Dall'avvento della combustione interna, le grandi macchine che un tempo potevano essere azionate da carbone e vapore hanno intrapreso la strada dell'essere alimentate da combustibili fossili liquidi. Ora, la rivoluzione dei veicoli elettrici si estende a tutti i settori dei trasporti e sta crescendo esponenzialmente di importanza tra di loro.
La riduzione delle emissioni è un fattore chiave in questo; i veicoli stradali industriali pesanti producono quasi il sei per cento delle emissioni totali e un terzo delle emissioni dei veicoli nella sola UE. Considerare cose come la ferrovia e, uno dei maggiori colpevoli di emissioni nel mondo, il trasporto marittimo e la possibilità di ripulire l'aria attraverso la tecnologia elettrica è enorme. E non è solo una cosa carina da fare per l'industria, come ora i governi lo richiedono.
Oltre a ridurre le emissioni e soddisfare gli standard locali, nazionali e internazionali, la trazione elettrica è efficiente dal punto di vista energetico e può produrre valori di coppia elevati, un fattore chiave nella movimentazione di carichi pesanti. I motori diesel, l'equivalente più vicino in termini di erogazione di potenza, convertono solo il 30-35% circa dell'energia contenuta nel carburante in potenza utile, ad esempio, mentre i motori elettrici raggiungono un'efficienza più vicina al 90%. Da questo punto di vista è chiaro perché l'elettricità è così attraente.
Tuttavia c'è sempre la questione dell'impatto ambientale nella produzione effettiva di un veicolo elettrico e la produzione di batterie è stata oggetto di particolare attenzione. L'estrazione e la raffinazione di materiali come nichel, grafite, rame e alluminio è ad alta intensità energetica e il risultato è che i veicoli elettrici iniziano la loro vita con un "debito" di carbonio prima ancora di girare una ruota.
Ma l'attività mineraria sta diventando più verde e uno di questi veicoli che contribuisce a raggiungere questo obiettivo è forse il più grande veicolo elettrico terrestre del mondo:l'Elektro Dumper da 110 tonnellate. E non ha mai bisogno di essere ricaricato.
Basato su Komatsu HB 605-7 (no, non ne avevamo mai sentito parlare), l'Elektro Dumper - o eDumper in breve - è largo 14 piedi e alto 14 piedi. A vuoto, pesa 45 tonnellate di cui cinque sono costituite da un enorme pacco batteria da 700 kWh, che è circa sette volte più grande del più grande attualmente visto nelle auto elettriche di fascia alta. Questo alimenta un motore elettrico da 788 CV e 7007 libbre-piedi.
L'eDumper è attualmente in funzione in una cava in Svizzera, trasportando un carico utile di 65 tonnellate di calce e marna dal fronte minerario a un impianto di lavorazione. Ed è questa configurazione di salire alla cava a vuoto e scendere dalla cava al suo peso massimo che consente all'eDumper di generare più energia di quanta ne utilizza attraverso la frenata rigenerativa.
Di recente, la CNN ha inviato il pilota di Formula E Lucad DiGrassi per testare l'eDumper e, dopo essere partito dall'impianto di lavorazione con una carica dell'80%, un viaggio di andata e ritorno, di ritorno con un carico utile completo, ha generato abbastanza per tornare con l'88%. Al giorno, l'eDumper può generare fino a 200 kWh di carica in eccesso e in un anno farà risparmiare tra 11.000 e 22.000 galloni di diesel rispetto a un normale dumper diesel-elettrico. Questo a sua volta impedirà il rilascio nell'atmosfera di oltre 130 tonnellate di CO2.
Mentre l'eDumper potrebbe essere il più grande veicolo elettrico a terra, il potenziale per veicoli elettrici ancora più grandi viene dal mare.
Con 60 metri di lunghezza e 13 metri di larghezza, il traghetto elettrico Ellen conquista la corona come il più grande veicolo elettrico del mondo. Ha un carico utile di 198 passeggeri, con una capacità di 31 auto o cinque camion sul suo ponte aperto. La sua rotta regolare è di 22 miglia nautiche tra le isole danesi di Ærø e Fynshav, che copre a velocità fino a 15,5 nodi, o quasi 18 miglia all'ora.
Ellen è unica in quanto non ha motori diesel di riserva a bordo ed è quindi il primo traghetto completamente elettrico "vero e proprio" ad entrare in servizio passeggeri. È alimentata da un sistema di trasmissione e gestione dell'energia ideato dall'azienda danese Danfoss Editron. Questo comprende due unità motrici da 1006 CV e due propulsori da 335 CV.
La star dello spettacolo è un pacco batteria semplicemente enorme da 4,3 MW, che viene caricato tramite una stazione di ricarica a terra. Si dice che sia la batteria più grande per uso marittimo, e quindi quasi sicuramente la batteria più grande che alimenta un veicolo in movimento, è una meraviglia dell'ingegneria. Purtroppo, non sappiamo quale sia l'ingresso di ricarica, ma è lecito presumere che un tre pin standard non taglierebbe la senape.
La spedizione è estremamente inquinante; è stato recentemente rivelato che la sola flotta di Carnival Cruise è più inquinante di tutte le auto in Europa messe insieme. Ellen è un piccolo ma significativo passo avanti nell'affrontare questo problema. Risparmia un gigantesco 2000 tonnellate di CO2, 42 tonnellate di ossidi di azoto, 2,5 tonnellate di particolato e 1,4 tonnellate di anidride solforosa all'anno.
Dato che la qualità dell'aria intorno ai porti è in genere abbastanza terribile, a parte il più ampio impatto ambientale, Ellen sta rendendo la vita di coloro che vivono nelle vicinanze sia più pulita che più tranquilla. Anche la qualità dell'aria in città come Londra può essere piuttosto disastrosa, quindi i governi e le autorità cittadine stanno cercando i veicoli elettrici per ripulirla.
A Londra, due milioni di persone vivono in aree che soffrono di inquinamento atmosferico illegale se contrastato con gli standard internazionali. All'interno di queste zone vivono circa 400.000 bambini; Qui si trovano 369 scuole primarie e 86 secondarie. In tutto il Regno Unito, 40.000 decessi possono essere direttamente attribuiti all'aria inquinata all'anno.
Londra sta migliorando, soprattutto in termini di pulizia del biossido di azoto, un gas nocivo emesso principalmente dai veicoli diesel. Iniziative come la Ultra Low Emissions Zone (ULEZ), la prima in Europa ad essere operativa 24 ore al giorno, hanno incoraggiato le aziende e i privati a passare alle auto elettriche o ai camion e anche a utilizzare i trasporti pubblici, trasporti pubblici anche in questo caso verde.
Gli autobus (e altri veicoli commerciali) si adattano bene alla motivazione elettrica grazie alla coppia offerta, ma cadono in quanto il loro consumo di energia è molto superiore a quello dei veicoli più piccoli. Tuttavia, poiché l'energia elettrica pura sta vincendo per le auto, le celle a combustibile a idrogeno hanno trovato una nicchia nell'alimentazione di veicoli commerciali come gli autobus.
Gli autobus elettrici a celle a combustibile non sono una novità a Londra, essendo stati introdotti mentre Boris Johnson era sindaco. Questi erano solo single decker, e quindi limitati nelle rotte su cui potevano operare. Per migliorare il suo gioco, Transport for London (TfL) sta ora investendo 12 milioni di sterline in 20 autobus a due piani a celle a combustibile per migliorare ulteriormente la qualità dell'aria nella capitale. In effetti, Londra sarà la prima città al mondo a gestire tali azioni.
Il Wrightbus Streetdeck può trasportare 64 passeggeri e ha un'autonomia standard di 200 miglia (o 264 in forma estesa) che è sufficiente dato che la maggior parte degli autobus londinesi non copre questo in una giornata tipo. Il rifornimento richiede sette minuti e può essere effettuato presso il deposito.
Nell'ambito della strategia di trasporto del sindaco Sadiq Khan, TfL sta reprimendo la propria flotta introducendo zone di autobus ULEZ su alcune delle strade più trafficate della capitale. Di conseguenza, in queste zone le emissioni nocive di NOx sono diminuite del 90%.
Entrare e uscire dalle città è qualcosa che molte persone fanno in treno e un quarto del materiale rotabile del Regno Unito è alimentato a diesel. L'idrogeno potrebbe essere un'alternativa anche sui binari?
Il governo del Regno Unito vuole che i treni diesel spariscano entro il 2040, ma la sfida che le ferrovie devono affrontare è che l'elettrificazione non è pratica in alcune aree. È qui che può intervenire la tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno.
Al momento, la Germania è l'unico paese al mondo che ha treni a celle a combustibile a idrogeno in servizio regolare, ma la Gran Bretagna spera di seguire l'esempio entro il 2022. Sfortunatamente, a causa delle dimensioni standard del materiale rotabile che esiste dai tempi del Victoria non possiamo semplicemente acquistare i treni prodotti da Alstom che sono in uso laggiù:sono troppo alti per la nostra rete.
Tuttavia, con l'aiuto di Alstom, sono in corso lavori per convertire il materiale rotabile British Rail Type 321 esistente in unità alimentate a celle a combustibile a idrogeno. Conosciute come unità multiple elettriche, le diverse carrozze svolgeranno una funzione particolare nella generazione di elettricità come lo stoccaggio dell'idrogeno, la posizione delle celle a combustibile e un'unità cabina. Questi treni sono conosciuti come "Breeze" e dovrebbero essere pronti per il lancio nel 2022.
I treni a idrogeno saranno più diffusi nel nord del Regno Unito, dove l'elettrificazione diffusa non è pratica. Sono già in corso prove con i treni "Hydroflex" (creati dal produttore Peterbrook con l'aiuto dell'Università di Birmingham) che sono stati dimostrati pubblicamente, anche se in una capacità molto limitata, all'inizio di quest'anno.
I trasporti pubblici non sono l'unica cosa che sta diventando più pulita nelle città. Poiché le auto sono penalizzate, le persone cercano nuovi mezzi di trasporto personale per spostarsi.
Sono un incubo normativo, ma le soluzioni di mobilità personale elettrificate stanno diventando sempre più popolari a livello globale. In questo paese, le soluzioni elettriche per la mobilità personale come i segway e alcune biciclette elettriche non possono essere utilizzate né su strada né sul marciapiede, ma ciò non significa che rimarranno tali.
La guida è ampia e in qualche modo sbalorditiva, ma man mano che l'appetito per la mobilità urbana personale cresce, riteniamo che verrà aggiornato. A parte il desiderio del pubblico, c'è la necessità di ridurre le emissioni urbane, ridurre il traffico automobilistico e allinearsi con gli altri paesi. Anche numerosi produttori stanno perseguendo queste soluzioni, quindi ci saranno lobby, per non parlare delle potenziali entrate per le casse pubbliche attraverso l'IVA, le licenze e altre tariffe.
Paesi densamente popolati e guidati dalla tecnologia come il Giappone e la Cina stanno spingendo l'agenda in questo settore. Più di recente, il Segway-Ninebot cinese è uscito con uno scooter elettrico, progettato per il noleggio urbano, che si dirigerà da solo a una stazione di ricarica dopo l'uso anziché dover essere raccolto e collegato manualmente. Chiamato KickScooter T60, ne ha due ruote nella parte anteriore e una nella parte posteriore per la stabilità, e utilizzerà l'intelligenza artificiale per ritrovare la via del ritorno a una base di ricarica senza l'interferenza umana, presumibilmente. Al momento in cui scrivo, Segway-Ninebot deve ancora dimostrare questa capacità...
Anche i produttori di veicoli si sono affrettati a saltare sulla tendenza della mobilità elettrica personale. Audi ha creato lo scooter e-tron che è uno skateboard pieghevole, in parte da 12 kg, in parte scooter, che può essere portato su treni e autobus e consentirà agli utenti di viaggiare per 12,5 miglia fino a 12,5 miglia all'ora. L'Audi è così seria che lo Scooter e-tron da 2000 Euro sarà in vendita il prossimo anno.
Allo stesso modo dell'e-tron Scooter, VW ha mostrato il suo Cityskater al Salone di Ginevra all'inizio di quest'anno. Progettato anche come aiuto per pendolari "ultimo miglio", ha un'autonomia di nove miglia, può fare 12 miglia all'ora e ripiegato per essere riposto. Un passo avanti rispetto al Cityskater è lo Streetmate, uno scooter elettrico di fascia media e un'alternativa a qualcosa come un ciclomotore da 50 cc. Con una velocità massima di 28 mph e un'autonomia di 21 miglia, è progettata per i viaggi urbani più lunghi in città.
Abbiamo solo raschiato la superficie della rivoluzione nella mobilità che sta avvenendo tra settori e funzioni, ma una cosa è chiara, ed è che sarà azionata elettricamente. Potrebbe anche essere pilotato elettricamente, dato che il 14 settembre un taxi elettrico chiamato Volocopter ha fatto il suo primo volo al quartier generale della Mercedes a Stoccarda. Basato sulla tecnologia dei droni, è progettato per trasportare le persone in modo rapido e pulito negli ambienti urbani, sebbene, come con altri velivoli elettrici, la portata sia il principale fattore limitante; il Volocopter può gestire 16 miglia a pagamento. Ma è un inizio.
Naturalmente, le sfide sono numerose per quanto riguarda la pressione sulle reti elettriche, la regolamentazione e la riduzione dell'impatto ambientale della produzione. Ma queste sono sfide che dovranno essere superate poiché la combustione interna verrà gradualmente eliminata per alternative più ecologiche.
