Nel 1979 la BMW, insieme all'Istituto tedesco di ricerca e ricerca aerospaziale (DFVLR, ora DLR), trasformò per la prima volta una BMW 520/4 (costruita nel 1975) in un veicolo sperimentale. Visivamente non differiva dalle versioni a benzina, ma il suo quattro cilindri bruciava idrogeno invece di benzina. Ciò ha dimostrato subito che un funzionamento a idrogeno era tecnicamente fattibile nei motori a combustione.
L’idrogeno può essere ora usato come fonte di energia indipendente e, cosa ancora più importante, senza emissioni. La trazione elettrica a idrogeno, detta anche trazione a celle a combustibile, è una tecnologia entusiasmante e un'alternativa priva di emissioni rispetto alla trazione elettrica a batteria (➜ Leggete anche: L’alba dell’era elettrica) senza lunghi tempi di ricarica.
Un veicolo a idrogeno (FCEV) e un veicolo a batteria (BEV), funzionano entrambi a trazione elettrica e hanno persino lo stesso motore elettrico. La differenza principale è l’immagazzinamento dell’energia: invece dell'energia elettrica nella batteria, l'idrogeno gassoso viene immagazzinato nei serbatoi e poi convertito in energia elettrica per far funzionare il veicolo utilizzando celle a combustibile.
Il vantaggio principale per i possessori di un'auto a idrogeno (➜ Leggete anche: Cosa dovreste sapere sulle auto a idrogeno) consiste nel fatto che si può fare il pieno in tre o quattro minuti, così come si fa con i veicoli a combustione, però con tutti i vantaggi dell'elettromobilità.
Un risultato pionieristico: la trazione a idrogeno BMW nella produzione in serie
Per BMW Group, l’impegno per la realizzazione di auto ad idrogeno evidenzia un approccio tecnologicamente aperto per la mobilità del futuro. Un lungo viaggio durante il quale si è acquisita molta esperienza. L'archivio BMW contiene oltre 1.000 documenti, pubblicazioni e file sul tema BMW e l'idrogeno. E dopo oltre quattro decenni di ricerca, la tecnologia a idrogeno in BMW ha raggiunto una pietra miliare significativa: nel 2028 sarà messo in circolazione il primo veicolo della serie BMW con propulsione a idrogeno.
Ciò significa che il portafoglio di motori della BMW includerà quindi cinque varianti (elettrica, ibrida plug-in, benzina, diesel e infine idrogeno): una vera pietra miliare e una prova dell'apertura della BMW alle nuove tecnologie.
Per celebrare quest’occasione, ripercorriamo i momenti salienti del percorso che ha portato l’uso dell'idrogeno in BMW - con importanti innovazioni, sperimentazione di veicoli e sviluppi speciali.
1980 – BMW Serie 7
Nel 1980, una BMW Serie 7 fu la prima automobile di lusso alimentata a idrogeno liquido criogenico in Europa. Tuttavia, l’idrogeno per queste auto viene ancora prodotto dal petrolio greggio o dal gas naturale senza utilizzare la tecnologia dell’idrogeno solare. L'idrogeno liquido viene trasportato nell'automobile a meno 253 gradi Celsius. Con un serbatoio da 93 litri si può raggiungere un'autonomia di circa 300 chilometri. La BMW Serie 7 a idrogeno è alimentata dal collaudato motore a benzina (➜ Leggete anche: 12 eccezionali motori BMW). Il fulcro dello sviluppo è la formazione della miscela, sulla quale BMW lavora a stretto contatto con la Società aerospaziale tedesca.
1989 – prima serie pilota
Nel 1989, al Salone Internazionale dell'Automobile di Francoforte (IAA), la BMW presentò il primo motore al mondo a dodici cilindri a idrogeno. L'11 maggio 2000 questa serie pilota ha circolato sulle strade pubbliche di Berlino. I veicoli sono stati utilizzati, tra l'altro, per il servizio navetta durante l'EXPO 2000. Nel 2001 è seguito il CleanEnergy WorldTour con cinque tappe in tutto il mondo.
2004 – BMW H2R
La BMW H2R è entrata nella storia nel 2004 con nove record mondiali e per di più con una velocità massima di oltre 300 km/h: una novità assoluta per i veicoli alimentati a idrogeno. La sua tecnologia motoristica si basava sul motore a dodici cilindri della BMW 760i, adattato per il funzionamento a idrogeno.
Dopo aver conseguito i record, la BMW H2R è entrata a far parte della collezione di veicoli BMW Group Classic. Ma non meno sorprendente è stato l'evento clou finale: la BMW H2R è stata resa nuovamente operativa in soli cinque mesi per il leggendario Festival of Speed di Goodwood del 2023. Un team di esperti della tecnologia a idrogeno ha adottato numerose misure affinché il veicolo potesse completare ancora una volta il leggendario circuito di Goodwood.
2007 – BMW Hydrogen 7
La BMW Hydrogen 7 è il risultato di decenni di esperienza nella sperimentazione dell’idrogeno come tecnologia di propulsione presso BMW, rendendo il concetto pionieristico di mobilità sostenibile una realtà per l’uso quotidiano. Il veicolo è basato sulla BMW 760Li. Alimentata da un motore a combustione di idrogeno, la berlina BMW Serie 7 è alimentata da un motore a dodici cilindri da 191 kW/260 CV. Finché non sarà possibile avere una versione solo a idrogeno, il motore bivalente della BMW Hydrogen 7 può utilizzare anche benzina convenzionale semplicemente cambiando la modalità operativa.
2013 – collaborazione con Toyota
Sulla base delle esperienze di questi progetti, in particolare della BMW Hydrogen 7, BMW ha preso due decisioni fondamentali: è passata dall'idrogeno liquido criogenico alla forma gassosa di 700 bar, standard in tutto il mondo, per evitare i cosiddetti effetti "boil-off". Nell’ambito dell’elettrificazione, la propulsione è stata trasferita dal motore a combustione a idrogeno al più efficiente sistema di propulsione a celle a combustibile. Questa combinazione di serbatoio a pressione da 700 bar e azionamento con celle a combustibile è stata ampiamente testata ed è adatta al 100 per cento per l'uso quotidiano.
BMW Group riceve le singole celle a combustibile dalla Toyota Motor Corporation. Ciò ha portato allo sviluppo e alla produzione di sistemi di celle a combustibile presso il centro di ricercar per l'idrogeno della BMW. Entrambe le aziende vantano una collaborazione di lunga data, basata sulla fiducia, e lavorano insieme nel campo della motorizzazione a celle a combustibile dal 2013.
2017 – Hydrogen Council
BMW è uno dei 13 membri fondatori dell ’Hydrogen, lanciato come iniziativa globale nel 2017. Riunisce aziende leader con una visione condivisa e ambizioni a lungo termine sull’idrogeno per sostenere la transizione verso l’energia pulita. L’associazione utilizza la sua portata globale per promuovere la cooperazione tra governi, industria e investitori e, in vista della transizione energetica, fornisce indicazioni per espandere ulteriormente il potenziale e il ruolo dell’idrogeno.
2023 – flotta pilota di BMW iX5 Hydrogen
La BMW iX5 Hydrogen, sviluppata sulla base dell'attuale BMW X5, è stata presentata per la prima volta come concept car all'IAA 2019 a Monaco. Già presso IAA Mobility 2021 è stato possibile sperimentare i primi prototipi come veicoli navetta attivi per passeggeri. Il suo potente sistema di celle a combustibile a idrogeno è un'ulteriore prova della competenza all’avanguardia del BMW Group nel campo delle tecnologie a propulsione elettrica.
Dopo quattro anni di lavoro di sviluppo, il veicolo e il progetto della BMW iX5 Hydrogen stanno entrando nella successiva fase cruciale. La flotta pilota è stata utilizzata in tutto il mondo a scopo dimostrativo e di test dall’inizio del 2023 e ha percorso più di un milione di chilometri nel suo viaggio attraverso oltre 20 paesi. Il sistema di celle a combustibile, insieme ad una batteria ad alte prestazioni appositamente sviluppata, consente di avere 400 CV per il massimo piacere di guida BMW.
2024 – BMW si prepara a lanciare nel 2028 la prima produzione di serie di un veicolo a celle a combustibile
BMW Group e Toyota Motor Corporation uniscono forza innovativa e capacità tecnologica per portare sulla strada una nuova generazione di propulsori con tecnologia a celle a combustibile. Entrambe condividono l’aspirazione di promuovere l’economia dell’idrogeno e hanno esteso la loro collaborazione per portare questa tecnologia a zero emissioni locali a un livello superiore.
Dopo aver testato con successo la flotta pilota BMW iX5 Hydrogen in tutto il mondo, BMW Group si sta preparando alla produzione di serie di veicoli con sistema di trazione a idrogeno nel 2028 sulla base della tecnologia di propulsori di nuova generazione sviluppata congiuntamente. Il percorso per lo sfruttamento dell’intero potenziale della mobilità all’idrogeno comprende il suo utilizzo in veicoli commerciali e la creazione di un’infrastruttura di rifornimento per tutte le applicazioni della mobilità, compresi i veicoli per passeggeri con propulsione a idrogeno. L’idrogeno è il pezzo mancante per il completamento del puzzle della mobilità elettrica.
L’idrogeno e l’arte
Nel 2004, l'artista Olafur Eliasson è stato selezionato da un comitato di curatori internazionali, riunitosi nell'aprile dello stesso anno, per discutere l'ulteriore sviluppo della BMW Art Car Collection (➜ Leggete anche: La storia della BMW Art Cars). Eliasson, uno dei più importanti rappresentanti del mondo dell'arte contemporanea, ha progettato la sedicesima BMW Art Car, che è stata presentata al pubblico nel 2007. Nel suo lavoro l'artista si confronta con la pietra miliare tecnologica BMW H2R.
20 anni dopo, la nuova opera multimediale di Es Devlin, SURFACING, sarà presentata ad Art Basel a Basilea nel 2024: un'installazione fatta di acqua, luce, suono e danza, nonché una serie di installazioni sonore mobili nella flotta pilota della BMW iX5 Hydrogen.
L'idrogeno verde viene prodotto attraverso l'elettrolisi dell'acqua. A tale scopo viene utilizzata elettricità proveniente da fonti energetiche rinnovabili. L’idrogeno verde è quindi privo di CO2.
L’idrogeno grigio viene solitamente prodotto dal gas naturale fossile utilizzando lo steam reforming. Ciò produce circa dieci tonnellate di CO2 per tonnellata di idrogeno. La CO2 viene rilasciata nell'atmosfera. Questo idrogeno deve essere sostituito con idrogeno più rispettoso dell’ambiente.
L’idrogeno blu è idrogeno grigio, ma quando viene creato, la CO2 viene parzialmente catturata e immagazzinata nel terreno (CCS, Carbon Capture and Storage). È possibile immagazzinare al massimo il 90 per cento di CO2. L’idrogeno blu è quindi considerato a bassa dispersione di CO2.
L'idrogeno arancione è l'idrogeno prodotto da rifiuti e residui. È considerato CO2 neutro.
L'idrogeno turchese è l'idrogeno prodotto attraverso la scissione termica del metano (pirolisi del metano). Al posto della CO2 si crea carbonio solido che non si disperde nell’atmosfera. Il processo di pirolisi del metano è attualmente ancora in fase di sviluppo.
Utilizzo dell'idrogeno nella logistica industriale e dei trasporti
L’idrogeno viene utilizzato da anni come fonte di energia nella logistica degli stabilimenti BMW. Nel 2013, presso lo stabilimento di Lipsia, è stata costruita la prima stazione di rifornimento di idrogeno indoor della Germania. Qui vengono riforniti i carrelli elevatori e i treni di rimorchiatori per l'intralogistica. Più di dieci anni dopo, lo stabilimento di Lipsia possiede la flotta più grande della Germania, con oltre 130 camion industriali alimentati a celle a combustibile. Nello stabilimento sono presenti cinque stazioni di rifornimento di idrogeno per intralogistica, la più recente delle quali consente per la prima volta processi di rifornimento completamente automatizzati. Lo stabilimento di Lipsia è anche il primo stabilimento automobilistico al mondo a sperimentare una tecnologia di bruciatori di nuova concezione nel proprio impianto di verniciatura, che consente l’utilizzo di idrogeno verde oltre al gas naturale.
Nella logistica oltre i cancelli della fabbrica, BMW sta anche testando con i suoi partner l’uso dell’idrogeno per decarbonizzare la logistica dei trasporti ed è coinvolta nei progetti di ricerca H2HAUL che riguardano sviluppo e sperimentazione di camion a celle a combustibile e di autocarri con motore a combustione di idrogeno HyCET nell’ambito della logistica dei trasporti.
Autore: Markus Löblein; Art: Lucas Lemuth, Verena Aichinger; Animazioni: Max Salzborn; Foto: BMW
