Hyundai: tutti i dettagli sul futuro a idrogeno

La virata verso un futuro all’insegna dell’impatto zero dal punto di vista delle emissioni viene ulteriormente sancita da un corposo “capitolato” di programmi strategici, che si basa su tre grandi aree di intervento: mobilità green, una nuova generazione di piattaforme e progetti di energia verde. Ecco, in estrema sintesi, l’impegno annunciato da Hyundai all’IAA Mobility 2021 di Monaco di Baviera (in programma da martedì 7 a domenica 12 settembre), e che può essere sintetizzato come segue:

• Dal 2035 prevede di offrire in Europa solamente veicoli a zero emissioni (in linea, quindi, con le recenti indicazioni da parte della Commissione Europea);
• Entro il 2040 intende eliminare, in forma graduale nei principali mercati, tutti i propri veicoli che utilizzano combustibili fossili, in modo da sostenere una concreta transizione verso la mobilità pulita e, contestualmente, ad impiegare oltre il 90% delle attività globali con energie rinnovabili per soddisfare il fabbisogno di elettricità;
• Entro il 2045, si impegna a raggiungere il 100% di impiego di energie rinnovabili per tutte le proprie attività nel mondo.

Non solo autovetture per il Gruppo leader nell’idrogeno

In buona sostanza, come si accennava in apertura, un futuro realmente “carbon neutral”, nel quale lo sviluppo dei sistemi di alimentazione a idrogeno giocherà un ruolo di primo piano come risposta concreta alle questioni-chiave legate ai cambiamenti climatici. Il “new deal” delle tecnologie fuel cell riguarderà non soltanto il settore delle autovetture – per inciso, Hyundai, secondo una recentissima rilevazione comunicata da SNE Research e riportata dall’agenzia di stampa sudcoreana Yonhap e “captata” in Italia da Askanews, ha nei primi sette mesi del 2021, venduto 5.300 vetture a idrogeno, attestandosi al primo posto nel mondo davanti a Toyota (4.100 unità) e Honda (2.100) – quanto i comparti (fondamentali) dei trasporti commerciali e della logistica.

Ecco gli obiettivi, punto per punto

Tutto questo è stato reso noto, appunto in concomitanza con l’IAA Mobility 2021, in un’anticipazione realizzata in diretta streaming con la presenza dei vertici Hyundai e dei responsabili delle aree tecniche che si occupano di ricerca e sviluppo nell’idrogeno per autotrazione. La “Hydrogen Vision 2040” svelata da Hyundai possiede, come slogan, l’assunto “Diffondere l’idrogeno entro il 2040 per tutti, tutto e ovunque”: una “hydrogen wave” che si prevede di raggiungere attraverso varie fasi di programma:

• L’introduzione, nel 2023, di un sistema fuel cell di nuova generazione, su due livelli di potenza (100 kW e 200 kW), costi ridotti del 50% rispetto alle attuali proposte, e dimensioni più contenute sotto il cofano (30% in meno);
• Essere il primo Gruppo automotive ad applicare, entro il 2028, i sistemi a celle di combustibile per tutti i propri modelli di veicoli commerciali;
• Raggiungere, entro il 2030, lo stesso livello di prezzo fra un veicolo FCEV ed un veicolo elettrico a batteria;
• Estendere l’alimentazione a idrogeno a tutti i tipi di mobilità, e promuovere questa tecnologia in tutti gli altri aspetti della vita quotidiana, comprese abitazioni, edifici pubblici e centrali elettriche, come futura soluzione energetica;
• Realizzare nuovi concetti di veicoli fuel cell rivolti alle più varie esigenze di trasporto: dal “Drone Trailer” alle autovetture sportive ad alte prestazioni a veicoli da impiegare per missioni di soccorso e salvataggio di emergenza.

Il presidente: “Progetti di sostenibilità che andranno a beneficio di tutti”

Una visione “a tutto tondo”, in effetti, che Euisun Chung, presidente di Hyundai Motor Group, sintetizza come un percorso che, attraverso diverse tappe, giungerà in un’ottica a lungo termine a beneficio della collettività:

“Lo sviluppo congiunto di tecnologie avanzate e sistemi innovativi aiuterà una più stretta collaborazione fra settore pubblico e privato in tutto il mondo, e contribuirà a rendere questa visione di sostenibilità come una realtà accessibile per chiunque”.

Hyundai, è opportuno tenerne conto, realizzò nel 1991 (trent’anni fa esatti, dunque) il primo veicolo elettrico della sua storia (Sonata Electric Vehicle); e nel 1998 (ci si avvia verso il quarto di secolo da quello storico traguardo) la prima applicazione di sistema di alimentazione a idrogeno. Gli step successivi arrivarono nel 2013, con l’arrivo del SUV Tucson FCEV (ix35 Fuel Cell), fase che aprì un percorso di produzione di massa dell’auto a idrogeno. Nel 2018 è stata poi la volta della nuova generazione di SUV fuel cell, nella fattispecie Hyundai Nexo; ultimo in ordine di tempo (2020), il primo automezzo pesante a idrogeno: il truck XCient Fuel Cell.

I “grandi numeri” dell’idrogeno rivolti al 2050

Da qui l’attuale determinazione di Hyundai nei confronti dell’idrogeno, che viene visto come sistema di alimentazione cruciale per un futuro sostenibile e per la riduzione della dipendenza dai combustibili fossili. In effetti, sottolineano i tecnici del Gruppo coreano citando alcune stime dell’Hydrogen Council (gruppo di lavoro globale guidato dagli amministratori delegati di aziende leader nei settori dell’energia, dei trasporti, dell’industria e degli investimenti), entro il 2050 l’energia a idrogeno rappresenterà il 18% della domanda a livello mondiale, con una dimensione di mercato che si attesterà nell’ordine di 2,5 migliaia di miliardi di dollari: una cifra “monstre”, che andrà a braccetto con un taglio previsto di oltre 6 miliardi di tonnellate di CO2 all’anno e la creazione di più di 30 milioni di nuovi posti di lavoro.

2023: l’anno della nuova fase

In ordine al raggiungimento di questo ambizioso obiettivo, il Gruppo Hyundai ha scritto sui propri taccuini delle priorità l’introduzione, entro un paio d’anni, di un modulo di celle di combustibile di nuova generazione, tale da consentire volumi fisici ridotti e prezzi inferiori e, nello stesso tempo, livelli di produzione e durata significativamente migliorati. Grazie ai continui progressi R&D, gli uffici tecnici Hyundai sono in effetti riusciti, nell’ultimo ventennio, a ridurre in maniera drastica i costi dei sistemi fuel cell. Proseguendo su una costante competitività dei costi, l’obiettivo di Hyundai Motors è finalizzato, entro il 2030, a raggiungere la parità negli importi di vendita fra un veicolo a idrogeno ed uno elettrico di potenza corrispondente. Questo si otterrà, indicano i vertici del “colosso” di Seul, attraverso la creazione di ulteriori economie di scala nella produzione di sistemi fuel cell, mediante processi di continua innovazione e l’attuazione di partnership strategiche con altre organizzazioni in diverse aree di business.

A che punto siamo

Hyundai, come step avanzato relativo alla seconda generazione di sviluppo delle tecnologie fuel cell, ha già dato il via (maggio 2021) alla produzione in serie del Truck a idrogeno XCient Fuel Cell. Parallelamente, ha avviato lo sviluppo di una motrice, derivata da XCient, che debutterà nel 2024, ed è attivo “in prima persona” nel promuovere una transizione completa verso l’idrogeno nei mezzi di trasporto pubblici e nelle attività di logistica, mediante una strategia ad hoc nel settore dei veicoli commerciali. Non ultimo il programma di realizzazione di una lineup BPV a celle di combustibile (due differenti configurazioni di lunghezza: 5 m e 7 m) per indirizzare il mercato globale dei veicoli commerciali leggeri, per il quale si stima un livello di vendite che nel 2030 raggiungerà 7 milioni di unità all’anno. Ciò sarà in parte realizzato da un’espansione del know-how Hyundai e applicando la guida autonoma e la robotica al settore dei veicoli commerciali.

Come sarà la terza generazione fuel cell

Compattezza

I riflettori sul futuro a medio termine sono stati illustrati dai responsabili tecnici Hyundai in un interessante confronto con l’attuale seconda generazione. Ma andiamo con ordine. Sul banco sono state presentate due versioni (per livelli di potenza: 100 kW e 200 kW) di moduli di propulsione a idrogeno “new gen”, che dal 2023 sostituiranno la serie lanciata nel 2018 per Hyundai Nexo. A titolo di paragone, lo stack da 100 kW mette in evidenza un ottimo 30% in meno nelle dimensioni, in modo che sia più facile installarlo nei diversi tipi di veicoli e per un ampio spettro di impieghi. La versione da 200 kW, dal canto suo, è stata progettata per equipaggiare veicoli commerciali, ed è di dimensioni simili rispetto all’attuale sistema Nexo, tuttavia la potenza è raddoppiata.

Durata

Allo stesso modo, è utile osservare come lo “stack” di celle di combustibile di seconda generazione lanciato nel 2018 abbia raggiunto un limite di utilizzo nell’ordine di 5.000 ore e 160.000 km, pressoché simile alla copertura di garanzia di una vettura a combustione. Per lo sviluppo della terza generazione fuel cell, l’obiettivo è di migliorarne ulteriormente la durata, anche del 50-100%. Una volta che lo sviluppo hi-tech sarà a regime, si prevede che le batterie a lunga durata dei veicoli potranno raggiungere un ciclo di vita nell’ordine di 500.000 km. Contestualmente, si giungerà ad una sostanziale riduzione dei prezzi per gli “stack” fuel cell di terza generazione: le proiezioni, in questo senso, parlano di un -50% (ciò che si intendeva come fattore-chiave per raggiungere la parità di costo fra BEV ed FCEV) entro il 2030.

Modularità

Inoltre, tenendo al centro dell’attenzione gli atout di flessibilità e modularità, il “sistema fuel cell Phase III” potrà essere applicato in più settori della mobilità, anche su base modulare. Basti pensare, ad esempio, al fatto che un nuovo “modulo” è potenzialmente in grado di garantire potenze comprese fra 500 kW e 1 MW “semplicemente” collocando unità singole da 100 kW in serie. Ciò sarebbe, per fare un esempio, ideale per l’alimentazione di emergenza di grandi navi o grandi aziende di IT. Anche per questo, cioè nella previsione di una gamma di impieghi quanto più ampia possibile, durante l’evento online “Hydrogen Wave” Hyundai ha altresì svelato un inedito sistema “full-flat” a celle di combustibile, che riduce ad appena 250 mm l’altezza delle batterie, in modo da consentirne l’utilizzo su varie applicazioni: PBV (Purpose Built Vehicle: un esempio era stato illustrato al CES di Las Vegas 2020), monovolume, autobus e tram, semplicemente installando il sistema sulla zona superiore o inferiore del veicolo.

Tutti i progetti di mobilità fuel cell “by Hyundai”

Di seguito i primi dettagli relativi ai nuovi e futuri sistemi di mobilità fuel cell Hyundai illustrati nel forum globale online “Hydrogen Wave”.

• Trailer Drone: sistema di trasporto container alimentato a idrogeno, in grado di funzionare in modo completamente autonomo. Con un numero di serbatoi realizzati ad hoc per la massima efficienza nei tragitti all’insegna della flessibilità, garantisce più di 1.000 km con una singola ricarica, paragonabile agli attuali grandi autocarri;
• Fuel Cell e-Bogie: letteralmente “Carrello elettrico a celle di combustibile”, consiste in un modulo – sul quale viene caricato un container – alimentato a idrogeno e provvisto di quattro ruote sterzanti. Il “Trailer Drone” richiede, ad esempio, due Fuel Cell e-Bogie, in modo da consentire una manovrabilità senza precedenti, in special modo nei movimenti laterali. Così equipaggiato, il Trailer Drone è in grado di muoversi in autonomo nelle operazioni logistiche portuali e nelle aree urbane. A sua volta, l’efficienza risulta ulteriormente potenziata grazie ad una “modalità cluster” che consente a più sistemi “Trailer Drone” di viaggiare insieme, agganciati a mo’ di convoglio. Dal canto suo, indica Hyundai, il Fuel Cell e-Bogie non è esclusivo appannaggio del Trailer Drone, ma si rivolge ad un ampio spettro di impieghi: dalle attività logistiche a terra ai macchinari da costruzione e da cantiere, ai servizi antincendio alle missioni di soccorso in caso di emergenza. È, in buona sostanza, una piattaforma multiuso, che può assolvere a vari obiettivi di utilizzo, tutti a zero emissioni e controllo autonomo;
• Vision FK: La tecnologia fuel cell può essere benissimo applicata alle autovetture high performance. A questo proposito, Hyundai Group ha fornito le prime indicazioni relative a Vision FK, prototipo di vettura da corsa a ruote coperte, dotata di alimentazione a idrogeno abbinata ad un powertrain elettrico sviluppato da Rimac e collegato al retrotreno. Hyundai Vision FK promette una potenza massima di 671 CV, un’autonomia massima di 600 km e meno di 4” per lo scatto da 0 a 100 km/h;
• Rescue Drone: soluzione di mobilità “new gen” che si abbina ad un Fuel Cell e-Bogie per dare forma ad un drone, da utilizzare in ambiti ben circoscritti (antincendio e salvataggio) azionabile da remoto ed in grado di autocontrollarsi. Il “Rescue Drone” viene provvisto di un sistema di sterzo indipendente per una svolta completa a 360 gradi sul posto e avanzamento “a passo di granchio”. Fra le peculiarità indicate dai tecnici Hyundai, la possibilità di avanzare tramite le immagini che vengono trasmesse all’esterno del veicolo, ed un’autonomia che oscilla fra 450 e 500 km con una singola ricarica;
• H Moving Station: è un veicolo di grandi dimensioni, dotato di infrastrutture per la ricarica mobile. La “stazione di rifornimento portatile” è stata progettata per offrire la massima flessibilità e possibilità di ricarica nelle aree in cui le stazioni di rifornimento siano limitate;
• RHGV-Rescue Hydrogen Generator Vehicle: progettato per fornire energia ai veicoli elettrici impiegati in attività di soccorso e di emergenza lontano dai centri urbani ed in difficili condizioni di marcia. Il sistema di ricarica mobile per veicoli elettrici offre un’erogazione di energia simultanea monofase (220V) e trifase (380 V);
• Vision Pop: veicolo di dimensioni “minimal” (2,6m di lunghezza, 1,64 m di larghezza, 1,54 m di altezza) per la mobilità urbana EV, provvisto di sistema di manovra sul posto a 360 gradi “e-corner”, dispositivo di avanzamento “crab-drive” e parcheggio autonomo in parallelo;
• Vision 2GO: veicolo di dimensioni ultracompatte (3,2 m di lunghezza, 1,64 m di larghezza, 1,6 m di altezza) da impiegare nelle consegne in ambito urbano ed equipaggiato con un pacco batterie a celle di combustibile da 30 kW;
• Nexo Minicar: una micro-vettura (1,18 m di lunghezza, 700 mm di larghezza, 550 mm di altezza) per bambini;
• XCient Fuel Cell: il primo Truck al mondo alimentato a idrogeno prodotto in serie (9,75 m di lunghezza, 2,55 m di larghezza, 3,73 m di altezza);
• XCient Fuel Cell Tractor: motrice a celle di combustibile derivata dall’autocarro XCient, attualmente in fase di sviluppo in un test di dodici mesi (da agosto 2021 a luglio 2022) che si svolge in California;
• Fuel Cell Electric Tram: sistema di mezzo di trasporto pubblico urbano su rotaia (21 m di lunghezza, 2,45 m di larghezza, 3,4 m di altezza) alimentato a batterie e idrogeno;
• Mobile Fuel Cell Generator: modulo che equipaggia i sistemi di ricarica della serie Etcr, primo Campionato Turismo dedicato alle auto elettriche;
• Hydrogen Fuel Cell Powerpacks: moduli di alimentazione, sviluppati in due livelli di potenza (30 kW e 50 kW) per muletti ed escavatori.