Hydrogen as a magic word hits Tuscany again. Now, it is the turn of the "Faentina" railroad to be greenwashed. It is an old line that connects Florence to the city of Faenza on the other side of the Appennini mountains. Destroyed during WWII, it was considered a "dead branch" by the Italian authorities and not rebuilt until the 1990s. Even then, it was a work done in economy, it was not electrified and only old diesel powered locomotives run on it.
But now, great idea! Politicians have started to say that we can make these same locomotives run on hydrogen! They say hydrogen is green, don't they? Yes, so green that whatever you touch with it becomes well greenwashed.
A brief comment by Dr Piero Mazzinghi, translated from Italian.
https://www.ilfilo.net/dai-lettori-treni-a-idrogeno-troppe-cose-lasciano-dubbi/
MUGELLO - Dr. Piero Mazzinghi of Vaglia makes some technical considerations about the use of hydrogen as a fuel for trains. And they are very critical and concerned considerations.
I would like to make some technical considerations on the proposal to transform the Faentina railway to hydrogen and, in general, on the use of hydrogen as an energy vector (let's remember that it must be produced, there are no hydrogen mines...).
Currently almost all hydrogen is produced from hydrocarbons, by steam reforming methane or by gasification of coal with the Haber-Bosch process. The efficiency of both processes is around 70%. Hydrogen then, given its low density, to be used must be compressed at high pressure (at 700 atmospheres) or liquefied (at -252 °C), losing at least another 30% of energy. To power electric motors it must then be fed into fuel cells, which have an efficiency of around 50%. Now, a simple multiplication (0.7×0.7×0.25= 0.245) shows that the cycle efficiency is less than 25%, compared to an efficiency of a modern diesel engine ranging from 40 to 50%. So globally we don't reduce pollution and the greenhouse effect, we double it. We are only reducing pollution at home to increase it at someone else's home. If you don't believe this you can consult a recent article by Cornell University and Stanford (article here).
At the local level, however, we must consider the issue of safety. Hydrogen is an EXTREMELY flammable, explosive gas, and at very high pressure to boot. A hydrogen depot in Santa Maria Novella is something to shudder, like having a bomb in the middle of the city. And then, how would it be supplied? The methane network is not suitable, the metals and seals of the pipelines are not suitable for the transport of pure methane, the turbines and compressors should be replaced, both for the different pressure and for the different density of the gas. Transporting it by trains or tankers of hydrogen (probably liquid) would be even worse for safety. If the Viareggio accident had been caused by a train loaded with liquid hydrogen, instead of LPG, it would have been a huge disaster. Not to mention the cylinders on the vehicle, which are just as dangerous, very heavy and with complicated devices to ensure safety in case of accident, further reducing performance and increasing consumption.
The hydrogen economy makes sense only when the production takes place by electrolysis of water starting from electricity produced by renewables. Even in this case, however, the efficiency is low and its use is convenient only to store an excess of renewable energy not otherwise usable, something from which we are still very far. Also because in Florence it is forbidden to install photovoltaic panels on the roofs and in Mugello they do not want wind generators.
For the Faentina railway there would be a much simpler and efficient solution: it would be enough to electrify the line where possible (I think everywhere except in the tunnels) and use hybrid trains (diesel, electric and batteries), which travel with the electric line where present, for short stretches with batteries and with diesel at the end. Among other things they are produced by Breda-Hitachi in Pistoia, 30 km from Florence.
But this would probably not end up in the newspapers, better to do greenwashing operations.
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MUGELLO – Il dottor Piero Mazzinghi di Vaglia fa alcune considerazioni tecniche sull’uso dell’idrogeno come carburante per i treni. E sono considerazioni molto critiche e preoccupate.
Vorrei fare qualche considerazione tecnica sulla proposta di trasformare la ferrovia Faentina ad idrogeno ed, in generale sull’uso dell’idrogeno come vettore energetico (ricordiamoci che deve essere prodotto, non esistono le miniere di idrogeno…).
Attualmente quasi tutto l’idrogeno viene prodotto da idrocarburi, per steam reforming del metano o per gassificazione del carbone con il processo Haber-Bosch. L’efficienza di entrambi i processi è intorno al 70%. L’idrogeno poi, vista la sua bassa densità, per essere utilizzato deve essere compresso ad alta pressione (a 700 atmosfere) o liquefatto (a -252 °C), perdendo almeno un altro 30% di energia. Per alimentare i motori elettrici deve poi essere immesso in celle a combustibile, che hanno un rendimento intorno al 50%. Ora, una semplice moltiplicazione (0.7×0.7×0.25= 0.245) dimostra che il rendimento del ciclo è inferiore al 25%, contro un rendimento di un moderno motore diesel che va da 40 al 50%. Quindi a livello globale non riduciamo l’inquinamento e l’effetto serra, ma lo raddoppiamo. Riduciamo solamente l’inquinamento a casa nostra per aumentarlo a casa di qualcun altro. Chi non ci credesse può consultare un recente articolo della Cornell University e di Stanford (articolo qui).
A livello locale bisogna invece considerare il problema della sicurezza. L’idrogeno è un gas ESTREMAMENTE infiammabile, esplosivo, e per giunta ad altissima pressione. Un deposito di idrogeno a Santa Maria Novella è una cosa da rabbrividire, come avere un bomba in mezzo alla città. E poi come verrebbe rifornito tale deposito? La rete del metano non è adatta, i metalli e le tenute delle condutture non sono adatti al trasporto del metano puro, le turbine ed i compressori andrebbero sostituiti, sia per la differente pressione che per la differente densità del gas. Trasportarlo con treni o autocisterne di idrogeno (probabilmente liquido) sarebbe ancora peggiore per la sicurezza. Se l’incidente di Viareggio fosse stato provocato da un treno carico di idrogeno liquido, invece che di GPL, sarebbe stato un disastro immane. Per non parlare delle bombole sul veicolo, altrettanto pericolose, molto pesanti e con complicati dispositivi per garantire la sicurezza in caso di incidente, che ne riducono ulteriormente le prestazioni e aumentano i consumi.
L’economia dell’idrogeno ha senso solo quando la produzione avviene per elettrolisi dell’acqua a partire da elettricità prodotta da rinnovabili. Anche in questo caso, però, l’efficienza è bassa e il suo utilizzo è conveniente solo per immagazzinare un eccesso di energia rinnovabile non utilizzabile altrimenti, cosa da cui siamo ancora molto lontani. Anche perché a Firenze è vietato istallare sui tetti i pannelli fotovoltaici e nel Mugello non si vogliono i generatori eolici.
Per la ferrovia Faentina ci sarebbe una soluzione molto più semplice ed efficiente: basterebbe elettrificare la linea dove possibile (credo dovunque tranne che nelle gallerie) ed utilizzare treni ibridi (diesel, elettrici e batterie), che viaggiano con la linea elettrica dove presente, per brevi tratti con le batterie e con il diesel alla fine. Fra l’altro sono prodotti dalla Breda-Hitachi a Pistoia, a 30 km da
Firenze.
Ma questo probabilmente non finirebbe sui giornali, meglio fare operazioni di greenwashing.