di Alessandro Sasso, presidente ManTra

Come sappiamo, le aziende di trasporto pubblico sono in grande fermento per il rinnovo degli autobus urbani, grazie alla spinta finanziaria del Pnrr a sostegno di una mobilità completamente green e sostenibile. Il Pnee , tuttavia, ha delle precise tempistiche di attuazione e richiede scelte strategiche già nel breve periodo sia sui veicoli che sulle infrastrutture.

Molte sperimentazioni tenutesi in Italia si stanno dimostrando un valido strumento di conoscenza delle performance delle nuove soluzioni di tpl.
Oltre alle sperimentazioni di autobus a batteria e a idrogeno, si sono aggiunte quelle di autobus Fast-Charging a ultracondensatore, come ad esempio quella di SmartBUS a La Spezia, Torino e Roma e quelle a Idrogeno di Bolzano, Milano, Torino, Genova ecc.

A tal riguardo, desideriamo fare il punto della situazione con il Prof. Riccardo Maggiora del Politecnico di Torino, che da anni studia le nuove tipologie degli autobus per la transizione ecologica e le loro applicazioni ed è titolare anche di un’apposita linea di ricerca sui sistemi di accumulo energetici per la trazione, fattore discriminante e strategico nella scelta degli autobus.

Professor Maggiora, quali sono le tecnologie green per gli autobus su cui oggi un’azienda di trasporto deve investire ?
«Si possono sostanzialmente ricondurre a quattro grandi categorie: overnight, opportunity, fast charging e idrogeno».

Quali sono le principali differenze ?
«L’overnight è un autobus elettrico di prima generazione a batterie. L’autonomia dipende dalla capacità della batteria stessa. Spesso per talune missioni gravose, sono necessarie due ricariche giornaliere in deposito da 4 o 6 ore ciascuna, con relativo fermo del servizio. L’overnight non è completamente green, poiché richiede lo smaltimento delle batterie. Gli accumuli non durano molto, al massimo 6 anni, sempre che siano ricaricati correttamente. Questi autobus pesano in genere molto, consumano molto, richiedono un’infrastruttura di ricarica in deposito particolarmente costosa e impegnativa. Oggi si tende a sostituire questa tecnologia con altre più efficienti».

Gli opportunity rappresentano la seconda generazione di autobus elettrici: sono autobus a batteria che superano i limiti di autonomia tipici degli overnight grazie anche ai rabbocchi di energia presso i capolinea. Impiegano generalmente una batteria con meno capacità e maggiore potenza, sono dunque più leggeri e consumano meno. I costi infrastrutturali sono maggiori rispetto agli overnight, richiedendo sia ricariche in deposito che in linea. Anche gli opportunity non sono esenti dalle problematiche di sostituzione e smaltimento delle batterie, e dunque, non sono completamente green. L’applicazione prevalente è in città con grosso traffico promiscuo.

I fast charging costituiscono la terza generazione di autobus elettrici. Il concetto alla base della progettazione di questa tipologia non è il sovradimensionamento della capacità di accumulo per gestire la missione giornaliera, come avviene per gli overnight e, in parte per gli opportunity, ma l’ottimizzazione energetica dell’autobus in funzione della linea più gravosa da esercire. Qui l’accumulo è realizzato con supercapacitori alle nanotecnologie che consentono ricariche rapide in pochi minuti direttamente ai capolinea.
I supercapacitori superano i limiti delle batterie elettro-chimiche, offrendo un accumulo più affidabile, longevo (4 volte superiore a quello della batteria) e leggero. Tra i plus dei supercapacitori rispetto alle batterie si possono annoverare: un ciclo di vita decisamente superiore, una più alta affidabilità e stabilità nel tempo, una maggiore potenza erogabile, una più elevata velocità di carica e un recupero di energia in frenata decisamente superiore. Questi autobus non necessitano di ricariche (lente) in deposito, oltre ad essere più sicuri contro gli incendi. L’applicazione prevalente è in città, per linee ad alta capacità di trasporto e, in genere, per tutti i corridoi BRT.

Gli autobus a idrogeno rappresentano un capitolo a parte. Il concetto è equivalente all’endotermico ma trasportato alla mobilità full green. In questo caso l’idrogeno immagazzinato alimenta le Fuel Cell che generano energia elettrica per la trazione: ovviamente è full green solo se l’idrogeno è prodotto da fonti di energia rinnovabili. Dai dati in nostro possesso risulta che, nel migliore dei casi, i soli costi energetici al Km degli H2 bus sono superiori del 100%   rispetto ai Fast Charging e agli Opportunity. Anche i costi di acquisto dei mezzi sono superiori in media del 25% rispetto a quelli delle altre tipologie e la manutenzione è più complessa. In definitiva, ci troviamo di fronte ad una soluzione pulita, idonea ad ambiti extraurbani, ma dai costi elevati.

Di seguito un benchmark delle varie soluzioni considerando una flotta di 150 autobus da 12 metri, percorrenti 60.000 Km in 20 anni di esercizio:

Esempio di Cicli di Funzionamento giornaliero per autobus elettrici

Prof. Maggiora, quale è allora la soluzione green di autobus elettrico più efficiente e vantaggiosa?
«Per rispondere a questa domanda bisogna valutare sia l’esigenza trasportistica che il costo totale di possesso e utilizzo nel periodo, il Total Cost of Ownership – TCO, che comprende tutte le principali voci di costo.
In linea generale, in ambito urbano, l’autobus più vantaggioso risulta il Fast Charging ad ultracondensatore, mentre in ambito sub-urbano l’Opportunity risulta una buona scelta.  L’Idrogeno è particolarmente adatto all’extra-urbano: potrà essere competitivo anche in ambito urbano, ma dovranno essere abbattuti i costi operativi e infrastrutturali.  Importante, anche per essere compliant con le direttive europee ed usufruire dei fondi PNRR, che la soluzione scelta sia sostenibile sia da un punto di vista ambientale che economico.

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