanto riguarda il sistema di controllo motore,
si è provveduto alla calibrazione dei parametri, così
da consentire la gestione flessibile del tenore di
idrogeno nella miscela (da 0% al 30% in volume), e
garantire in ogni condizione di utilizzo l’ottimizzazione
sia delle prestazioni motore (erogazione della
coppia e consumi), sia dell’efficienza del
catalizzatore. Al variare della composizione della
miscela, il software è in grado di riconoscere
la tipologia di miscela utilizzata e di adeguare,
conseguentemente, i parametri di controllo. Anche
con la miscela al 30% di idrogeno le prestazioni del
motore sono sostanzialmente equivalenti rispetto al
funzionamento con solo metano.
IL PIANO INDUSTRIALE DI A22
PER LA PRODUZIONE E LA DISTRIBUZIONE
DI IDROGENO
Nell’ambito del piano industriale redatto dall’A22, il quale prevede la costruzione di distributori di idrogeno ogni
70-80 km lungo la sezione Monaco – Modena, l’Autostrada del Brennero ha individuato 5 aree considerate
particolarmente adeguate per la produzione e distribuzione di idrogeno “verde”, cioè di idrogeno prodotto
tramite “elettrolisi” usando diverse tipologie di fonti di energia rinnovabili. Tali siti
sono situati vicino al Passo del Brennero (energia eolica), a Bolzano
sud (energia idroelettrica), in Trentino (combinazione di
fotovoltaico ed energia idroelettrica), nella Provincia
di Verona (interconnessione con l’autostrada
A4) e in prossimità dell’interconnessione con
Brennero
l’autostrada A1 (biomassa).
SITO 1
Bolzano
SITO 2
DAL VENTO
Brennero
DALL'ACQUA
Bolzano e Trento
DALL’ACQUA E
DAL SOLE
Trento
Trento
SITO 3
Verona
SITO 4
DALLA BIOMASSA
Verona e Modena
A4
Milano
Torino
Modena
SITO 5
A1
Firenze
SITO 1
Brennero
Produzione di idrogeno
sfruttando l’energia
eolica.
STUDIO DI FATTIBILITÀ
ESEGUITO
CARATTERISTICHE DELL’IMPIANTO
SITO 2
Bolzano sud
Produzione di idrogeno
sfruttando l’energia
idroelettrica da una
centrale ad acqua fluente
durante le ore notturne.
FINE COSTRUZIONE 2011
7 pale (da 1,5 MW l’una)
Produzione giornaliera: 500 kg di H2 soggetta alla
variabilità del vento.
CENTRALE IDROELETTRICA
VANTAGGI DEL PROGETTO
RISPARMIO AMBIENTALE
L’impianto sarà indipendente dai fornitori nazionali dal punto di vista energetico.
L’impianto sarà in grado di contribuire alla cogenerazione di un edificio al Passo del Brennero e di rifornire veicoli e pannelli a messaggio variabile lungo l’autostrada.
5 turbine Francis (33.000 kW ognuna)
6 ore al giorno durante la notte.
700.000 litri di benzina e oltre 1.600.000 kg di CO2.
PRODUZIONE GIORNALIERA
240 Nm3 di H2 all’ora in una prima fase.
360 Nm3 di H2 all’ora in una seconda fase.
PRODUZIONE ANNUA
2 milioni di m3 di H2
CAPACITÀ DI STOCCAGGIO
Circa 10.000 Nm3
SITO 3
Trento
Produzione di idrogeno
sfruttando l’energia
idroelettrica e l’energia
fotovoltaica.
IPOTESI IN FASE
DI VALUTAZIONE
PRODUZIONE GIORNALIERA
250 Nm3 di H2 all’ora
1.000 kWh di energia idroelettrica/fotovoltaica necessaria per la produzione oraria
SITO 4 E SITO 5
Provincia
di Verona
e Provincia
di Modena
(interconnessioni A4 e A1)
Produzione di biometano
ed idrogeno sfruttando la
biomassa.
IPOTESI IN FASE
DI VALUTAZIONE
Il biometano ma anche l’idrogeno può essere
prodotto attraverso la purificazione di biogas
derivante principalmente da processi di digestione
anaerobica di biomassa con elevato indice di
fermentescibilità (reflui zootecnici, FORSU, fanghi
di depurazione, scarti agroindustriali ..).
Ad oggi il biogas prodotto in Italia è utilizzato
principalmente per la produzione di energia
elettrica; la sua purificazione a biometano, anche
in combinazione con idrogeno, è un’opportunità
per sfruttare in maniera ancora più efficiente
queste biomasse di scarto favorendo lo sviluppo
di filiere industriali dedicate.
Sono combustibile totalmente da rinnovabile
e quindi evidenziano un impatto neutro in
termini di emissioni CO2
Si tratta di combustibili rinnovabili di seconda
generazione e quindi non collegati all’industria
alimentare
Tenendo presente che l’Italia è il terzo produttore di
biogas in Europa, superati certi vincoli normativi, il
biometano e l’idrogeno verde potranno contribuire
ad aiutare l’Italia a rispondere alle richieste
comunitarie previste nella Direttiva 2009/28/EC
sulle Fonti Rinnovabili, che prevede l’ obbligo di
raggiungere un target del 10% di combustibili da
rinnovabile entro il 2020.
www.autobrennero.it