Jeff Eisenberg sulla sfida del noleggio di gruppi elettrogeni Stage V

I generatori diesel sono presenti in cantieri edili e in altri settori da decenni, e probabilmente continueranno a esserlo. Tra le applicazioni rientra anche la ricarica di apparecchiature elettriche in contesti in cui la rete elettrica non è ancora in grado di farlo. I requisiti europei sulle emissioni diesel Stage V pongono sfide particolari per i generatori diesel. Perché? E cosa servirà per migliorare la situazione?

Da gennaio 2020, nell'Unione Europea, l'obbligo di installare motori diesel Stage V su tutte le nuove attrezzature non stradali. I motori Stage V sono molto più puliti rispetto al primo requisito sulle emissioni Stage I introdotto nel 1997 e, per quanto riguarda le emissioni di particolato, sono più puliti del 97%. I motori diesel tra 37 kW e 560 kW hanno i limiti di emissione più severi e questa gamma copre molte delle dimensioni di generatori più diffuse nel settore del noleggio.

Jeff Eisenberg

Gli standard Tier 4 degli USA erano stati originariamente progettati per essere in armonia con lo Stage V, ma ora sono diversi perché gli standard europei più rigorosi richiedono un DPF (filtro antiparticolato diesel), mentre il Tier 4 no.

Le attrezzature elettriche in cantiere di ogni categoria stanno diventando sempre più disponibili, ma l'infrastruttura di ricarica rappresenterà una sfida, soprattutto in un cantiere dove la rete elettrica non è ancora arrivata o non ha una capacità sufficiente. Un escavatore elettrico da 20 tonnellate è ecologico e molto silenzioso, ma ha l'equivalente di 10 batterie Tesla.

È chiaro che per molti anni le soluzioni di ricarica in loco saranno basate sulla rete elettrica, sull'ibrido, sull'energia solare, sull'accumulo di batterie e, infine, sull'idrogeno, ma con una componente diesel come parte della soluzione ibrida.

I generatori con motori Stage V costano circa il 40% in più rispetto ai loro predecessori Stage IIIa. Il motore e il suo sistema di controllo sono più complessi e il DPF – se presente, a seconda delle dimensioni del motore – è caldo e occupa spazio, il che significa che la cabina deve essere più grande e i sistemi di flusso d'aria possono rappresentare una sfida.

Molte città europee stanno adottando le Zone a Basse Emissioni (ZONE Basse Emissioni), che limitano e/o tassano l'ingresso di veicoli più vecchi e inquinanti. Londra, Parigi, Amsterdam, Oslo, Stoccolma e Helsinki sono le prime città a iniziare una lunga e crescente lista. Tuttavia, la maggior parte di queste città non applica i requisiti Stage V per i motori diesel per le attrezzature edili, ma sta generalmente passando direttamente all'obbligo di utilizzo di attrezzature elettriche. Questo processo è in corso, con un mix di iniziative volontarie e ufficiali, come riportato dalla rivista Construction Europe di KHL nel febbraio 2022 .

Londra è la città che ha puntato maggiormente sui motori diesel Stage V per i cantieri edili. Le norme emanate dal sindaco di Londra e applicate dalle autorità locali sono molto chiare e dettagliate per le macchine mobili non stradali (NRMM) diesel. Tutte le attrezzature diesel da 37 a 560 kW utilizzate all'interno di un'area definita devono essere registrate sul sito web della London Assembly (governo). Se sono disponibili attrezzature Stage V, è obbligatorio utilizzarle, senza esenzioni dai costi.

Eisenberg afferma che i produttori di motori diesel Stage V e gli installatori OEM stanno lavorando duramente per risolvere i problemi di affidabilità.

Al di fuori di Londra, alcuni siti infrastrutturali, come le centrali elettriche e il progetto ferroviario ad alta velocità HS2, consentiranno solo l'uso di apparecchiature Stage V, privilegiando fortemente le soluzioni elettriche e ibride quando disponibili. Si tratta di un'esigenza del cliente, più che di una norma. L'attenzione è sempre più rivolta alle soluzioni elettriche e ibride piuttosto che specificamente allo Stage V.

Le società di noleggio britanniche che hanno parlato con l'autore in via ufficiosa stimano che l'1% delle richieste di generatori diesel nel Regno Unito richieda apparecchiature Stage V, e circa l'1% delle flotte del settore del noleggio nel Regno Unito sia Stage V (nella categoria da 37 a 560 kW). Le stime delle società di noleggio europee più grandi sono simili, con pochissime che vogliono parlare apertamente e potenzialmente ammettere di utilizzare i loro generatori Stage IIIa per periodi più lunghi.

Qual è stata la causa della scarsa diffusione finora dello Stage V? Le cause principali sono tre. In primo luogo, la maggior parte delle società di noleggio ha fatto scorta degli ultimi generatori Stage IIIa prima della fine del 2020, principalmente a causa dei costi inferiori. In secondo luogo, ci sono problemi di affidabilità in caso di carichi leggeri (ne parleremo più avanti) e, in terzo luogo, l'incertezza sui prezzi delle apparecchiature usate.

L'area grigia dei "macchinari stazionari"

Leggendo le 78 pagine (in ogni lingua) del Regolamento (UE) 2016/1628 del Parlamento europeo e del Consiglio, si evincono diverse esenzioni per le attrezzature che non richiedono un motore diesel Stage V. Tra queste, pompe antincendio, veicoli da diporto e da competizione, imbarcazioni marittime e molte altre, incluso l'articolo 2, sezione 2, lettera d), che definisce "macchine fisse", senza ulteriori definizioni.

L'energia della rete, l'ibrido, il solare, l'accumulo di batterie e, in futuro, l'idrogeno saranno il futuro delle soluzioni di ricarica, ma con una componente diesel come parte della soluzione ibrida, afferma Eisenberg.

La tentazione è quella di prendere generatori con motori diesel IIIa prodotti per applicazioni di riserva – destinati a fornire energia di riserva in caso di guasto della rete – e inserirli nella flotta a noleggio. Data la mancanza di dettagli del regolamento, l'applicazione è quantomeno discontinua, tranne che a Londra, dove le norme sono molto dettagliate.

In tutta Europa, alcune società di noleggio, soprattutto quelle più piccole, stanno acquistando generatori di riserva e li inseriscono nella flotta a noleggio. Questa tendenza probabilmente continuerà finché le normative non diventeranno più specifiche e applicate.

Le società di noleggio responsabili e con una buona governance (in genere quelle più grandi) difficilmente sarebbero tentate di acquistare generatori di riserva "in zona grigia" per le loro flotte a noleggio, ma competono con le società di noleggio più piccole che lo fanno. Tuttavia, i calcoli di "sostituzione o ricostruzione" delle società di noleggio per i generatori pre-2020 sono cambiati significativamente a causa dell'aumento del costo (si pensi al 40%) delle apparecchiature Stage V.

Problemi di carico leggero o di "accatastamento a umido"

I generatori diesel presentano particolari difficoltà quando funzionano a carichi inferiori al 30-50% della loro capacità nominale. La mancanza di calore del motore causa una combustione incompleta del carburante, spesso causata dal fumo nero proveniente dallo scarico. Veicoli, escavatori e altri motori diesel subiscono questo problema meno dei generatori, poiché in condizioni di utilizzo normale funzionano a carichi diversi e si riscaldano a sufficienza per mantenere la combustione del carburante pulita. Un veicolo in accelerazione, un escavatore che scava e solleva carichi e una piattaforma aerea semovente che si muove o solleva, generano tutti calore sufficiente per un corretto funzionamento.

Un generatore funziona più comunemente a carichi bassi e costanti per periodi prolungati, anche 24 ore senza interruzioni. Quando i generatori vengono utilizzati per alimentare motori elettrici, pompe idrauliche o gru elettriche, spesso vengono specificati e dimensionati in base al carico di picco, per l'avviamento del motore elettrico. Un generatore da 350 kW può essere necessario per avviare un motore elettrico da 100 kW, che funzionerà per giorni o settimane a 100 kW. Pensate a un'auto che viaggia a 5 km/h nel traffico per 24 ore, per mesi.

Anche i motori diesel Stage III hanno incontrato difficoltà con carichi leggeri, con il load banking (collegamento di un carico artificiale come un riscaldatore) raccomandato per applicazioni con carichi leggeri per almeno 2 ore al 75% del carico ogni 100 ore. Considerate che questo accade più di una volta a settimana per un'applicazione con generatore in funzione 24 ore su 24.

Questo intervallo di carico potrebbe essere prolungato per i motori diesel senza filtro antiparticolato DPF, ma i generatori post-Stage V presentano problemi soprattutto in condizioni di carico leggero. La conseguenza è una manutenzione più frequente in loco e, invece del semplice cambio dell'olio, la manutenzione potrebbe includere anche alcune ore di carico. Questo costo sarà a carico dei clienti.

Gruppi elettrogeni Aggreko al campionato di golf St Andrews Open nel Regno Unito. L'azienda ha investito molto in generatori Stage V e Tier 4 Final.

I clienti prudenti tendono a specificare eccessivamente i requisiti del loro generatore (prendiamone uno da 200 kVA nel caso in cui avessimo bisogno di più potenza) e spesso non misurano i loro requisiti in modo accurato. La forza vendita della società di noleggio desidera aumentare il fatturato, quindi è tentata di noleggiare anche un generatore più grande. E se il generatore più grande consuma più carburante, una società di noleggio potrebbe considerarlo un guadagno, se pensa al breve termine piuttosto che alla sostenibilità.

Migliorare

A pochi anni dall'introduzione della Fase V del 2020, i produttori di motori diesel stanno perfezionando i loro sistemi di controllo computerizzato dei motori diesel, migliorando i cicli di rigenerazione e la telemetria; l'evidenza aneddotica indica che i problemi di affidabilità sono meno frequenti.

Clienti e società di noleggio stanno diventando sempre più abili nel fornire generatori delle dimensioni giuste. Alcuni produttori stanno valutando la possibilità di preinstallare banchi di carico sul generatore, in modo che possa gestirlo in modo autonomo ed efficace.

Forse, cosa ancora più importante, i sistemi ibridi con batterie di grandi dimensioni consentono al motore diesel di funzionare part-time, a carico ottimale, e rappresentano un settore in forte crescita. Con un costo compreso tra 1.000 e 1.200 euro per kWh, le batterie possono costare molto di più di un generatore di dimensioni simili, quindi non tutte le applicazioni sono adatte. È probabile che i costi delle batterie diminuiscano nel tempo.

Fase V e valori utilizzati

Le attrezzature usate nel mercato dei generatori seguono un percorso diverso rispetto a molti altri beni. I rivenditori di attrezzature usate delle economie in via di sviluppo si rivolgono direttamente alle società di noleggio di generatori usati, che spesso operano in mercati più sviluppati rispetto, ad esempio, a piattaforme aeree e piattaforme a forbice.

I paesi in via di sviluppo preferiscono motori diesel robusti e semplici, con meno controlli elettronici. In molti mercati in via di sviluppo, il gasolio ha un contenuto di zolfo superiore a quello tollerato da un DPF, il che significa che i motori Stage V potrebbero essere evitati, a meno che non vengano rimossi i controlli sulle emissioni, il che di per sé non aiuta il pianeta. I motori diesel Stage V usati hanno dati di valore ridotti, sia all'asta che tramite concessionari nei paesi in via di sviluppo, a causa della loro giovane età e della loro adozione relativamente lenta, il che significa maggiore incertezza per le società di noleggio.

Quindi, per la cinica società di noleggio, il generatore Stage V costa il 40% in più (tra acquisto e noleggio), un costo che il cliente è obbligato a utilizzare per legge (si pensi al centro di Londra), ma che a volte preferirebbe evitare. Inoltre, lo Stage V può presentare problemi di affidabilità (carico leggero) rispetto allo Stage IIIa, che rappresenta ancora una "zona grigia" allettante, disponibile all'acquisto se si comunica al produttore che verrà utilizzato in applicazioni di riserva; infine, i generatori Stage V hanno valori di utilizzo incerti.

Tutti i dati dimostrano che i mercati delle attrezzature più attenti alla sostenibilità stanno superando i requisiti Stage V e puntano a dotarsi di attrezzature completamente elettriche in loco.

I produttori di motori diesel Stage V e i loro installatori OEM stanno lavorando intensamente per risolvere i problemi di affidabilità (per lo più iniziali). La formazione dei clienti, inclusi gli stessi appaltatori e noleggiatori, continua, in particolare sul corretto dimensionamento dei generatori e sull'adozione di sistemi ibridi/a batteria. La rete elettrica crescerà lentamente per soddisfare il fabbisogno elettrico, quindi continueremo a vedere generatori diesel in funzione per molti anni.

L'autore:
Jeff Eisenberg opera nel settore del noleggio fin dal suo ingresso in Genie negli anni '90, finanziando l'espansione di società di noleggio. Ha prestato consulenza, avviato, gestito, acquisito e venduto società di noleggio in diversi continenti. Attualmente è amministratore non esecutivo presso Smart Platform Rental, con sede nel Regno Unito, e fornisce consulenza ad altri clienti in tutto il mondo su fusioni e acquisizioni (M&A) ed energie sostenibili. Tel: +44 7900 916933, email: [email protected]