L'industria dei trasporti sta intraprendendo passi significativi verso la realizzazione di veicoli a emissioni zero, cercando di ridurre l'impatto ambientale dei mezzi pesanti. I dati a livello europeo mettono in luce il ruolo cruciale che il settore del trasporto pesante gioca nel panorama delle emissioni di gas serra, essendo responsabile per oltre il 6% del totale delle emissioni di GHG e per il 28% di quelle relative al trasporto su strada.
Soluzioni innovative stanno emergendo come risposta alla necessità di una mobilità più sostenibile. Veicoli elettrici a batteria (BEV) e a celle a combustibile (FCEV), nonché gli autocarri a combustione di idrogeno sono solo alcune delle direzioni intraprese per raggiungere l'obiettivo di emissioni zero.
Con l'adozione di tecnologie all'avanguardia e l'implementazione di fonti di energia pulita come il fotovoltaico, il trasporto pesante può trasformarsi da un importante contributore di gas serra a un pilastro della sostenibilità.
Zero emissioni: a che punto siamo con i mezzi pesanti?
Per raggiungere la neutralità climatica entro il 2050, camion e autobus dovranno essere completamente decarbonizzati. La proposta della Commissione europea di rivedere gli standard di emissione di CO2 per i nuovi veicoli pesanti (HDV) è la più importante iniziativa legislativa per regolare le emissioni climatiche di camion e autobus in Europa e si pone come obiettivo una riduzione delle emissioni di CO2 del 45% per gli HDV nel 2030, del 65% nel 2035 e del 90% nel 2040. Mentre l'UE come blocco sta iniziando a negoziare la direzione che dovrebbe prendere il regolamento, 10 Paesi dell'UE si sono già impegnati a passare al 100% di vendite di HDV a zero emissioni entro il 2040 (AT, BE, HR, DK, FI, IE, LT, LU, NL e PT). Lo hanno fatto nell'ambito di un Memorandum d'intesa globale, firmato anche da Regno Unito, Norvegia, Svizzera e Turchia, oltre che da Canada e Stati Uniti. La California, i cui standard di emissione sono comunemente seguiti da altri Stati americani, ha recentemente proposto una legislazione che prevede un obiettivo di vendita al 100% di autocarri e autobus a emissioni zero già nel 2036 (1).
I veicoli a emissioni zero (ZEV) comprendono i veicoli elettrici a batteria (BEV), a celle a combustibile (FCEV) e gli autocarri a combustione di idrogeno. Queste sono tra le tecnologie disponibili in grado di ridurre rapidamente le emissioni delle nuove vendite, di decarbonizzare completamente il settore dei veicoli pesanti nel lungo periodo e di eliminare l'inquinamento atmosferico nocivo.
Ad esse si affiancano soluzioni aggiuntive per estendere l’autonomia producendo energia direttamente a bordo. Parliamo ad esempio dell’assale elettrico e del fotovoltaico, che possono essere utilizzati per caricare un pacco batterie in grado di alimentare servizi ausiliari e altri servizi importanti come le unità refrigeranti sui rimorchi frigorifero. Questi ultimi infatti contribuiscono in maniera importante all’inquinamento, basandosi su sistemi di refrigerazione le cui unità funzionano nella maggioranza dei casi grazie a motori a gasolio datati e altamente inquinanti. Lo dimostrano alcuni dati forniti dalla California Air Resources Board nel suo 2022 Tecnology Assessment: Non-truck transport refrigeration units (TRU). Per le circa 33mila unità refrigeranti installate sui rimorchi e circolanti nello stato della Californiaa (2), le emissioni di PM2.5 prodotte per l’anno 2021 si attestano a 171 tonnellate, quelle di NOx a 4880 tonnellate e quelle di CO2 a 757.913 tonnellate (3). Numeri davvero elevati che ci fanno capire quanto sia importante affrontare quanto prima anche questo aspetto dei trasporti pesanti, per poter veramente ottenere veicoli a emissioni zero.
Tecnologie applicate ai camion refrigerati
L’integrazione del fotovoltaico a bordo dei rimorchi frigo è una delle soluzioni che si sta facendo strada nel percorso di decarbonizzazione dei mezzi pesanti. Le ampie superfici di cui sono dotati i rimorchi offrono l’opportunità di installare impianti solari in grado di produrre elevati quantitativi di energia, soprattutto grazie ai progressi tecnologici nel campo, che hanno portato a celle fotovoltaiche dall’efficienza sempre più elevata.
In questo genere di applicazioni, per rispettare l’aerodinamica dei mezzi, le altezze massime imposte dalla legge e non impattare sul peso del mezzo, la tecnologia di riferimento è il pannello solare flessibile, dallo spessore di pochi millimetri e con un peso di circa 2,5 kg /m2 rispetto ai 12 e oltre dei pannelli tradizionali in vetro. Un prodotto leggero, perfettamente adattabile a svariate superfici e resistente alle vibrazioni intense della guida su strada.
Ma come funziona un impianto fotovoltaico per camion refrigerati?
1 - I pannelli flessibili catturano la luce solare
Dopo un’approfondita analisi degli spazi a disposizione e delle necessità energetiche del mezzo, i pannelli solari flessibili vengono installati sul tetto (ma potenzialmente anche sui lati) del rimorchio per poter convertire la luce solare in elettricità. I pannelli prodotti da Solbian nello specifico, vengono realizzati con celle in grado di convertire oltre il 25% della luce solare in elettricità, permettendo di raggiungere potenze elevate anche in poco spazio.
2 - Conversione d’energia
L’energia proveniente dai pannelli viene regolata dal regolatore di carica MPPT (Maximum Power Point Tracking), la vera e propria “intelligenza” del sistema fotovoltaico, che si prenda cura di caricare la batteria correttamente, ma anche di sfruttare il modulo fotovoltaico nel modo migliore, senza perdere una goccia di energia.
3 - Stoccaggio e distribuzione
La batteria immagazzina tutta l‘energia raccolta, per poi distribuirla all’unità refrigerante del rimorchio al fine di garantirne il corretto funzionamento.
Quanto si risparmia con il fotovoltaico applicato ai camion refrigerati?
Uno studio effettuato nel 2017 dotando sei semirmorchi refrigerati da 40 tonnellate di sensori di iraggiamento, ha consentito di raccogliere dati sufficienti per poter stimare un risparmio annuo fino a 1900 litri di gasolio per singolo mezzo (4). Un dato che non può definirsi assoluto, poichè dipende dai percorsi effettuati, dalla tipologia dei mezzi e dall’estensione dell’impianto solare, ma che aiuta a comprendere meglio l’impatto che può avere il fotovoltaico a bordo.
Alla riduzione dei consumi di gasolio si affianca anche l’estensione della vita utile delle batterie, che con il solare evitano sbalzi di tensione e scariche profonde. In questa maniera le batterie necessitano di minor manutenzione e i costi di sostituzione vengono distribuiti su un periodo più lungo.
La riduzione dei costi legati al consumo di carburante e alle operazioni di manutenzione compensa gradualmente l'investimento iniziale. Questo può rappresentare un vantaggio finanziario significativo nel lungo periodo, favorendo l'adozione di questa tecnologia all'interno delle flotte aziendali.
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Bibliografia
- European Federation for Transport and Environment (April 2023), Truck CO2: Europe’s Chance to Lead, Position Paper on the CO2 Standards for Heavy-Duty Vehicles (https://www.transportenvironment.org/wp-content/uploads/2023/04/202304_HDV_CO2_position_paper_final.pdf)
- California Environmental Protection Agency Air Resources Board (August 2015). Technology Assessment: Transport Refrigerators (https://ww2.arb.ca.gov/sites/default/files/2020-06/TRU%20Tech%20Assessment%20Report%20ada.pdf)
- California Air Resources Board (October 2022). 2022 Technology Assessment: Non-Truck Transport Refrigeration Units (TRU). Trailer TRUs, Domestic Shipping Container TRUs, Railcar TRUs, and TRU Generator Sets (https://ww2.arb.ca.gov/sites/default/files/2022-10/CARB%202022%20TRU%20Technology%20Assessment%2010-14-22.pdf)
- Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE (2017). Research at Fraunhofer ISE Investigates Integrated Photovoltaic Modules for Commercial Vehicles (https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-media/press-releases/2017/research-at-fraunhofer-ise-investigates-integrated-photovoltaic-modules-for-commercial-vehicles.html)
