La decarbonizzazione del trasporto ferroviario è un problema politico quanto tecnologico.
Come un miraggio che sfreccia nel deserto polveroso fuori Pueblo, in Colorado, il primo treno passeggeri a idrogeno degli Stati Uniti si sta scaldando sul suo binario di prova. Realizzato dal costruttore svizzero Stadler e noto come FLIRT (per “Fast Light Intercity and Regional Train”), sarà presto spedito nella California meridionale, dove dovrebbe trasportare i passeggeri del servizio ferroviario pendolare Arrow della contea di San Bernardino entro la fine dell’anno. Nel mondo insulare delle ferrovie, questo treno a idrogeno è un test di Rorschach. Per alcuni rappresenta il futuro del trasporto ferroviario. Per altri, invece, sembra una grande e luccicante distrazione.
Nel tentativo di decarbonizzare il settore dei trasporti – la più grande fonte di emissioni di gas serra negli Stati Uniti – i veicoli elettrici con pneumatici tendono a dominare la conversazione. Ma per raggiungere l’obiettivo dell’amministrazione Biden di azzerare le emissioni entro il 2050, anche altre forme di trasporto, comprese quelle su ruote d’acciaio, dovranno trovare nuove fonti di energia.
Il modo migliore per decarbonizzare le ferrovie è oggetto di un crescente dibattito tra autorità di regolamentazione, industria e attivisti. La situazione sta degenerando in California, che ha recentemente emanato norme che impongono a tutte le nuove locomotive passeggeri operanti nello Stato di essere a emissioni zero entro il 2030 e a tutte le nuove locomotive merci di raggiungere tale soglia entro il 2035. Le autorità di regolamentazione federali potrebbero essere molto vicine.
Il dibattito è in parte tecnologico e ruota attorno alla questione se le celle a combustibile a idrogeno, le batterie o i cavi elettrici aerei offrano le migliori prestazioni per le diverse situazioni ferroviarie. Ma è anche politico: si tratta di capire fino a che punto la decarbonizzazione possa, o debba, dare il via a una più ampia trasformazione del trasporto ferroviario. Per decenni, il governo si è ampiamente sottomesso alla volontà dei grandi conglomerati ferroviari per il trasporto merci. La decarbonizzazione potrebbe spostare questa dinamica di potere o rafforzarla ulteriormente.
Finora l’idrogeno è stato il grande vincitore tecnologico in California. Nell’ultimo anno, il Dipartimento dei Trasporti della California, noto come Caltrans, ha ordinato 10 treni FLIRT a idrogeno per un costo di 207 milioni di dollari. Dopo il servizio Arrow, la prossima linea ferroviaria a ricevere i treni a idrogeno sarà il servizio Valley Rail nella Central Valley. Questa linea collegherà Sacramento alla California High-Speed Rail, il sistema in costruzione che alla fine collegherà Los Angeles e San Francisco.
Nella sua analisi delle diverse tecnologie ferroviarie a zero emissioni, Caltrans ha scoperto che i treni a idrogeno, alimentati da celle a combustibile a bordo che convertono l’idrogeno in elettricità, hanno un’autonomia migliore e tempi di rifornimento più brevi rispetto ai treni elettrici a batteria, che funzionano come le auto elettriche. L’idrogeno è anche una fonte di energia più economica rispetto ai cavi aerei (o semplicemente “elettrificazione”, nel linguaggio dell’industria), che costerebbero circa 6,8 miliardi di dollari per essere installati sulle tre principali tratte interurbane dello Stato (la California High-Speed Rail e il suo binario condiviso sul servizio pendolare Caltrain della Bay Area saranno entrambi alimentati da cavi aerei, poiché l’elettrificazione è necessaria per raggiungere velocità superiori a 100 miglia all’ora).
A complicare ulteriormente l’opzione dell’elettrificazione, l’installazione di cavi aerei sul resto della rete passeggeri californiana richiederebbe il consenso di BNSF e Union Pacific, i due principali vettori ferroviari merci che possiedono la maggior parte dei binari dello Stato. Le compagnie si oppongono da tempo all’installazione di cavi sopra i loro binari, che a loro dire potrebbero interferire con i treni merci a doppia fila.
Secondo un rapporto dell’Association of American Railroads (AAR), un gruppo commerciale del settore, elettrificare tutti i 144.000 chilometri di binari merci della nazione costerebbe centinaia di miliardi di dollari. L’elettrificazione richiederebbe inoltre la collaborazione delle aziende elettriche, rendendo le ferrovie vulnerabili ai ritardi di connessione alla rete che affliggono gli sviluppatori di energie rinnovabili.
“Abbiamo lunghi tratti di binari al di fuori delle aree urbanizzate”, afferma Marcin Taraszkiewicz, ingegnere dello studio di ingegneria e architettura HDR che ha lavorato al programma di treni a idrogeno della Caltrans. Portare l’energia in questi luoghi impervi può essere una sfida, soprattutto quando le infrastrutture devono essere progettate per resistere a disastri naturali come incendi e terremoti: “Se quel cavo si rompe, sono guai”.
L’AAR ritiene che le norme californiane sulle emissioni delle ferrovie siano eccessive e troppo presto, soprattutto se si considera che il trasporto ferroviario di merci è già tre o quattro volte più efficiente in termini di carburante rispetto al trasporto su strada. L’anno scorso, l’AAR ha citato in giudizio lo Stato per le sue ultime norme sulle emissioni ferroviarie, in una causa che è ancora in corso. Sebbene il gruppo preferisca in generale l’idrogeno all’elettrificazione come soluzione a lungo termine, sostiene che questa tecnologia alternativa non sia ancora abbastanza matura per soddisfare le esigenze del settore.
Anche un gruppo chiamato Californians for Electric Rail considera l’idrogeno una tecnologia immatura. “Da un punto di vista ambientale e dei costi, è un modo davvero circolare e indiretto di fare le cose”, afferma Adriana Rizzo, fondatrice del gruppo, che sostiene l’elettrificazione dei binari regionali e interurbani dello Stato con cavi aerei.
Sintetizzare, trasportare e utilizzare la minuscola molecola di idrogeno può essere molto inefficiente. Attualmente i treni a idrogeno richiedono circa tre volte più energia per chilometro rispetto ai treni alimentati da cavi aerei. Inoltre, i benefici ambientali dell’idrogeno – lo scopo apparente di questa nuova tecnologia – rimangono in gran parte teorici, dal momento che la maggior parte dell’idrogeno oggi viene prodotto bruciando combustibili fossili come il metano. Le aziende di distribuzione del gas naturale sono state tra i maggiori sostenitori dell’industria dell’idrogeno, perché sono già in grado di produrre e trasportare il gas.
Le opinioni sui meriti dei treni a idrogeno sono state contrastanti. Nel 2022, a seguito di un programma pilota, lo stato tedesco del Baden-Württemberg ha stabilito che questa tecnologia sarebbe stata più costosa dell’80% nel lungo periodo rispetto ad altre alternative a zero emissioni.
Kyle Gradinger, vicedirettore aggiunto per le ferrovie di Caltrans, ritiene che ci siano state alcune “esagerazioni da Twitter” sui problemi dei treni a idrogeno. Nei test, lo Stadler FLIRT alimentato a idrogeno “si comporta come ci aspettavamo, se non meglio”, afferma. Poiché utilizzano anche motori elettrici, i treni a idrogeno offrono molti degli stessi vantaggi dei treni alimentati da cavi aerei, afferma Gradinger. Entrambe le tecnologie saranno più silenziose, più pulite e più veloci dei treni diesel.
Caltrans spera di ottenere tutto l’idrogeno per i suoi treni da fonti a zero emissioni entro il 2030, un obiettivo rafforzato da una bozza di norma sull’idrogeno pulito emessa dall’amministrazione Biden nel 2023. La California è uno dei sette “hub dell’idrogeno” negli Stati Uniti, partenariati pubblico-privati che riceveranno miliardi di dollari di sovvenzioni dall’Infrastructure Investment and Jobs Act per lo sviluppo delle tecnologie dell’idrogeno. È troppo presto per dire se Caltrans sarà in grado di ottenere finanziamenti per le sue stazioni di rifornimento di idrogeno e le catene di distribuzione attraverso queste sovvenzioni, dice Gradinger, ma è certamente una possibilità. Finora la California è l’unico Stato americano ad aver acquistato treni a idrogeno.
I sostenitori come Rizzo temono, tuttavia, che tutti questi investimenti nell’infrastruttura dell’idrogeno ostacolino i cambiamenti più significativi della ferrovia passeggeri in California.
“Perché stiamo investendo milioni di dollari nell’acquisto di nuovi treni e nella realizzazione di tutte queste infrastrutture e poi ci aspettiamo lo stesso servizio scadente che abbiamo ora?”. Dice Rizzo. “Questi sistemi potrebbero trasportare molti più passeggeri”.
Il gruppo di Rizzo e i suoi alleati, come la Rail Passenger Association of California e Nevada, ritengono che la decarbonizzazione sia un’opportunità per installare il tipo di infrastruttura che supporta la maggior parte dei servizi di treni passeggeri veloci in tutto il mondo. Sebbene l’investimento iniziale in cavi aerei sia elevato, l’elettrificazione riduce i costi operativi fornendo un accesso costante a una fonte di energia economica ed efficiente. L’elettrificazione migliora anche l’accelerazione in modo che i treni possano viaggiare più vicini tra loro, creando il potenziale per modelli di servizio che funzionano più come un sistema di metropolitana urbana che come un percorso Amtrak una volta al giorno.
Caltrans ha un piano a lungo termine per aumentare drasticamente il servizio ferroviario e la velocità, il che potrebbe richiedere l’elettrificazione con cavi aerei, noti anche come sistemi a catenaria. Ma almeno per i prossimi due decenni, l’agenzia ritiene che l’idrogeno sia il modo più fattibile per raggiungere gli ambiziosi obiettivi climatici dello Stato. I soldi, la volontà politica e il coraggio di lottare con le ferrovie e le società di servizi non ci sono ancora.
“Il gold standard è l’elettrificazione con catenaria, se è possibile farlo”, dice Gradinger. “Ma per almeno i prossimi dieci o venti anni non raggiungeremo un livello di servizio sul versante intercity tale da giustificare un investimento nell’elettrificazione”.
Rizzo spera che, man mano che il governo federale introdurrà ulteriori norme sulle emissioni ferroviarie, si rafforzerà l’idea di elettrificare la ferrovia con i cavi aerei. Altri Paesi sono giunti a questa conclusione: un cambiamento di politica del 2015 in India ha portato all’elettrificazione di quasi la metà del chilometraggio del Paese in meno di un decennio. Il Piano di decarbonizzazione dei trasporti del Regno Unito afferma che l’elettrificazione sarà la “via principale” per decarbonizzare l’industria ferroviaria.
Questi cambiamenti sono comunque compatibili con un’industria del trasporto merci robusta. Le locomotive più potenti del mondo sono elettriche e trainano treni merci carichi di minerali in Sudafrica e in Cina. Nel 2002, la Russia ha completato l’elettrificazione della ferrovia transiberiana, lunga 5.700 miglia, dimostrando che i treni merci alimentati con cavi elettrici possono percorrere distanze molto lunghe su terreni molto difficili.
Le cose potrebbero iniziare a cambiare anche negli Stati Uniti, anche se lentamente. La BNSF sembra aver ammorbidito la sua posizione contro l’elettrificazione su un corridoio di sua proprietà nella California meridionale, dove ha accettato di permettere alla California High-Speed Rail di costruire cavi aerei sul suo diritto di passaggio. La Rizzo e il suo gruppo stanno cercando di rendere più facili questi progetti sponsorizzando una legge statale che esenti i cavi aerei dalla legge sulla qualità ambientale della California. In questo modo si eviterebbero situazioni come la causa ambientale del 2015 intentata dal ricco sobborgo della Bay Area di Atherton, per la rimozione degli alberi e l’impatto visivo, che ha ritardato il progetto di elettrificazione del Caltrain per quasi due anni.
Nuove innovazioni potrebbero confondere i confini tra i diversi tipi di tecnologie ferroviarie verdi. Il Caltrain ha ordinato un treno elettrificato dotato di batterie che potrebbe ricaricarsi durante il viaggio da San Francisco a San Jose e poi funzionare a batteria fino a Gilroy e Salinas. Un sistema simile potrebbe un giorno essere implementato nella California meridionale, dove i treni potrebbero ricaricarsi attraverso l’area metropolitana di Los Angeles e funzionare con le batterie nei tratti più remoti fino a Santa Barbara e San Diego.
Le nuove tecnologie dell’idrogeno potrebbero rivelarsi innovative anche per il trasporto ferroviario di passeggeri. Il treno FLIRT che compie giri nel deserto del Colorado è la versione 1.0. In futuro, l’uso dell’ammoniaca come vettore di idrogeno potrebbe portare a un’autonomia molto più lunga per i treni a idrogeno e a un rifornimento più continuo. “Con l’idrogeno c’è molto più spazio per crescere”, afferma Taraszkiewicz.
Ma in un Paese che nell’ultimo secolo ha investito poco nella ferrovia passeggeri, la nuova tecnologia può fare solo fino a un certo punto, avverte Taraszkiewicz. Le ferrovie americane troppo spesso non dispongono di binari di passaggio, incroci stradali separati per grado e moderni sistemi di segnalazione. Il principale ostacolo a un servizio passeggeri più rapido e frequente “non è la tecnologia dei treni”, afferma. “È tutto il resto”.
Benjamin Schneider è uno scrittore freelance che si occupa di alloggi, trasporti e politiche urbane.
