L’elettrificazione dei trasporti commerciali e per l’industria

L'attenzione per l'ambiente non è più ormai solo uno slogan per pochi attivisti. Da tempo si cercano alternative più pulite e silenziose ai tradizionali motori a benzina e diesel. Combustibili alternativi come etanolo, biodiesel, gas naturale, idrogeno e propano sono stati sviluppati e utilizzati per spostare persone e merci da un luogo all'altro. Ma nel futuro dei trasporti occorre includere senza dubbio la propulsione elettrica. In questo articolo andremo ad analizzare le sfide legate all'uso della propulsione elettrica nei trasporti per il commercio e l'industria (ICT).

Introduzione

Nella maggior parte degli ambienti urbani, non è più così raro vedere un'auto elettrica collegata ad una colonnina di ricarica pubblica. Nei centri commerciali, vicino ad un hotel, o in un parcheggio pubblico, è facile notare il proliferare delle stazioni di ricarica. Ma guardando ai numeri la situazione non è poi così rosea. Solo il due per cento delle auto oggi sono plug-in elettriche, e la percentuale scende notevolmente per camion e autobus. Detto questo, autobus, macchinari edili, agricoli e minerari, sono sulla buona strada per ridurre il consumo di carburante ed emissioni attraverso l'elettrificazione migliorando in tal modo efficienza e produttività (Figura 1). Gli esperti prevedono che entro il 2040 la maggior parte dei mezzi di trasporto sfrutterà motori elettrici e/o fonti più pulite di energia per soddisfare standard più elevati.

Figura 1: Vantaggi e svantaggi dell'elettrificazione dei veicoli

Per il 2040 mancano circa 20 anni, e le motivazioni per questo cammino così lungo sono complesse. Il panorama è costituito da diverse applicazioni e casi d'uso che possono o non possono essere favorevoli alla elettrificazione dei veicoli nel contesto odierno. Il cammino per l'elettrificazione dei veicoli è caratterizzato da ostacoli di ogni tipo: regolamentare, legislativo, sociale, economico e tecnico che apparentemente minano la fattibilità ad ogni svolta.

Tuttavia, le infrastrutture di rete elettrica allineate alle esigenze del trasporto sono in fase emergente. A livello globale, i centri urbani pongono divieti completi sui veicoli a combustibili fossili. Il rumore e l'inquinamento, soprattutto intorno a scuole e ospedali, sono fonte di preoccupazione sempre crescente. Questi fattori, insieme alla diminuzione dei costi della tecnologia per le batterie e al suo miglioramento, stanno aiutando l'elettrico ad emergere come una scelta al di fuori del centro urbano per industrie come l'estrazione mineraria, l'edilizia e l'agricoltura (ICT).

Differenti percorsi

Il panorama ICT è piuttosto complesso. La transizione dai tradizionali motori a combustione interna (ICE) ai metodi di propulsione elettrificata non è così semplice come per le autovetture e la stessa storia delle autovetture è tutt'altro che semplice. Ci sono numerose applicazioni e casi d'uso, e ciascuno di questi casi fornisce varie opportunità con differenti soluzioni. La transizione ai propulsori elettrici sarà diversa a seconda del lavoro svolto dal veicolo industriale/commerciale.

I camion possono operare a lungo raggio, consegnando merci per tutto il paese o a corto raggio, per la consegna di beni e servizi a livello locale ed entro brevi distanze. Possono trasportare carichi pesanti, movimentazione di carichi grandi e massicci, o medio/leggeri, trasporto di merci di piccole dimensioni. Gli autobus possono essere usati per lo spostamento di persone per lunghe distanze. Ma possono anche essere usati come autobus urbani o scolastici, per spostare le persone su brevi rotte durante orari di funzionamento ben definiti. Altre applicazioni includono apparecchiature industriali utilizzate per l'edilizia, l'estrazione mineraria, l'agricoltura e la silvicoltura. Questa ampia varietà di casi d'uso contribuisce alla complessità della transizione dall'ICE all'elettrico (Figura 2).

Figura 2: Elettrificare i trasporti per uso industriale e commerciale (ICT) presenta enormi sfide dovute anche alla varietà di scopi e usi dei veicoli

Non sono solo i casi d'uso per veicoli pesanti e attrezzature ad essere complessi e vari, ma lo sono anche le possibili architetture in fase di sviluppo per consentire un trasporto pulito a queste applicazioni. I camion e le automobili di oggi sono tipicamente alimentati da motori a combustione interna che azionano due o più ruote attraverso una trasmissione. Essi usano principalmente benzina, gasolio o in alcuni casi gas naturale compresso (CNG).

Sebbene l'industria automobilistica abbia adottato misure per migliorare il consumo del carburante e ridurre le emissioni, compresa l'introduzione di approcci ibridi leggeri a 48 V, molto resta ancora da fare. La legislazione e l'ampliamento dei divieti sul diesel stanno amplificando la necessità di ridurre le emissioni. Di conseguenza, i produttori di veicoli stanno spostando sempre di più l'attenzione dai motori a combustione interna alle architetture che incorporano motori elettrici.

Approcci tecnologici

Gli approcci che si stanno attivamente perseguendo possono essere riassunti in quattro categorie (Figura 3):

Ibridi convenzionali - Queste architetture ibride hanno motori convenzionali, motori elettrici e batterie, ma non possono usare il plug-in. Derivano la loro alimentazione da benzina e diesel e quindi non sono classificati come veicoli elettrici. Un ibrido leggero utilizza in genere un piccolo motore elettrico e una batteria da 48 V combinati con un ICE, consentendo accelerazione assistita e frenata rigenerativa. Un ibrido forte, o parallelo, sarà generalmente costituito da un motore elettrico più grande e una batteria combinati con un ICE ridimensionato che utilizza la frenata rigenerativa e l'azionamento del motore elettrico.

Ibridi plug-in - I veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEV) sono simili ai veicoli elettrici a batteria, tipicamente con una batteria più piccola, ma hanno anche un motore convenzionale a benzina o diesel. Sebbene non sia pulito come i veicoli a batteria elettrica o a celle a combustibile, gli ibridi plug-in producono un inquinamento significativamente inferiore rispetto alle loro controparti convenzionali. I PHEV sono generalmente indicati come range extender, con lo scopo principale dell'ICE di caricare la batteria in movimento. [...]

ATTENZIONE: quello che hai appena letto è solo un estratto, l'Articolo Tecnico completo è composto da ben 2124 parole ed è riservato agli ABBONATI. Con l'Abbonamento avrai anche accesso a tutti gli altri Articoli Tecnici e potrai fare il download in formato PDF eBook e Mobi per un anno. ABBONATI ORA, è semplice e sicuro.

Scarica subito una copia gratis

Scrivi un commento

Seguici anche sul tuo Social Network preferito!

Send this to a friend