I carburanti alternativi per la mobilità terrestre delle merci

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carburanti alternativi mobilità terrestreLa rivoluzione tecnologica nella ricerca di sistemi di alimentazione alternativi al diesel, come l’LNG, l’ibrido, l’elettrico e l’idrogeno è partita e le reazioni dei clienti dopo una prima fase di incertezza sono ora molto positive. Ma l’attenzione nella scelta si focalizza anche nel miglioramento dell’efficienza e dell’aerodinamica dei veicoli, nella ricerca di nuovi materiali e motorizzazioni più affidabili e con una migliore efficienza energetica.

Sistemi e carburanti alternativi per la mobilità terrestre: la rivoluzione è iniziata

L’introduzione di normative europee sempre più restringenti per contenere l’impatto ambientale nelle attività di trasporto e distribuzione delle merci, l’accresciuto livello di competitività e concorrenzialità sui mercati, le azioni e scelte strategiche di molte aziende di promuovere nuove politiche green per la distribuzione delle merci, in risposta alle esigenze della domanda e dei consumatori sono stati i motori di una rivoluzione e ricerca di sistemi e carburanti alternativi per l’autotrazione dei veicoli stradali.

Bisogna sottolineare come nella gestione ed organizzazione della mobilità stradale delle merci, coniugare il rispetto per l’ambiente, con le esigenze del mercato, rappresenta un tema di grande attualità e dagli sviluppi estremamente interessanti anche in termini di ritorno economico per le imprese di ogni settore e dimensione, comprese anche quelle del comparto idrotermosanitario.

Non si può parlare di evoluzione tecnologica, senza parlare dei carburanti innovativi e green ideati per contrastare l’uso dei carburanti fossili ed abbattere così il problema dell’inquinamento atmosferico, causa di problemi sia a livello degli ecosistemi che delle persone.

Carburanti alternativi per la mobilità terrestre: soluzioni e proposte

Il progetto di mobilità green di Amazon

Tra le esperienze più significative in materia di “Green Transport Solutions”, Amazon, il colosso mondiale delle vendite dell’e-commerce, visto il costante aumento del volume di spedizioni ha scelto di sposare l’eco-sostenibilità con un progetto a lungo termine che è destinato a cambiarne l’impronta ambientale. Entro il 2030 saranno utilizzati 100.000 furgoni con motore 100% elettrico, per una logistica sostenibile nella consegna dei pacchi da consegnare ai propri clienti. Con questo Progetto Green, Amazon accelera il traguardo di diventare un’azienda “Zero CO2” entro il 2040, cioè 10 anni prima del traguardo fissato dagli Accordi di Parigi.

DHL Express: entro il 2030 il 25% della flotta funzionerà con carburanti alternativi

Il colosso delle spedizioni DHL Express ha già messo in servizio oltre 11 mila motrici e furgoni con carburanti alternativi al diesel – elettrici, ibridi e propano – di cui oltre 10.000 elettrici. Nel 2030 il 25 % della sua flotta dovrebbe funzionare con carburanti alternativi, di fatto quasi raddoppiando i livelli attuali.

“ThinkGreen”: il progetto di ecosostenibilità di GLS

L’operatore logistico GLS sta puntando in maniera decisa sulla eco-sostenibilità del proprio business, con l’obiettivo di rivoluzionare il modo di operare nel settore della logistica ed el trasporto. Con il progetto denominato “ThinkGreen” ha investito nelle sedi ecologiche nei centri storici delle grandi città, nelle biciclette e nei mezzi elettrici per l’ultimo miglio e negli automezzi di linea con alimentazione a gas naturale liquefatto nelle lunghe distanze.

L’accordo green tra Hyundai Hydrogen Mobility e Hydrospider

Grazie al recente accordo di partnership tra la coreana Hyundai Hydrogen Mobility (joint venture tra Hyundai Motor Company e H2 Energy), con Hydrospider (società svizzera produttrice di idrogeno) la possibilità di vedere circolare mezzi a idrogeno sul territorio europeo si fa sempre più concreta. La partnership tra le due aziende ha la finalità di sviluppare un ecosistema della mobilità a idrogeno ‘green’, a partire dalla Svizzera per poi gradualmente estendersi anche in Germania, Paesi Bassi, Austria e Norvegia.

Il progetto: automezzi elettrici alimentati a idrogeno “verde”

Il progetto prevede l’impiego di automezzi elettrici a celle combustibili, alimentati a idrogeno “verde” di Hydrospider, a cui si accompagnerà un piano per lo sviluppo della rete di infrastrutture per il rifornimento. Il costruttore coreano ha annunciato la consegna di 1.600 unità per il trasporto pesante delle merci con questa tecnologia entro il 2025.

Il nuovo veicolo denominato XCient è stato sviluppato secondo le normative europee ed è munito di un nuovo sistema di celle a combustibile a idrogeno da 190 kW e garantisce un’autonomia di circa 400 km con un pieno di idrogeno, stoccato in 7 grandi serbatoi della capacità di circa 35 chilogrammi.

Carburanti alternativi: sistemi di alimentazione alternativi al diesel

Passiamo ora in rassegna i diversi sistemi di alimentazione alternativi al gasolio dal GPL e gas naturali GNC e GNL, al’ idrogeno, ai biocarburanti e all’elettrico.

Il GPL e i gas naturali GNC e GNL

Nel settore residenziale e industriale il gas (sia GPL che gas naturali) rappresenta al giorno d’oggi la fonte di energia più diffusa e utilizzata con emissioni di CO2, di polveri ed altre sostanze nocive per la salute dell’uomo straordinariamente più contenute rispetto a quelle prodotte dai combustibili liquidi come benzina e gasolio.

Il GPL (Gas di Petrolio Liquefatto), il GNC (Gas Naturale Compresso) e il GNL o LNG (Gas Naturale Liquefatto) pur essendo carburanti di origine fossile, sono stati inseriti nella lista dei carburanti alternativi di autotrazione degli automezzi, dato che rappresentano la prima soluzione al posto dei diffusi benzina e diesel. Il vantaggio nell’utilizzo di questi carburanti è legato alla loro altissima densità energetica e ad un minore impatto ambientale.

Le tre tipologie di gas vengono prodotte quasi esclusivamente da combustibili fossili, però sono in fase di studio e sperimentazione anche formule alternative di produzione con l’utilizzo di biomasse e rifiuti organici grazie ad un processo di trasformazione chiamato “fermentazione anaerobica”.

Il GPL

Il GPL è ottenuto essenzialmente dalla raffinazione del petrolio, è costituito soprattutto da propano e butano con tracce di pentano, viene immagazzinato e trasportato in stato liquido ad una pressione compresa tra 2 e 20 bar. Parlando di veicoli per il trasporto leggero, in un’ottica di transazione energetica e consapevolezza ambientale il GPL rappresenta sicuramente un carburante maturo con l’utilizzo di tecnologie di produzione e stoccaggio affidabili e sicure grazie alla sua forte sostenibilità. È ampiamente diffuso in Europa rappresentando circa il 3% dei carburanti utilizzati, con una distribuzione capillare che alimenta oltre 9 milioni di veicoli.

Il GNC

Il GNC è invece metano compresso tra i 200 e i 248 bar e viene impiegato soprattutto come carburante di autotrazione di autovetture e veicoli commerciali. In Europa circolano oltre un milione di veicoli alimentati a GNC e negli ultimi anni si stanno attuando delle politiche di incentivo e sensibilizzazione per aumentarne il loro numero. È un carburante molto sicuro in quanto ha una temperatura di autocombustione piuttosto alta (circa 540 °C) che gli permette quindi di avere un rischio di esplosione quasi nullo.

Il GNL

Infine, il GNL o LNG è costituito da oltre il 90% da metano con impurità di paraffine leggere quali etano e propano. Si tratta di un carburante a bassissimo impatto ambientale utilizzato in prevalenza per la navigazione marittima e nel trasporto stradale pesante sulle lunghe distanze. L’elevata densità energetica lo rende particolarmente prestazionale e performante sulle lunghe percorrenze a differenza di GNC e GPL, inoltre ha il vantaggio di essere disponibile anche dove non vi sono gasdotti (ad esempio: in località di montagna, nelle isole, etc.).

Il principale problema nell’utilizzo e diffusione del GNL è rappresentato dalla scarsa presenza di porti di attracco e stazioni di rifornimento capillari sul territorio nazionale. In Italia al momento sono molto pochi i porti che si occupano dell’attracco e della rigassificazione (cioè del processo per cui dallo stato liquido il GNL torna ad essere gassoso) anche se negli ultimi anni si stanno realizzando altri rigassificatori come ad esempio quelli di Gioia Tauro in Calabria, Brindisi e Porto Empedocle in Sicilia.

La Commissione Europea crede molto nel GNL come carburante di autotrazione dei veicoli pesanti ed infatti ha avviato un programma per incrementare il numero e la capillarità delle stazioni di rifornimento. In Italia, a Piacenza è nata la prima stazione di rifornimento di GNL in grado di rifornire 56 camion contemporaneamente, alla quale si sono susseguite altre stazioni come quella di Vipiteno (Bolzano) per un totale di 26 impianti di distribuzione per autotrazione.

mobilità terrestre

La soluzione Idrogeno

L’idrogeno come carburante viene utilizzato sia nelle vetture a combustione interna, sia nelle vetture elettriche ibride a celle a combustibile. Il vantaggio ambientale nell’utilizzo dell’idrogeno come carburante alternativo, è la produzione sostenibile con un azzeramento delle emissioni di CO2, particolati e altri gas nocivi. L’idrogeno può essere prodotto in maniera sostenibile grazie all’utilizzo di biomasse derivanti dal legno attraverso la gassificazione, per dissociazione elettrochimica dell’acqua usando energia elettrica derivante da fonti rinnovabili nei momenti di surplus energetico oppure per dissociazione ad alta temperatura utilizzando energia nucleare.

L’idrogeno viene impiegato come carburante in motori a combustione interna però ha rese termiche molto più basse rispetto alla benzina o al gasolio ed è per questo che la soluzione ideale per usare l’idrogeno sono i motori a celle di combustibile, preferibilmente nella loro versione ibrida, in quanto il sistema cella a combustibile più motore elettrico offrono una resa ed un’efficienza praticamente doppia rispetto ai motori a combustione interna. Nella tabella sottostante sono sintetizzati i principali vantaggi e svantaggi legati all’utilizzo dell’idrogeno come carburante alternativo ai combustibili fossili.

IDROGENO: VANTAGGI E SVANTAGGI DEL SUO UTILIZZO
VANTAGGI: Energia pulita: nella fase di utilizzo, l’idrogeno è il combustibile più pulito perché non emette sostanze inquinanti, particolati e altri gas nocivi – Vettore Energetico: l’idrogeno permette il trasporto e la conservazione dell’energia nel tempo. SVANTAGGI: – Produzione: sulla Terra l’idrogeno non si trova allo stato puro, ma soltanto in forma combinata nelle molecole di altre sostanze chimiche, quindi la produzione dell’idrogeno richiede il consumo di energia. – Produzione come causa di inquinamento: la produzione dell’idrogeno ha un forte impatto ambientale se utilizza fonti di energia inquinanti (combustibili fossili). – È un gas infiammabile: nel suo stato puro l’idrogeno è molto infiammabile. Di conseguenza è particolarmente pericoloso quando viene stoccato in grandi quantità.

I Biocarburanti

Altri carburanti alternativi a quelli ottenuti da fonti fossili sono i cosiddetti biocarburanti e precisamente:

  • il biometano: ottenuto tramite purificazione di biogas che viene prodotto grazie alla lavorazione di materiale organico o da discariche; viene direttamente utilizzato per la produzione di energia elettrica mediante combustione in motori oppure per la combustione diretta in caldaia per il riscaldamento;
  • il bioetanolo: può essere miscelato fino al 10% con la benzina. L’attuale produzione mondiale deriva dalla canna da zucchero in Brasile), dal mais negli USA e dalla barbabietola in Europa;
  • il biodiesel e DME. Ci sono 3 biocarburanti che possono essere utilizzati nei motori diesel e precisamente: il FAME, il GTL ed il DME. Il FAME è composto da oli e grassi naturali che possono essere miscelati con il diesel fino al 7%. Il GTL e il DME sono prodotti tramite la gassificazione delle biomasse. Precisiamo che i biocarburanti rappresentano in Europa il 4,2 % del mercato e possono essere miscelati in percentuali diverse a seconda del prodotto con i più tradizionali carburanti fossili e di conseguenza non necessitano di particolari infrastrutture per la loro distribuzione.

L’alimentazione elettrica

I veicoli elettrici non emettono sostanze inquinanti, sono silenziosi e risultano particolarmente efficaci nella circolazione urbana di automobili e veicoli commerciali, ma si stanno diffondendo ed avviando le prime sperimentazioni anche nel settore del trasporto merci con mezzi pesanti.

Il passaggio dai motori diesel per alimentare gli automezzi all’elettrico con batterie, inizialmente era stato accolto con un po’ di scetticismo dagli operatori del settore della logistica e dei trasporti, a causa delle dimensioni e peso delle batterie al litio, che limitavano la portata degli automezzi e anche per la limitata autonomia e potenza delle motorizzazioni dei camion. Con il passare del tempo però grazie al costante e progressivo sviluppo tecnologico portato avanti dai costruttori di veicoli elettrici (in particolare Tesla, Scania ed Iveco) il parere degli operatori della logistica e del trasporto si è modificato radicalmente e ora molti di loro hanno programmato importanti investimenti per convertire gradualmente una quota crescente di veicoli a questo nuovo sistema di alimentazione.

Le criticità legate alla mobilità elettrica nel campo della logistica

Uno dei maggiori limiti della mobilità elettrica – in particolare nel trasporto merci – è rappresentato, come accennato sopra, dall’autonomia che le batterie riescono a fornire prima di dover essere ricaricate, ed è qui che nasce un ulteriore limite, cioè quello della scarsità di colonnine di ricarica e dei tempi di ricarica. I mezzi elettrici sicuramente portano un importante contributo al contenimento delle emissioni e raggiungimento dei più recenti obiettivi di sostenibilità ambientale fissati dalla Unione Europea, quali la riduzione delle emissioni di gas ed effetto serra e della dipendenza dal petrolio e al contempo un risparmio a livello economico, dato che a fronte di un investimento iniziale ammortizzabile nel corso del tempo con il rifornimento si risparmierebbe circa 0,50 Euro a kW.

Il potenziale dei veicoli commerciali elettrici per mitigare i cambiamenti climatici e ridurre l’inquinamento è inconfutabile, però l’autonomia media dell’ordine di 300-400 km non è sufficiente per poter valutare ed estendere questa formula di alimentazione su vasta scala e soprattutto nelle relazioni di media-lunga percorrenza, così come rimane ancora da risolvere il problema della carenza di infrastrutture per la ricarica in tutta Europa.

Infine, per gli operatori del trasporto che convertono una parte della flotta all’elettrico vengono fatte alcune raccomandazioni e precisamente:

• l’ottimizzazione della ricarica delle batterie è fondamentale per il successo; è importante fare una valutazione realistica della spesa totale dei costi di ricarica;

• la ricarica degli automezzi durante la notte e presso la propria sede è l’opzione più raccomandabile;

• una ricarica più rapida non per forza è un elemento che garantisce una riduzione dei costi.

GLI ECOINCENTIVI PER L’ACQUISTO DI CAMION ELETTRICI
È stato pubblicato in Gazzetta Ufficiale (N. 236 del 23.09.2020) il Decreto del Ministero dei Trasporti che regola gli ecoincentivi per l’acquisto di camion Euro 6 e per quelli a trazione alternativa, come appunto quelli elettrici. I contributi variano tra i 2.000 e gli 8.000 Euro per l’acquisto di camion nuovi diesel Euro 6 a seguito di una rottamazione di mezzi Euro 4 o inferiori. L’incentivo massimo disponibile in Italia è di 20.000 Euro e si può ottenere acquistando un camion da 16 tonnellate, con una delle alimentazioni alternative (metano, GNL, 100% elettrico e ibrido). Grazie a questa serie di ecoincentivi, che anno dopo anno vengono proposti, si sta cercando di convertire la flotta verso l’utilizzo di veicoli meno inquinanti ed aprendo scenari nella mobilità delle merci sempre più green.

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