25 treni FLIRT H₂ a idrogeno, prodotti da Stadler, sono destinati alle reti di Sardegna e Calabria: si apre la strada alla decarbonizzazione delle ferrovie italiane.
di Lisa Borreani
Il trasporto ferroviario rappresenta una delle soluzioni più sostenibili nel panorama della mobilità moderna, grazie al suo bassissimo consumo energetico per passeggero-chilometro. A differenza di altre modalità di trasporto, il treno offre un’elevata efficienza energetica, soprattutto quando alimentato da una propulsione elettrica tramite linea aerea. Questo sistema non solo garantisce un funzionamento pulito di treni, tram e locomotive, ma elimina anche le emissioni di CO2, offrendo una soluzione concreta e immediata per ridurre l’impatto ambientale. La rete ferroviaria elettrificata rappresenta quindi un’architettura cruciale per un trasporto più ecologico.
Tuttavia, molte linee ferroviarie in tutto il mondo rimangono non elettrificate, spesso a causa dei costi elevati e dei lunghi tempi necessari per ammodernare le infrastrutture. La realizzazione di linee aeree e delle relative sottostazioni implica investimenti ingenti, che non sempre sono giustificabili in termini economici o fattibili in tempi rapidi. Per rispondere a questa sfida e ridurre l’uso di treni a diesel, Stadler, azienda leader nella produzione di materiale rotabile, ha sviluppato una soluzione innovativa: il FLIRT H₂, un treno a idrogeno.
La nascita dei treni FLIRT H₂
Il FLIRT H₂, evoluzione della celebre famiglia FLIRT, rappresenta un punto di svolta nella propulsione ferroviaria. Grazie all’integrazione di celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC), questo treno genera energia elettrica direttamente a bordo, eliminando la dipendenza dalla rete elettrica. La propulsione elettrica, abbinata a un sistema di accumulo energetico, garantisce prestazioni elevate e un’autonomia estesa, anche su linee non elettrificate. Questa tecnologia permette al treno di operare in modo efficiente e senza emissioni anche su tratte non elettrificate o parzialmente elettrificate, dove la transizione all’elettrico sarebbe complessa e costosa. In questo modo, il FLIRT H₂ può gradualmente sostituire i treni diesel ancora in uso, riducendo drasticamente le emissioni nocive e promuovendo un trasporto ferroviario più sostenibile.
Il primo FLIRT H₂ è stato venduto da Stadler negli Stati Uniti nel 2019, segnando un importante passo avanti nella storia del trasporto ferroviario americano. La consegna di questo treno a idrogeno rappresenta una novità per il mercato statunitense, che fino ad allora non aveva visto un’applicazione così avanzata di tecnologie a emissioni zero nel trasporto ferroviario di passeggeri.
Il design dei treni FLIRT H₂
Dal punto di vista tecnico, il treno FLIRT H₂ mantiene molti dei punti di forza della famiglia FLIRT tradizionale. Il suo design si basa su una struttura leggera in alluminio a un piano, che offre una maggiore efficienza energetica e versatilità. Le configurazioni modulari del treno permettono di variare il numero di vagoni, da due a quattro, a seconda delle esigenze specifiche di capacità della linea ferroviaria e del cliente. Questa flessibilità è un elemento chiave del successo della piattaforma FLIRT, che ha già dimostrato ampie possibilità di personalizzazione per soddisfare le diverse necessità delle reti ferroviarie in tutto il mondo.
Oltre alla tecnologia a celle a combustibile, il FLIRT H₂ è disponibile anche in versione ibrida con pantografo e trasformatore. Questo consente al treno di operare sia sotto linee aeree, quando disponibili, che autonomamente grazie all’energia generata dall’idrogeno. Questa doppia capacità di alimentazione aumenta ulteriormente la versatilità del FLIRT H₂, permettendo al treno di operare su tratte che alternano segmenti elettrificati e non elettrificati, offrendo una soluzione ideale per molte reti ferroviarie regionali.
Il ruolo dell’idrogeno nel futuro del trasporto ferroviario appare sempre più rilevante, poiché questa fonte di energia non solo è pulita, ma ha anche il potenziale di essere prodotta in maniera sostenibile. L’uso dell’idrogeno prodotto da fonti rinnovabili, come l’energia solare o eolica, potrebbe ridurre ulteriormente le emissioni di CO2, rendendo il FLIRT H₂ non solo una soluzione praticabile per il presente, ma anche un veicolo verso un futuro a basse emissioni.
Come funzionano i treni a idrogeno?
Il FLIRT H₂ rappresenta un esempio di treno a idrogeno all’avanguardia, che combina tecnologie moderne per offrire una soluzione di trasporto sostenibile. Questo veicolo è un’automotrice elettrica che utilizza celle a combustibile alimentate a idrogeno per generare energia elettrica. Il processo di funzionamento è piuttosto sofisticato: l’idrogeno, immagazzinato in serbatoi a bordo del treno, viene combinato con l’ossigeno presente nell’aria all’interno delle celle a combustibile. In questa reazione chimica, l’idrogeno si trasforma in elettricità, emettendo come unico sottoprodotto vapore acqueo. La corrente prodotta alimenta i motori elettrici che spingono il treno, le batterie di trazione e altri sistemi ausiliari, come l’impianto di climatizzazione e l’illuminazione a bordo.
Una delle caratteristiche principali di questo sistema è la capacità di recuperare energia durante la frenata. Quando il treno rallenta, l’energia cinetica prodotta viene convertita in elettricità e immagazzinata nelle batterie di bordo, rendendo il sistema ancora più efficiente e contribuendo a ridurre gli sprechi energetici. Questo permette al treno di funzionare in modo quasi autosufficiente, riducendo l’impatto ambientale e migliorando l’efficienza operativa.
La produzione dell’idrogeno
L’idrogeno utilizzato per alimentare il FLIRT H₂ viene prodotto attraverso un processo chiamato elettrolisi, che separa l’idrogeno dall’acqua utilizzando energia elettrica. Quando questa energia proviene da fonti rinnovabili come il solare o l’eolico, l’idrogeno prodotto viene definito “idrogeno verde”, poiché il processo non comporta emissioni di CO₂. Questa capacità di immagazzinare energia rinnovabile in forma chimica rende l’idrogeno un vettore energetico molto interessante per il futuro dei trasporti, specialmente per treni che percorrono lunghe distanze o operano su tratte non elettrificate.
Grazie alla presenza di serbatoi di stoccaggio a bordo del treno, il FLIRT H₂ può percorrere distanze significative senza la necessità di frequenti rifornimenti, rendendolo una soluzione ideale per linee ferroviarie di media e lunga percorrenza che non sono dotate di infrastrutture elettriche. Questa tecnologia rappresenta una valida alternativa ai treni a diesel, soprattutto su tratte regionali e suburbane, dove l’elettrificazione è economicamente o tecnicamente difficile da implementare.
In prospettiva, l’idrogeno ha il potenziale per rivoluzionare il trasporto ferroviario, riducendo drasticamente le emissioni di gas serra e migliorando la sostenibilità del settore. I treni a idrogeno non solo offrono un’alternativa più pulita ai mezzi a combustibili fossili, ma aprono anche la strada a un sistema ferroviario integrato con le energie rinnovabili, promuovendo una mobilità più rispettosa dell’ambiente senza compromettere le prestazioni o l’autonomia di viaggio.
La messa su rotaia
Nel 2022, Stadler ha presentato al pubblico il FLIRT H₂ durante l’evento InnoTrans di Berlino. Questo treno a idrogeno rappresenta un significativo passo avanti nel trasporto ferroviario sostenibile, grazie alle innovative soluzioni adottate per integrare le celle a combustibile e i serbatoi di stoccaggio dell’idrogeno nel sistema di propulsione del FLIRT. Dopo un’attenta fase di sviluppo, queste tecnologie sono state sottoposte a rigidi test in Svizzera e, successivamente, sul tratto di prova nel Colorado, negli Stati Uniti.
L’obiettivo di Stadler era dimostrare l’affidabilità e le prestazioni del FLIRT H₂, e per farlo ha intrapreso un ambizioso tentativo di stabilire un record mondiale. Il team ha cercato di coprire la più lunga distanza mai percorsa da un treno passeggeri alimentato a idrogeno senza necessità di rifornimento o ricarica, sotto l’attenta supervisione del Guinness World Records. Ansgar Brockmeyer, Vicepresidente esecutivo Marketing e Vendite di Stadler, ha espresso grande soddisfazione per il risultato ottenuto, definendolo un traguardo eccezionale per l’intero team. Questo risultato ha dimostrato che la soluzione di propulsione a idrogeno sviluppata per il FLIRT H₂ è non solo innovativa, ma anche estremamente efficiente.
Il viaggio da record è iniziato il 20 marzo 2024. Il treno ha percorso senza interruzioni per oltre 46 ore, coprendo una distanza di 2.803 chilometri con un solo pieno di idrogeno, stabilendo così un nuovo record mondiale. Il test è stato svolto presso il centro di prova ENSCO di Pueblo, Colorado, e documentato in ogni sua fase per garantire la massima trasparenza. Non è la prima volta che Stadler conquista un record mondiale: nel 2021, il modello FLIRT Akku, alimentato a batteria, aveva stabilito il record per la più lunga distanza percorsa da un treno a batteria in Germania.
Le prospettive future
Il successo del FLIRT H₂ ha destato grande interesse a livello internazionale. Stadler ha già ricevuto ordini per nuovi treni a idrogeno, in particolare dalla California, dove si è aggiudicata un contratto per fornire veicoli a idrogeno a scartamento ridotto. Inoltre, aziende ferroviarie italiane come Ferrovie della Calabria (FdC) e ARST hanno esercitato opzioni per la consegna di 15 veicoli a idrogeno, rafforzando la presenza di Stadler anche in Europa.
La propulsione alternativa del FLIRT H₂ è basata su celle a combustibile che trasformano l’idrogeno in elettricità, alimentando così i motori del treno e garantendo un funzionamento senza emissioni su tratte non elettrificate. Il modello realizzato per la San Bernardino County Transportation Authority (SBCTA) è composto da due carrozze alimentate elettricamente con un PowerPack centrale che ospita le celle a combustibile e i serbatoi di idrogeno. Questa configurazione permette di immagazzinare energia anche durante la frenata, aumentando ulteriormente l’efficienza del sistema.
Nel 2023, l’autorità dei trasporti della California, Caltrans, ha ordinato quattro FLIRT H₂, con una successiva opzione per altri sei treni. Questi nuovi modelli avranno una maggiore capacità di passeggeri rispetto a quelli della SBCTA, con quattro carrozze e un PowerPack centrale.
Soluzioni alternative al FLIRT H₂
Oltre ai progetti negli Stati Uniti, Stadler continua a consolidare la sua leadership nel mercato europeo. Le soluzioni alternative di trazione, come quelle a batteria o a idrogeno, hanno trovato ampio consenso in paesi come Germania, Italia, Austria e Lituania. In Germania, in particolare, il FLIRT Akku rappresenta una soluzione innovativa per il trasporto regionale, sostituendo progressivamente i vecchi treni diesel e contribuendo alla riduzione delle emissioni di CO2.
Il FLIRT Akku è una variante elettrica a batteria del celebre modello FLIRT. È stato esposto all’InnoTrans in rappresentanza dei 44 veicoli ordinati da DB Regio per il trasporto locale nella regione del Palatinato, nel sud-ovest della Germania. Questi treni garantiranno un trasporto regionale a zero emissioni, grazie all’alimentazione elettrica e alla capacità di caricare le batterie durante il viaggio. Il FLIRT Akku ha un’autonomia esclusivamente a batteria di 80 chilometri. Ha una velocità massima di 140 km/h, offrendo una marcia fluida grazie alla sospensione pneumatica.
Con oltre 2.500 FLIRT venduti a livello globale, Stadler continua a distinguersi nel settore delle soluzioni di trasporto ferroviario a trazione alternativa, partecipando concretamente alla transizione verso una mobilità più sostenibile.
Diffusione in Italia dei treni FLIRT H₂
Stadler ha siglato due importanti accordi con gli operatori ferroviari italiani ARST e Ferrovie della Calabria (FdC) per la fornitura di treni a idrogeno. ARST, in Sardegna, ha commissionato 10 veicoli, mentre FdC, in Calabria, ha richiesto 15 unità. Questi treni a scartamento ridotto, alimentati da celle a combustibile a idrogeno, rappresentano una novità a livello mondiale. I FLIRT H2 segnano il primo ingresso di treni a idrogeno in Europa dopo il successo del modello FLIRT H2 negli Stati Uniti. I primi contratti, firmati a Roma, prevedono la consegna di 12 treni, suddivisi equamente tra le due società.
Questa commessa è finanziata con fondi del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR). I veicoli saranno destinati ai servizi regionali e suburbani in Sardegna e Calabria. La costruzione dei treni avverrà presso lo stabilimento di Stadler a Bussnang, in Svizzera. Questi nuovi treni, oltre ad essere alimentati da una tecnologia pulita, contribuiranno alla decarbonizzazione del trasporto ferroviario nelle due regioni.
I nuovi treni a idrogeno saranno composti da due carrozze passeggeri e un modulo centrale per ospitare celle a combustibile e serbatoi di idrogeno. Con una lunghezza totale di circa 50 metri, ogni treno potrà trasportare 155 passeggeri, con 89 posti a sedere. Saranno accessibili per persone con disabilità, con spazi dedicati a sedie a rotelle, passeggini e biciclette, oltre a bagni conformi alle normative europee per la mobilità ridotta.
Ansgar Brockmeyer, Executive Vice President Marketing & Sales di Stadler, ha espresso soddisfazione per il progetto, sottolineando la lunga collaborazione tra Stadler e gli operatori italiani. “Questi treni a idrogeno per scartamento ridotto sono un’innovazione mondiale e rappresentano un importante passo avanti verso un trasporto ferroviario più sostenibile,” ha dichiarato.
