Un progetto che mira a porre la Scozia all'avanguardia nella tecnologia dell'idrogeno a emissioni zero ha fornito un progetto per un piccolo traghetto per le Orcadi. Ma si farà?
Negli ultimi anni, "traghetti" è diventata una specie di parola sporca in Scozia. Una flotta sempre più inaffidabile, insieme a massicci sforamenti dei costi e ritardi nella costruzione di nuove navi, fanno regolarmente notizia.
Allo stesso tempo, un gruppo eterogeneo di organizzazioni, aziende private e accademici - sia in Scozia che in Europa - ha lavorato silenziosamente insieme a una visione molto più ottimistica del futuro.
Per un decennio hanno testato la fattibilità del trasporto di persone e veicoli attraverso laghi e mari utilizzando l'idrogeno, un carburante il cui unico sottoprodotto è l'acqua, così pura da poter essere bevuta.
Il traghetto di Shapinsay
HySeas III, l'ultima incarnazione del progetto, ha un obiettivo molto specifico: costruire una piccola imbarcazione a doppia estremità per trasportare passeggeri e automobili su una rotta di 25 minuti tra Kirkwall e Shapinsay, nelle Orcadi.
Le Orcadi sono state scelte per un motivo. La comunità insulare, appena a nord della terraferma scozzese, è leader mondiale nella creazione di un'economia dell'idrogeno.
Una comunità insulare all'avanguardia nell'alimentazione a idrogeno
Le isole dispongono di una quantità di energia eolica e mareomotrice di gran lunga superiore a quella necessaria per il consumo domestico di elettricità, ma la rete elettrica nazionale non è sempre in grado di gestire l'eccedenza.
Invece di spegnere le turbine eoliche per alcuni periodi, le si utilizza per l'elettrolisi, scindendo le molecole d'acqua in ossigeno e idrogeno.
Questo "idrogeno verde" può poi essere utilizzato per generare elettricità quando necessario, grazie a una cosiddetta cella a combustibile a idrogeno.
Le celle a combustibile stanno già alimentando una piccola flotta di furgoni comunali, riscaldando edifici e fornendo elettricità alle navi ormeggiate nel porto di Kirkwall. Per una comunità che si affida così tanto alle barche per spostarsi, il passo successivo è ovviamente quello dei traghetti.
Sembra semplice? Non è così semplice.
Sfide e scelte
Innanzitutto ci sono state sfide tecnologiche e scelte da fare.
L'idrogeno può essere miscelato con altri combustibili e bruciato direttamente in un motore a combustione interna, emettendo quantità molto minori di CO2. Ma questo metodo produce altri inquinanti nocivi: ossidi di azoto e di zolfo, noti come NOx e SOx.
Il progetto HySeas ha invece scelto l'approccio molto più ecologico delle celle a combustibile, che utilizzano l'idrogeno per produrre elettricità e azionare i motori elettrici.
Gli ostacoli tecnologici sono stati ampiamente superati. Una cella a combustibile a idrogeno certificata per uso marittimo, delle dimensioni di un armadio, può fornire 200 kilowatt di elettricità. La produzione può essere scalata come un blocco di edifici: la barca delle Orcadi ne avrebbe bisogno di tre.
Oltre alle celle a combustibile, il traghetto avrebbe bisogno anche di 7,5 tonnellate di batterie per fungere da cuscinetto, attenuando l'alimentazione dei motori e fornendo energia supplementare quando necessario, ma anche assicurando che il traghetto possa arrivare in porto se le celle a combustibile si guastano.
Un grattacapo maggiore è stato rappresentato dalle normative, o meglio dalla loro mancanza. Il team ha spesso faticato a ottenere l'approvazione delle norme, che non hanno tenuto il passo con la tecnologia.
Nonostante queste difficoltà, è stato approvato un programma di formazione per gli equipaggi. La settimana scorsa è stata raggiunta una tappa fondamentale, quando l'ente di controllo marittimo DNV ha dato il via libera al progetto del prototipo.
La paura dell'Hindenburg
L'idrogeno ha già un posto nella storia dei trasporti.
Il primo dirigibile moderno, lo Zepellin LZ1, ha solcato i cieli nel 1900, tre anni prima dei fratelli Wright e del loro aereo alato.
Per decenni i dirigibili a idrogeno hanno offerto un mezzo di trasporto aereo economicamente vantaggioso, che però è crollato il 6 maggio 1937 quando l'Hindenburg è esploso in un'enorme palla di fuoco mentre atterrava nel New Jersey.
I 35 morti, insieme all'incidente ancora più mortale del dirigibile R101 sette anni prima, distrussero la fiducia nei viaggi in dirigibile, costringendo a passare al più sicuro ma più costoso gas elio.
L'idrogeno è estremamente infiammabile, ma lo sono anche molti altri carburanti come la benzina. L'idrogeno viene già utilizzato per alimentare gli autobus di Aberdeen.
Il responsabile del progetto, il dottor Martin Smith dell'Università di St Andrews, sottolinea che fino agli anni '70 era il gas di carbone - che è al 50% idrogeno - a essere convogliato in milioni di case, anziché il gas naturale.
"Vostra nonna, la vostra bisnonna e la vostra bisnonna avranno usato l'idrogeno come combustibile", spiega.
"Non è il nuovo carburante spaventoso che a volte viene presentato come tale: esiste da molto tempo".
Per soddisfare le autorità di regolamentazione, i progettisti prevedono di stoccare l'idrogeno in serbatoi pressurizzati in fibra di carbonio situati sul ponte della timoneria del traghetto.
I rischi di una perdita o, nel peggiore dei casi, di un'esplosione sono stati attentamente modellati e il grado di pressurizzazione è stato scelto per limitare il potenziale di danno.
Da un certo punto di vista, l'utilizzo dell'elemento più leggero della Terra come combustibile ha un vantaggio in termini di sicurezza: in caso di perdita, il carburante galleggia via.
Slancio perso
Qualche anno fa sembrava che la nave progettata per le Orcadi potesse essere il primo traghetto al mondo alimentato a idrogeno ma, come la corsa al Polo Sud all'inizio del XX secolo, questo riconoscimento sarà quasi certamente vinto dai norvegesi.
HySeas III ha subito un'enorme battuta d'arresto quando il partner principale della progettazione, il cantiere navale Ferguson Marine di Port Glasgow, è entrato in amministrazione controllata ed è stato nazionalizzato nel 2019, compromettendo il finanziamento del progetto e creando una montagna di scartoffie.
L'agenzia governativa scozzese per i traghetti CMAL ha assunto il ruolo di progettista e ha iniziato il processo da zero.
Nel frattempo, l'azienda norvegese di traghetti Norled ha preso in consegna una nave lunga 82 metri (269 piedi) chiamata Hydra, che sembra destinata a diventare il primo traghetto al mondo alimentato a idrogeno entro la fine dell'anno.
Le celle a combustibile dell'Hydra sono già installate, ma al momento funziona a batterie a causa della carenza di idrogeno prodotto localmente. Attualmente si sta ultimando la logistica per importarlo dalla Germania.
Anche se non sarà il primo traghetto a idrogeno al mondo, quello delle Orcadi sarebbe comunque unico come modello di sostenibilità: l'idrogeno prodotto localmente alimenta un'imbarcazione senza le emissioni che derivano dal trasporto di carburante su lunghe distanze.
Altri carburanti del futuro
L'idrogeno non è l'unico candidato a tracciare la rotta verso un futuro a zero emissioni per le navi.
I traghetti interamente alimentati da batterie sono sempre più diffusi, soprattutto in Scandinavia.
In Scozia, sette piccole navi sostitutive attualmente in fase di progettazione per l'operatore di traghetti della costa occidentale CalMac dovrebbero essere alimentate a batteria.
Al momento, però, le imbarcazioni completamente elettriche sono considerate più adatte per i viaggi più brevi o per le rotte in cui il tempo di ricarica non è un problema importante.
Per i viaggi più lunghi, l'industria marittima sta valutando anche l'ammoniaca o il metanolo come futuro carburante, perché sono più facili da immagazzinare.
Per tracciare la rotta verso un futuro più ecologico potrebbero essere necessarie diverse tecnologie piuttosto che una "unica".
Anche il costo è un problema. Salvare il pianeta non è economico.
Il prezzo dell'idrogeno verde, prodotto per elettrolisi, è legato al costo dell'elettricità rinnovabile, che attualmente è superiore a quello dell'energia non rinnovabile.
Al momento l'idrogeno sostenibile costa quasi il doppio del diesel, anche se, con l'aumento dell'energia eolica e dell'elettrolisi, si prevede che alla fine diventerà più economico dei combustibili fossili.
Un'altra sfida è la creazione di una quantità sufficiente di idrogeno. La costa occidentale della Scozia non dispone dell'infrastruttura per l'idrogeno delle Orcadi e la sua realizzazione richiederebbe milioni di sterline di investimenti.
Il dott. Smith, tuttavia, sostiene che ci sarebbero anche benefici economici più ampi nella creazione di posti di lavoro. L'utilizzo dell'energia eolica per creare idrogeno è un modo economicamente vantaggioso per immagazzinare energia verde.
"Non si può costruire una batteria grande come il Ben Nevis a Skye. È molto più facile immagazzinare l'energia rinnovabile sotto forma di gas compresso".
Il prototipo di traghetto proposto per le Orcadi, insieme all'infrastruttura di rifornimento, costerebbe circa 25 milioni di sterline - più del doppio del costo di un'imbarcazione convenzionale di dimensioni simili.
Sarà costruito? Dipende in gran parte dal fatto che i politici di Holyrood o delle Orcadi ritengano che valga la pena pagarlo.
Il Prof. Smith non è una voce imparziale, ma ha opinioni forti su ciò che dovrebbe accadere in seguito.
"Abbiamo spuntato tutte le caselle, abbiamo impiegato molto tempo per farlo e abbiamo visto le persone in altre parti del mondo mettersi al passo", afferma.
"Se vogliamo essere un leader mondiale nella tecnologia dell'idrogeno, abbiamo bisogno di leadership e dobbiamo farlo".
Un'imbarcazione di questo tipo non farebbe molto per alleviare le pressioni sulla rete di traghetti scozzese, che è in difficoltà, nel breve termine, ma la tecnologia offre almeno un assaggio di ciò che potrebbe essere possibile negli anni a venire.