Oggi le auto elettriche vengono utilizzate in numero sempre maggiore in tutto il mondo sviluppato e in Norvegia hanno già dominato il mercato per anni. Altre forme di trasporto, tuttavia, sono leggermente peggiori.
Molti pensano che i treni lo siano senza emissioni perché funzionano con l’elettricità, ma questa è una verità con modifiche. Solo il 60% circa delle ferrovie europee dispone di linee catenarie e accesso all’elettricità, mentre il resto funziona ancora a diesel.
Una donna in piedi vicino a un treno a Oslo, Norvegia. Credito immagine: Venus Major tramite Unsplash, licenza gratuita
Da un punto di vista socio-economico, non è necessariamente semplice scegliere una nuova soluzione: l’elettrificazione del resto della rete ferroviaria non è affatto gratuita, né misurata in euro né in emissioni.
Qui, una complessa valutazione tecnico-economica se puntare sull’elettrificazione (parziale o totale), sulle batterie o su alternative del tutto nuove come idrogeno è necessario.
L’idrogeno come fonte di energia non è una novità, ma gli sviluppi nella tecnologia delle celle a combustibile e il fatto che ora ci stiamo avvicinando sempre di più alle catene del valore per l’idrogeno verde (il cosiddetto valli di idrogeno) significa che sta diventando sempre più rilevante.
Allo stesso tempo, la nuova tecnologia di propulsione richiede un nuovo pensiero sia dal punto di vista tecnico, normativo che del sistema energetico. Abbiamo fatto questo tipo di valutazione per le linee in entrata Norvegia, Stati Uniti d’America E Cechiae non sono facili.
Treno cittadino elettrico – foto illustrativa. Credito immagine: Nathalia Segato tramite Unsplash, licenza gratuita
In collaborazione con le autorità ferroviarie, SINTEF ha valutato diverse alternative per il funzionamento a zero emissioni sulle tratte ferroviarie norvegesi non elettrificate.
La più interessante è stata la linea Nordland, ma sono state esaminate tutte le linee non elettrificate in Norvegia per la sua estrema lunghezza e importanza. Il denominatore comune di questi è che i sistemi di catenaria (sistemi KL) si sono dimostrati i più economici da gestire e i più costosi in generale se si considerano i costi per la costruzione dell’infrastruttura.
Sebbene SINTEF non abbia indagato su questo, una ricerca dall’Inghilterra suggerisce addirittura che il CO2 il bilancio sarebbe negativo anche per la piena elettrificazione rispetto al diesel!
Figura 1: Valutazione economica di diverse alternative a emissioni zero per la linea Nordland, espressa in costo annuo equivalente.
La lunga durata complica
Ciò che complica questo tipo di analisi è spesso il fatto che la vita dell’infrastruttura è molto lunga (spesso fino a 50-100 anni), che può sostenere inizialmente investimenti piuttosto consistenti. Allo stesso tempo, sappiamo che nessuna infrastruttura è esente da manutenzione, né lo sono le locomotive.
Nel tempo, i costi di manutenzione diventano un contributo significativo al costo totale. Come possiamo vedere dalle curve sopra, in una valutazione economica c’è un’alta probabilità che il costo di costruzione dell’elettricità sulla linea Nordland nel tempo sarà molte volte più costoso rispetto all’investimento in fonti di energia alternative.
Quale tecnologia sia davvero la migliore dipende anche da come si definiscono i criteri:
- Guardando al costo totale, i treni a idrogeno e a batteria piena risultano i migliori (1-1,4 M€ all’anno in meno rispetto al diesel per la linea Nordland);
- Se si guarda al tempo di ammortamento, il primo posto è occupato dai treni di batterie con batterie più piccole e fermate a metà strada per la ricarica rapida (circa 2 anni)
- Se si cerca di ridurre al minimo l’investimento, il biodiesel è il migliore, poiché essenzialmente non è richiesto alcun investimento.
Treno elettrico in Canada – foto illustrativa. Credito immagine: Diego Mazz tramite Unsplash, licenza gratuita
Il simulatore confronta i costi
SINTEF ha sviluppato un simulatore effettuare questo tipo di valutazione tecnico-economica in cui il consumo di energia è calcolato sulla base di modelli della rete ferroviaria e di vari locomotori, che ci consente di confrontare i costi totali sia di esercizio che di costruzione in modo da poter confrontare le alternative.
Ora lo abbiamo sviluppato ulteriormente nel RegioHYT progetto, in cui abbiamo avviato una collaborazione con istituti di ricerca cechi per utilizzare la metodologia dalla Norvegia sulle ferrovie ceche. La ferrovia è ben lungi dall’essere armonizzata attraverso regolamenti europei congiunti, ed è quindi un buon esercizio contare su alternative al funzionamento diesel in altri paesi.
RegioHYT è una collaborazione tra SINTEF e partner di ricerca cechi finanziata da fondi EEA. La Cechia ha circa il doppio delle ferrovie della Norvegia, con molte delle stesse sfide – grado relativamente basso di doppio binario e circa il 30% elettrificato, con lunghi tunnel e ponti, grandi dislivelli e piccoli percorsi con una redditività relativamente bassa – e quindi difficile per giustificare la piena elettrificazione.
Il 24 aprile abbiamo organizzato un officina aperta per tutti coloro che lavorano con fonti di energia alternative per le ferrovie, con particolare attenzione alla propulsione a idrogeno a Lillestrøm. Qui abbiamo ricevuto presentazioni da diversi attori, sia partecipanti al progetto che parti esterne, dalla Norvegia, dalla Cechia e dall’UE. Era presente anche l’ambasciatore ceco in Norvegia.
- Introduzione al progetto, del project manager Lukáš Polák di ÚJV Řež
- Un’introduzione alle celle a combustibile per le ferrovie di John Winterbourne di Ballard, uno dei principali fornitori mondiali di celle a combustibile
- Una panoramica delle possibili fonti di idrogeno in Cechia e delle opportunità associate per la produzione di idrogeno verde, di Martin Paidar dell’Università di Chimica e Tecnologia di Praga
- Prospettiva del settore ferroviario europeo sui trasporti a basse emissioni di Miroslav Haltuf, di Europe Rail JU
- Acquisizione dei dati per la simulazione e come selezionare le ferrovie per l’analisi di Jan Perůtka di VUZ
- Una proposta in corso per una dimostrazione del funzionamento a idrogeno sulla linea Nordland di Jan Erik Salomonsen di Maintech
- Una panoramica della tecnologia dell’idrogeno nel settore ferroviario di Nikita Streltsov, anche lei di ÚJV Řež
- Primi risultati nel confronto tra diverse tecnologie a emissioni zero sulle ferrovie ceche di Federico Zenith, SINTEF
- Possibilità per la produzione di idrogeno verde a Meråker di Roald Boge di Meråker Hydrogen
- Prospettiva su come implementare la visione del trasporto a basse emissioni sulle ferrovie ceche di Jiří Cigánek di Správa Železnic, l’operatore dell’infrastruttura ferroviaria della Repubblica ceca.
Fonte: Sintef
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
