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L'opportunità della road electrification per un autotrasporto sostenibile

Aggiornamento: set 2

Efficienza energetica, preservazione ambientale, risparmio delle risorse: molte preoccupazioni crescenti urgono il settore dell'autotrasporto ad abbracciare un futuro privo di combustibili fossili. Tuttavia, trovare una valida alternativa al petrolio si è dimostrato un compito molto difficile. Il problema principale? I veicoli elettrici - l'opzione green più promettente in termini di sicurezza energetica e riduzione delle emissioni - mancano ancora di un'adeguata tecnologia per lo stoccaggio dell'energia, e sono perciò inadatti al trasporto di lungo raggio. Ingegneri ed imprenditori hanno quindi presto realizzato che elettrificare i veicoli non sarebbe stato sufficiente: la soluzione? Elettrificare le strade stesse.


Una strada elettrificata (e-Road) è un'infrastruttura viaria che fornisce ricarica ai veicoli elettrici in modo efficiente, mentre sono fermi o in movimento, utilizzando specifici sistemi conduttivi o contactless. Quindi, una e-Road può accogliere i veicoli ordinari e, contemporaneamente, ricaricare quelli elettrici. Vediamo come.

Lo stato dell'arte

Le e-Roads si basano prevalentemente su due tipi di tecnologia: un sistema conduttivo di cavi alimentatori o un'infrastruttura per la ricarica induttiva.


Per quanto riguarda il primo, l'antenato delle odierne e-Roads catenarie è il celebre filobus, inventato da Siemens nel lontano 1882. Da allora, l' alimentazione conduttiva ha guadagnato molto in flessibilità: ad oggi l'elettricità può pervenire al veicolo attraverso una linea conduttiva posta nel pavimento stradale oppure tramite un pantografo sopraelevato (la soluzione più promettente per i mezzi pesanti).


Anche la seconda tecnologia si basa su un'idea antica (quella di alimentare i veicoli immagazzinando energia al loro interno, risalente al 1842), che è stata però rivitalizzata da una nuova invenzione: la ricarica contactless. Questa tecnica consiste nell'uso di un sistema Wireless Power Transmission system (WPT) per ricaricare i veicoli elettrici in movimento, così da risolvere la loro dipendenza da ricariche via cavo molto frequenti. In particolare, la Inductive Power Transfer technology (IPT) ha dimostrato grande performance e applicabilità. In questo caso, l'alimentazione è trasmessa per induzione attraverso due batterie associate magneticamente: una posta al di sotto del suolo stradale (transmitter), l'altra sul lato inferiore dei veicoli (receiver). Tale ricarica può avvenire in modo statico - negli stalli di parcheggio o alle code dei semafori - oppure dinamico (corsie autostradali).

I benefici delle e-Roads

L'elettrificazione delle strade ha vantaggi incredibili in termini di efficienza energetica e riduzione delle emissioni: secondo uno studio Siemens, questi sistemi hanno infatti un'efficienza energetica del 77%, comparata al 62% dei camion alimentati a batteria e al 29% di quelli a idrogeno. E, dato che le e-Roads eliminano le limitazioni insite nei veicoli elettrici (poca autonomia, lenta ricarica), queste infrastrutture promettono anche di incentivare l'adozione di veicoli eco-sostenibili su larga scala.


Alcuni vantaggi sono poi specifici delle varie tecnologie: i sistemi conduttivi sono molto durevoli (vari decenni) e richiedono una manutenzione relativamente bassa; per di più, possediamo già molte conoscenze riguardo a questa tecnologia (ad oggi molto comune per treni, tram e autobus).

Allo stesso modo, la tecnologia IPT permette di ridurre la dimensione delle batterie interne ai veicoli elettrici, portando ad un ingente risparmio in termini di costi, spazio, consumo energetico, utilizzo di litio e usura stradale.

Le sfide da affrontare

Come ogni rivoluzione, anche la road electrification non è priva di sfide. In questo ambito, il problema più insidioso è la costruzione dell'infrastruttura stessa, che implica ingenti investimenti iniziali e molteplici difficoltà tecniche, come assicurare una ricarica efficace; integrare le nuove strutture nella strada, mantenendone le performance; garantire una manutenzione veloce ed economica nel lungo termine.


Più nello specifico, i principali problemi dei sistemi via cavo consistono nel fatto che camion e automobili elettrici richiedono linee separate, e che le infrastrutture aeree incontrano spesso la resistenza dei locali, i quali le considerano "visivamente invadenti". Similmente, la tecnologia ITP richiede una fase molto delicata di progettazione e inserimento: se non efficacemente integrate nel suolo stradale, le batterie non provvedono infatti una ricarica adeguata, e possono persino alterare le prestazioni originarie della strada.


Dove, quando, e i prossimi passi

Ma quali sono le menti brillanti che stanno già implementando tali tecnologie emergenti? In questi primi stadi, la Svezia si è dimostrata l'assoluto precursore nella road electrification. Qui, nel 2016, è stata inaugurata la prima e-Road al mondo, attraverso un'alimentazione via cavi aerei; ancora qui, nel dicembre 2020, si è svolto il primo test per la ricarica wireless di una strada pubblica.

La Germania è ugualmente avanzata nell'utilizzo di sistemi catenari sopraelevati, e sta al momento testando le tecnologie contactless nella città di Karlsruhe.

Allo stesso modo, l'Italia si sta muovendo per elettrificare l'autostrada lombarda A35, utilizzando entrambe le tecnologie citate.


Alla luce di quanto sopra, sembra che le e-Roads abbiano veramente i numeri per risolvere il dilemma dei combustibili fossili, espandendo i benefici dei veicoli elettrici su larga scala. Pertanto, la road electrification appare non solo come una brillante invenzione, ma anche e soprattutto come un passo urgente che il settore dell'autotrasporto deve abbracciare, così da coltivare un futuro de-carbonizzato.

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