Futuro della mobilità sostenibile e il ruolo delle bici a idrogeno

Le bici a idrogeno rappresentano una vera e propria rivoluzione nel panorama della mobilità sostenibile. Alimentate da celle a combustibile che convertono l'idrogeno in energia elettrica, offrono autonomia estesa, ricarica rapida, emissioni zero e un'esperienza di guida fluida e silenziosa. Non sono il futuro, ma una realtà già presente, scegli una bici a idrogeno e abbraccia la mobilità del domani!

Le biciclette a idrogeno rappresentano una delle più innovative soluzioni di mobilità sostenibile che combinano tecnologia avanzata con un impatto ambientale ridotto.

Questi veicoli funzionano attraverso l'uso di celle a combustibile a idrogeno, che generano energia elettrica necessaria per alimentare il motore della bicicletta.

Il principio su cui si basano è tanto semplice quanto rivoluzionario: l'idrogeno, immagazzinato in appositi serbatoi, reagisce all'interno della cella a combustibile con l'ossigeno dell'aria, producendo energia elettrica e acqua come unico sottoprodotto.

Funzionamento delle Biciclette a Idrogeno

Il cuore di una bicicletta a idrogeno è la sua cella a combustibile. Questa tecnologia sfrutta la reazione chimica tra l'idrogeno e l'ossigeno per produrre elettricità, calore e acqua. Il processo avviene in più fasi:

1. Stoccaggio dell'Idrogeno: L'idrogeno è stoccato in serbatoi ad alta pressione, solitamente posizionati nel telaio della bicicletta.

2. Cella a Combustibile: L'idrogeno passa attraverso la cella a combustibile dove reagisce con l'ossigeno atmosferico. Durante questa reazione, gli elettroni vengono separati dai nuclei di idrogeno e viaggiano attraverso un circuito esterno per produrre corrente elettrica.

3. Produzione di Energia Elettrica: Gli elettroni generano corrente continua che viene convertita in corrente alternata da un inverter, alimentando il motore elettrico della bicicletta.

4. Emissione di Acqua: Il prodotto di scarto della reazione è vapore acqueo, che viene emesso nell'atmosfera, rendendo il veicolo estremamente ecologico.

Vantaggi delle biciclette a idrogeno 

Le biciclette a idrogeno offrono numerosi vantaggi rispetto alle tradizionali biciclette elettriche, inclusa una maggiore autonomia e minori tempi di ricarica. Una volta esaurito l'idrogeno nel serbatoio, il rifornimento può avvenire in pochi minuti, simile al rifornimento di un'auto a benzina. Inoltre, con la gravità del problema ambientale e la necessità di ridurre le emissioni di CO2, le biciclette a idrogeno rappresentano una soluzione promettente verso un futuro più verde e sostenibile.

Questo approccio all'elettromobilità non solo minimizza l'impronta di carbonio ma apre anche nuove possibilità per la progettazione e l'ingegnerizzazione di veicoli leggeri, efficienti ed ecologici, adatti per le sfide urbane e non solo.

Bici con motore a idrogeno prezzi e opzioni disponibili

Ecco un elenco di produttori notevoli coinvolti nella produzione di biciclette a idrogeno:

1. Pragma Industries - Con sede in Francia, questa azienda è riconosciuta per essere stata pioniera nella produzione commerciale di biciclette a idrogeno. Hanno prodotto modelli dal 2017 e hanno suscitato notevole interesse in vari paesi.

2. LAVO - Hanno sviluppato un modello chiamato LAVO Bike in collaborazione con Studio MOM, notevole per l'uso di celle a combustibile a idrogeno, che consente di raggiungere lunghe distanze con un solo rifornimento rispetto alle e-bike tradizionali.

3. Youon Technology - Un'azienda cinese che si è espansa nelle e-bike a idrogeno, contribuendo all'evoluzione del panorama tecnologico dell'idrogeno come mezzo di mobilità.

 Attualmente, il prezzo delle biciclette a idrogeno varia notevolmente a seconda del modello e delle specifiche tecniche. È importante notare che queste sono indicazioni di prezzo non aggiornate e spesso specifiche per i paesi di produzione. Inoltre, i prezzi possono essere vincolati all'acquisto di flotte, come nel caso delle biciclette Youon destinate al bike sharing cittadino, o dipendere dall'approvazione di finanziamenti specifici.

 Ad esempio, il modello Alpha Neo di Pragma Mobility è disponibile in pre-ordine a circa €5.690, con offerte di leasing a lungo termine a partire da €79 al mese.

 Pragma Industries offre le sue biciclette a 7,500 euro ciascuna, con progetti futuri di ridurre il costo a 3,500 euro.

Bici con motore a idrogeno in Svizzera

Si prevede che il prezzo di una singola bicicletta per uso personale, incluso il kit per la ricarica domestica, si attesti in un range tra i 3,800 e i 4,500 euro.

La ricarica domestica richiede solo 20 cl di acqua e avviene in soli 10 secondi. Al momento, ci sono alcune variabili legate ai costi di importazione, ma si prevede di poter definire il prezzo finale e iniziare la vendita al pubblico entro la fine dell'estate.

Queste biciclette rappresentano una scelta innovativa per coloro che cercano alternative sostenibili nel settore della mobilità urbana, offrendo una soluzione pratica ed ecologica per il futuro della mobilità personale.

Valutazione delle prestazioni delle bici a idrogeno

Le biciclette a idrogeno presentano caratteristiche di prestazione che si adattano meglio ad un utilizzo quotidiano non sportivo, piuttosto che a contesti ad alta richiesta di potenza, come quello sportivo o competitivo. Questa limitazione è principalmente dovuta alla disponibilità di potenza e al valore di coppia espressa dal motore delle biciclette a idrogeno.

 

Considerazioni sulle Prestazioni 

Disponibilità di Potenza e Coppia: Le biciclette a idrogeno tendono a avere motori con coppia e potenza limitate rispetto ai motori elettrici tradizionali. Questo aspetto le rende meno idonee per applicazioni che richiedono accelerazioni rapide o forti sollecitazioni, come nel caso delle mountain bike o delle biciclette da competizione.

Efficienza nel Quotidiano: Dove non sono richieste prestazioni estreme, le biciclette a idrogeno eccellono grazie alla loro efficienza energetica e minor impatto ambientale. Sono particolarmente adatte per l'uso urbano quotidiano, come il pendolarismo o il trasporto leggero, grazie alla loro ricarica incredibilmente più rapida e al peso nettamente inferiore della batteria rispetto a una e-bike tradizionale.

Settore Cargo: L'efficienza delle biciclette a idrogeno nel trasporto merci o nel comparto cargo è ancora da valutare. Questo tipo di applicazione potrebbe beneficiare significativamente della maggiore autonomia fornita dalle celle a combustibile, soprattutto in contesti urbani dove i viaggi frequenti e di breve-medio raggio sono comuni.

Iniziative di Test e Sviluppo

La H2W ha programmato di effettuare nei prossimi mesi test approfonditi sulle biciclette a idrogeno nel settore cargo. Questi test saranno cruciali per determinare l'effettiva praticità e l'efficienza di tali biciclette in scenari di trasporto merci, valutando aspetti come la durata della batteria, la gestione del peso e la manutenzione nel lungo termine. Questi test e valutazioni continueranno a fornire dati preziosi per comprendere meglio come le biciclette a idrogeno possano essere integrate efficacemente in diversi ambiti della mobilità sostenibile.

Funzionamento del motore a idrogeno nelle biciclette

Il motore a idrogeno funziona convertendo l'idrogeno immagazzinato in una cella a combustibile in elettricità. Questa elettricità alimenta un motore elettrico, fornendo la potenza necessaria per muovere la bicicletta. A differenza dei motori elettrici convenzionali che utilizzano batterie agli ioni di litio, le celle a combustibile producono energia attraverso una reazione chimica tra l'idrogeno e l'ossigeno dell'aria, rilasciando come unico sottoprodotto acqua pura. Questo rende le biciclette a idrogeno una soluzione estremamente pulita ed ecologica.

 Come abbiamo visto gli aspetti più importanti quando si parla di una cella a combustibile sono:

1. Durata della Batteria: La durata della carica dell'idrogeno nelle celle a combustibile e l'autonomia delle biciclette durante il trasporto di carichi pesanti saranno monitorate per determinare l'effettiva praticità.

2. Gestione del Peso: È importante valutare il comportamento delle biciclette sotto carico, specialmente riguardo alla distribuzione del peso e alla stabilità complessiva.

3. Manutenzione a Lungo Termine: L'affidabilità delle celle a combustibile e del motore a idrogeno nel corso del tempo è un altro fattore cruciale da considerare.

Bici a idrogeno vs. bici elettriche: quale scegliere?

Le biciclette a idrogeno e le biciclette elettriche rappresentano due alternative ecologiche alle tradizionali biciclette a motore a scoppio. Entrambe offrono una guida pulita e silenziosa, ma presentano differenze significative in termini di tecnologia, prestazioni e impatto ambientale. Ecco un confronto dettagliato per aiutarti a scegliere la soluzione migliore per le tue esigenze.

1. L'idrogeno ha una densità energetica molto più elevata, 20 g di idrogeno forniscono la stessa quantità di energia, in joule, di una batteria da 3 kg, anche se ci vuole un serbatoio di idrogeno da 2,4 kg.

2. L'idrogeno è più pulito delle batterie, non è necessario alcun riciclaggio. Tuttavia, ci vuole molta energia elettrica per produrlo ma usando il fotovoltaico o eolico si può eliminare elettricità della rete prodotta trasformando il gas naturale, che inquina.

3. Maggiore durata media della vita, anche se se una batteria è ben curata non può durare quanto una cella a combustibile. Quest'ultima, con una corretta manutenzione, può durare fino a 10 o 20 anni.

4. Migliore resistenza alle temperature fredde (fino a 0°C) e alte (fino a 50°C). Mentre una batteria funziona meno e si consuma più velocemente sotto i 10°C e oltre i 30°C.

5. L'idrogeno ha una grande sinergia con le energie rinnovabili. Ad esempio, la Germania produce circa il 45% della sua energia tramite fonti rinnovabili, ma in una giornata ventosa, le sue turbine eoliche da sole producono il 110% dell'energia richiesta dall'intero Paese. L'energia in eccesso prodotta dalle fonti rinnovabili quando c'è molto vento o luce solare può essere impiegata per produrre e immagazzinare idrogeno a costi molto bassi.

6. È più rapido, facile ed economico sostituire i serbatoi di idrogeno, praticamente bottiglie nel caso delle e-bike, rispetto alle batterie, che sono costose, più lente da sostituire e devono essere tenute completamente cariche.

Vantaggi delle batterie per bici elettriche rispetto alle celle a combustibile a idrogeno

1. Le batterie sono meno costose, costano in media 1,2 € per watt di potenza, equivalenti a 600 € per una batteria da 500 Wh e 13.8Ah. Un sistema di propulsione a celle a combustibile a idrogeno con potenza comparabile costerebbe circa 2500 € per pila a combustibile e serbatoio di idrogeno insieme, più 1799 € per un piccolo generatore di idrogeno. Anche se fai rifornimento in una grande stazione di rifornimento di idrogeno pubblica, il costo del loro grande generatore peserebbe sui loro prezzi.

2. Le batterie sono più leggere, una batteria da 500 W con autonomia di 60 km pesa in media 3 kg, mentre per ci vogliono una cella a combustibile da 1,7 kg e un serbatoio di idrogeno da 2,4 kg, per un totale di 4,1 kg, per ottenere la stessa autonomia.

3. La ricarica della batteria richiede meno energia elettrica. Con il sistema a idrogeno, sono necessari 1550 Wh per 60 km, rispetto a circa 550 Wh (500 Wh di capacità della batteria + 50 Wh di perdita) per una batteria con autonomia di 60 km ma ci mette 6 ore.

4. Le batterie possono prendere fuoco facilmente, l'idrogeno, essendo piu leggero dell'aria sale a 80kmh senza conseguenze gravi.

Pensiamo che i piccoli generatori di idrogeno residenziali siano un punto di svolta, poiché ci vorranno anni e molti soldi per sviluppare una rete sufficiente di stazioni di rifornimento di idrogeno pubbliche. È possibile svilupparlo? Nel frattempo, molte aziende hanno investito nel miglioramento della tecnologia dell'idrogeno. L'idrogeno sta diventando accessibile. Il futuro dovrebbe assomigliare a una rete di fornitori di idrogeno verde, che stanno riempiendo le nostre stazioni di idrogeno per le biciclette e gli scooter condivisi. Questo è il nostro piano. Questo piano diventerà sempre più realistico, grazie al feedback che abbiamo da diversi paesi.

Ora il mercato è inondato di piccoli generatori di idrogeno residenziali, mentre solo pochi anni fa non ce n'era nessuno, solo grandi generatori professionali per stazioni di rifornimento. Cosa ha permesso questo sviluppo? Come ho già detto prima. Gli investitori stanno cercando fonti alternative. In questo caso l'idrogeno sta diventando più attraente come fonte alternativa sostenibile alle batterie. Poiché la maggior parte delle batterie non è sostenibile a causa del materiale usato. Il riciclaggio delle batterie non è affatto sostenibile. Il costo del riciclaggio delle batterie è spesso più alto dell'estrazione e della lavorazione di nuovi materiali. Ciò è dovuto alla natura ad alta intensità energetica e di manodopera del processo di riciclaggio.

Quanto costerebbe uno dei vostri piccoli generatori di idrogeno residenziali con e senza pannello solare? Il prezzo di listino per il generatore di idrogeno è di 1799 euro. Non vendiamo il pannello solare, ma vendiamo un generatore di idrogeno B2B che riempie 4 serbatoi di idrogeno contemporaneamente. Il prezzo di listino è di circa 4.900 euro.

Perché pensate di vendere i vostri prodotti soprattutto a flotte, noleggi e B2B e non realmente come B2C per singoli eBiker? Poiché abbiamo investito una grande quantità nello sviluppo, ci concentriamo principalmente sul mercato B2B per vendere quantità maggiori, il che non significa che non vendiamo anche a B2C. Abbiamo iniziato le operazioni a febbraio di quest'anno. Ci vuole del tempo per costruire una rete professionale di distributori e rivenditori in Europa. Siamo ansiosi di stabilire presto delle collaborazioni, per raggiungere anche i clienti B2C. Promuoviamo accordi con distributori noti nella maggior parte dei paesi dell'UE.

Quanto pesa uno dei vostri serbatoi di idrogeno, che consente un'autonomia di 50-60 km?2,4 kg.

Quanto pesa la tua pila di celle a combustibile? 1,3 kg.

Quanti watt di energia elettrica servono al tuo generatore per produrre abbastanza idrogeno per un'autonomia di 50 km con la tua ebike? Riteniamo che siano necessari 550 Wh per caricare completamente una batteria ebike da 500 Wh, per un'autonomia di 50 km.1550 Watt in totale per 60 km. Il prezzo medio dell'energia nell'UE è di 30 centesimi di euro. L'idrogeno ha una densità energetica maggiore rispetto alle batterie, il che significa che può immagazzinare più energia per unità di peso. Riteniamo che una batteria agli ioni di litio da 500 Wh pesi circa 3 kg, rispetto a 1 kg di idrogeno per fornire la stessa energia, 500 Wh. Corretto?Capisco cosa vuoi esprimere. In questo caso probabilmente confronti il ​​peso del mezzo. Abbiamo bisogno solo di 20 grammi di idrogeno nel nostro serbatoio di idrogeno da 2,4 kg. 1 kg non entrerà nella nostra bottiglia.

La maggior parte delle case automobilistiche garantisce almeno il 70% della capacità della propria batteria agli ioni di litio per cinque anni o 180.000 km. Per le bici elettriche, la durata media garantita è di due anni o 500-1000 cicli di ricarica, il che equivale ad almeno 20.000 km. Come si confrontano questi valori con le vostre bombole di idrogeno?La nostra bombola di idrogeno ha una durata fino a 10 anni. Un ciclista normale potrebbe usarla fino a 5 anni. Non è necessario cambiare la bombola e il fatto ancora migliore è che l'idrogeno rimane all'interno, anche se non si usa la bici per molto tempo. Non è necessario ricaricarla di nuovo. È disponibile la stessa quantità di energia. Le batterie si scaricheranno dopo diversi mesi.

Puoi stimare la percentuale di costo aggiuntivo di una delle tue ebike rispetto a una ebike a batteria simile? Quanti chilometri dovrebbe percorrere la prima per pareggiare i costi di acquisto e operativi della seconda?In effetti, la tecnologia dell'idrogeno non è ancora famosa come la tecnologia delle batterie elettriche e abbiamo bisogno di più tempo per stabilire modi più efficienti per garantire un'autonomia maggiore. Voglio ricordarti che siamo il prossimo passo nell'evoluzione della mobilità intelligente, poiché l'idrogeno è più efficace, più sostenibile e sicuramente la soluzione migliore per l'ambiente e il futuro della mobilità. Non abbiamo bisogno di 20 anni per migliorare notevolmente la nostra tecnologia come le ebike. Abbiamo probabilmente bisogno di 5 anni per offrire una tecnologia dell'idrogeno accessibile a chiunque.

Come sapete, l'idrogeno non è ancora economicamente sostenibile per le auto. Tuttavia, crediamo che potrebbe essere più conveniente per le bici a idrogeno. Puoi spiegare perché?Costruire una rete per bici e scooter a idrogeno è meno costoso delle auto. La tecnologia dell'idrogeno per le auto non è ancora possibile, a causa del fatto che l'UE ha purtroppo promosso le auto elettriche. Ho detto all'inizio che possiamo fornire rifornimenti di gas per i clienti B2B con una rete crescente di fornitori di energia verde. I clienti B2C possono acquistare il nostro generatore di idrogeno per godere della flessibilità di avere unapropria stazione di ricarica utilizzando una fonte di energia sostenibile (ad esempio fotovoltaico, eolico, idrico) per garantire energia verde.

Tecnologia e versatilità

Le bici elettriche sono disponibili in un'ampia varietà di modelli e configurazioni, adatte a diversi stili di guida, dall'uso urbano quotidiano alle prestazioni sportive. La loro tecnologia è consolidata e offre un'esperienza di guida versatile.

Le bici a idrogeno, d'altra parte, sono ancora in fase di sviluppo e offrono una gamma di modelli più limitata. Tuttavia, la loro tecnologia a celle a combustibile promette un'autonomia maggiore e tempi di ricarica più rapidi rispetto alle bici elettriche tradizionali.

Infrastruttura di ricarica

Le bici elettriche beneficiano di una rete di ricarica ampiamente diffusa, con numerose opzioni pubbliche e private. La ricarica completa richiede diverse ore, ma è possibile trovare stazioni di ricarica in molte città.

Le bici a idrogeno presentano una sfida maggiore in termini di infrastruttura di ricarica. Le stazioni di rifornimento di idrogeno sono ancora limitate, ma la ricarica è estremamente rapida, richiedendo solo pochi secondi. Alcuni modelli offrono anche la possibilità di ricarica domestica tramite un modulo collegabile a un piccolo pannello fotovoltaico, consentendo l'utilizzo anche in aree prive di infrastrutture.

Sostenibilità e impatto ambientale

Entrambe le opzioni sono più ecologiche rispetto ai veicoli a combustione interna, ma le bici a idrogeno si distinguono per un profilo ambientale ancora più favorevole. Le celle a combustibile producono solo acqua come sottoprodotto, e i materiali utilizzati nella loro costruzione sono spesso riciclabili o riciclati.

Le bici elettriche, sebbene producano zero emissioni durante l'uso, presentano un impatto ambientale significativo a causa delle batterie agli ioni di litio, difficili da riciclare. Tuttavia, l'industria sta investendo in tecnologie di riciclo avanzate per mitigare questo problema come le batterie ai ioni di sodio.

Costi e manutenzione

Le bici a idrogeno sono generalmente più costose all'acquisto a causa della loro tecnologia avanzata. Tuttavia, i costi operativi a lungo termine potrebbero essere inferiori grazie alla maggiore durata delle celle a combustibile e alla manutenzione ridotta.

Le bici elettriche sono più accessibili in termini di prezzo iniziale, ma i costi di manutenzione possono variare a seconda del modello e dell'utilizzo.

Conclusioni

In conclusione, la scelta tra biciclette a idrogeno e elettriche dipende da molteplici fattori, inclusi l'uso specifico, l'accesso alla ricarica, la sensibilità ambientale e il budget. Le biciclette a idrogeno, con le loro promesse di un impatto ambientale minimo e una ricarica ultrarapida, offrono una soluzione intrigante per chi cerca un'alternativa sostenibile, pur con alcune limitazioni in termini di flessibilità e disponibilità di modelli. Le biciclette elettriche, più consolidate e versatile, continuano ad essere una scelta forte per la loro adattabilità e accessibilità.