Il ruolo dei sistemi energetici ibridi nella decarbonizzazione

Quando si parla del ruolo della produzione di energia elettrica nel mondo moderno, Ben Froland ammette di essere un po' un idealista. Il product manager per la produzione di energia di Hatz Americas ha affermato che gli piace pensare che l'industria collabori per il miglioramento del mondo.

"Voglio offrire soluzioni energetiche alle persone perché la produzione di energia, in gran parte tramite gasolio e benzina, ha portato i paesi dal nulla a una relativa stabilità", ha affermato Froland.

Ben Froland (Foto: Hatz Americas)

Froland presenterà al Power Progress Summit di ottobre il ruolo dei sistemi elettrici ibridi – quelli che combinano combustione interna (CI) e alimentazione a batteria – nella decarbonizzazione. Ha parlato con Power Progress dei suoi programmi per il suo intervento.

Cosa significa decarbonizzazione

Froland ha affermato che si aspettava che la sua presentazione includesse una discussione su cosa significhi realmente decarbonizzazione, poiché ritiene che sia stata relegata allo stato di "parola d'ordine".

"Credo che la maggior parte delle persone non pensi nemmeno di chiedersi di cosa si tratta, qual è l'equazione e quanto impatto stiamo realmente avendo facendo qualcosa."

Froland ha osservato che quando si parla di anidride carbonica (CO2), il gas serra (GHG) al centro della decarbonizzazione, sono numerose le variabili, sia naturali che di altro tipo, che ne influenzano la produzione e il consumo.

"Anche gli ambientalisti ammetterebbero che ci sono circa 55 variabili in totale", ha detto Froland, aggiungendo che l'atmosfera, gli oceani e le masse terrestri giocano tutti un ruolo. Ha aggiunto che è importante che chi discute di decarbonizzazione comprenda questa variabilità per evitare di abbandonare a priori le tecnologie esistenti, come i motori diesel.

"Nell'ultimo ciclo di emissioni, ad esempio, per i motori diesel, abbiamo ridotto gli NOx (ossidi di azoto) del 90% e il particolato del 90%", ha affermato Froland. "È davvero un ottimo risultato, e vogliamo considerarlo una fonte di energia 'sporca'."

Secondo Froland, uno dei motivi per cui il diesel continuerà ad avere un ruolo nella produzione di energia è la sua densità energetica.

"Il gasolio è ancora il mezzo più denso di energia del pianeta", ha affermato. "Non c'è niente, a parità di peso, che abbia più energia di un gallone di gasolio."

Froland ha aggiunto che "se si considerano le dimensioni di una batteria e il peso, anche di una buona batteria al litio, risultano comunque molto pesanti rispetto a quel gallone di gasolio e alla quantità di energia immagazzinata al suo interno".

Rendere il diesel più pulito

Secondo Froland, la chiave per la produzione di energia è combinare queste due fonti di energia in modo che il motore diesel funzioni solo quando necessario, rendendo l'energia diesel, già pulita, ancora più pulita evitandone il funzionamento continuo.

Il sistema fiPMG di Hatz è in grado di offrire prestazioni diesel e a batteria in un'unica macchina. (Foto: Hatz)

Quindi, il punto in cui questi diesel puliti si applicano all'ibridazione è che ora si possono guardare le macchine e dire: "OK, storicamente avrei semplicemente usato un motore più grande ininterrottamente, di solito in modo inefficiente – giravo senza motivo se non quello di aspettare un comando per eseguire un lavoro". Il punto in cui gli ibridi eccellono davvero è che si può prendere tutta quell'energia dal diesel e immetterla nelle batterie più recenti."

Froland ha utilizzato le pompe di trasferimento come esempio.

"Non ho bisogno che il generatore diesel resti sempre acceso, aspettando che si accenda, che pompi per un po' e poi si spenga", ha detto. "Si può semplicemente staccare la batteria – e staccarla più volte – finché non si scarica abbastanza. E poi dice, OK, devo ricaricarla, e quel piccolo motore diesel si avvia e la ricarica di nuovo."

Secondo Froland, si tratta di un approccio particolarmente efficiente anche dal punto di vista del consumo di carburante.

"Non abbiamo serbatoi molto grandi sui nostri piccoli generatori a magneti permanenti che usiamo per caricare le batterie, ma è possibile utilizzarli più e più volte", ha detto. "Credo che 0,03 litri all'ora siano sufficienti per il funzionamento, e posso caricare una batteria da 50 a 100 kWh in un'ora e riutilizzarla più e più volte con quel poco carburante."

Un altro vantaggio di questo approccio ibrido è la manutenzione.

"Non è quasi mai necessario effettuare la manutenzione del motore perché l'applicazione ibrida, anziché funzionare sempre, non richiede manodopera per recarsi sul posto e sottoporlo a manutenzione", ha affermato, aggiungendo che l'uso intermittente del motore implica che ci vuole molto tempo per rispettare un intervallo di manutenzione, come l'intervallo di cambio dell'olio di 250 ore sui piccoli diesel di Hatz.

"Quel piccolo motore produce pochissime emissioni, e lavora solo quando è necessario", ha detto Froland. "È qui che si ottengono i veri vantaggi."

I dirigenti del settore si impegnano a partecipare come relatori al Power Progress Summit. I relatori affronteranno il tema del Summit: "Sviluppi nella digitalizzazione e nella decarbonizzazione".

Il vicepresidente senior di Caterpillar discuterà dei cantieri elettrificati. Il discorso principale del Power Progress Summit riguarderà come gli OEM possono facilitare la transizione ai cantieri elettrificati.