Ciclo di vita, esternalità e costi di abbattimento dell’elettrificazione del trasporto pubblico con autobus a celle a combustibile e autobus elettrici a batteria nella città di Putrajaya

Autobus urbani più puliti e perché sono importanti

Gli autobus cittadini possono non sembrare affascinanti, ma sono i cavalli da tiro della vita urbana. Poiché circolano tutto il giorno in strade affollate, il modo in cui li alimentiamo ha un grande effetto sulla qualità dell’aria, sull’inquinamento climatico e sui bilanci pubblici. Questo studio pone una domanda semplice con grandi conseguenze per città malesi come Putrajaya: le flotte future dovrebbero usare batterie o celle a combustibile a idrogeno? Seguendo sia gli impatti ambientali sia i costi a lungo termine dalla fabbrica alla rottamazione, gli autori mostrano quale opzione offre maggior beneficio climatico per ogni ringgit speso.

Due strade diverse verso autobus più puliti

La ricerca confronta autobus elettrici a batteria, che immagazzinano energia in grandi batterie di bordo, con autobus elettrici a celle a combustibile, che producono elettricità dall’idrogeno immagazzinato in serbatoi pressurizzati. Entrambi eliminano i gas di scarico nelle strade cittadine, ma la loro impronta nascosta differisce. Per gli autobus a celle a combustibile, emissioni e costi si spostano sull’intera catena dell’idrogeno: produzione da gas naturale, energia solare o biomassa, trasporto su camion e compressione nelle stazioni di rifornimento. Per gli autobus a batteria, gli impatti derivano principalmente dall’elettricità usata per la ricarica e dalla produzione e sostituzione dei pesanti pacchi batteria agli ioni di litio.

Seguire gli impatti dalla culla alla tomba

Per confrontare correttamente, gli autori utilizzano un approccio del ciclo di vita che include la produzione degli autobus, il trasporto dalla Cina alla Malesia, quindici anni di esercizio sulle sette linee urbane di Putrajaya e il riciclo a fine vita. Simulano i pattern di guida reali usando profili di velocità basati su GPS per stimare il consumo di energia invece di affidarsi a medie approssimative. Per le celle a combustibile, testano diverse fonti di idrogeno disponibili o plausibili in Malesia: il reforming convenzionale del gas naturale, lo stesso processo con cattura del carbonio, la scissione dell’acqua alimentata a energia solare, la gassificazione dei residui della palma da olio e un metodo emergente che converte il biometano in idrogeno e carbonio solido direttamente nel deposito.

Cosa dicono i numeri sull’inquinamento

Su quasi tutte le misure ambientali, gli autobus a batteria sono i migliori. Sul loro ciclo di vita completo emettono circa 58 chilogrammi di anidride carbonica ogni 100 chilometri sulla rete elettrica malese attuale, ancora dipendente dai fossili, molto sotto il caso più pulito delle celle a combustibile a circa 121 chilogrammi. Gli autobus a celle a combustibile appaiono relativamente migliori quando l’idrogeno è prodotto con energia solare o residui di palma, ma portano comunque oneri aggiuntivi come particolato fine dalla gassificazione della biomassa o componenti metalliche intensive per gli impianti solari. Quando tutti i tipi di danno sono convertiti in un valore monetario approssimativo, gli autobus a batteria hanno il «prezzo» ambientale più basso, intorno a 830.000 dollari statunitensi di costi esterni nel ciclo di vita di un singolo autobus, mentre ogni opzione a celle a combustibile risulta più costosa.

Cosa dicono i numeri sui costi

Lo studio somma anche tutto ciò che un operatore pagherebbe effettivamente in quindici anni, inclusi gli autobus stessi, le stazioni di ricarica o rifornimento, l’elettricità o l’idrogeno e le sostituzioni di batterie o stack a celle a combustibile. Gli autobus a batteria risultano chiaramente più economici, con un costo totale di proprietà di circa 8,9 milioni di dollari USA per la flotta di Putrajaya, ovvero circa 53 dollari per 100 chilometri per autobus. Il miglior caso per le celle a combustibile, con produzione di idrogeno in loco da biometano, costa ancora intorno ai 21,6 milioni di dollari, principalmente perché produrre e distribuire l’idrogeno è costoso. Quando i costi sono divisi per la quantità di inquinamento climatico evitato rispetto agli autobus diesel, gli autobus a batteria riducono le emissioni a circa 0,39 dollari per chilogrammo di anidride carbonica, mentre le opzioni a celle a combustibile risultano più volte più costose per unità di beneficio.

Cosa significa per il futuro della mobilità urbana

Per le condizioni attuali di Putrajaya e di città malesi simili, il messaggio è chiaro: gli autobus elettrici a batteria offrono maggiori benefici climatici e ambientali a un costo inferiore rispetto agli autobus a celle a combustibile. Questo non significa che gli autobus a idrogeno siano inutili; potrebbero comunque avere un ruolo in futuro, specialmente per percorsi più lunghi o per avviare un’industria nazionale dell’idrogeno. Ma come primo passo pratico per ripulire il trasporto cittadino e ottimizzare fondi climatici limitati, lo studio suggerisce che i pianificatori dovrebbero concentrarsi sugli autobus a batteria, continuando nel contempo a migliorare le filiere dell’idrogeno affinché gli autobus a celle a combustibile possano diventare più competitivi in futuro.

Citazione: Chong, J.W., Hanafiah, M.M. Life cycle externalities and abatement costs of public transport electrification using fuel cell and battery electric buses in Putrajaya city. Sci Rep 16, 15312 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46665-w

Parole chiave: autobus elettrici a batteria, autobus a celle a combustibile a idrogeno, trasporto pubblico, valutazione del ciclo di vita, emissioni di gas serra