Roland Berger valuta sfide e opportunità nell'elettrificazione off-highway

La nuova macchina caricatrice-trasportatore-scaricatrice (LHD) elettrica a batteria WX04B di Komatsu in fase di test presso il Norcat Underground Centre, nel nord dell'Ontario, Canada. (Foto: Norcat)

In un recente webinar, gli esperti della società di consulenza globale Roland Berger hanno discusso lo stato attuale e futuro dell'elettrificazione di attrezzature e veicoli. Dopo essersi concentrato sull'elettrificazione specifica dei veicoli commerciali on-highway, Martin Weissbart, titolare di Roland Berger, ha affrontato il panorama dell'elettrificazione per veicoli e attrezzature off-highway.

"Faccio parte del team di supporto agli investitori, ma ho anche una seconda sedia su cui mi siedo", ha detto presentandosi. "Faccio anche parte del team off-highway in Europa."

Weissbart ha osservato che, sebbene le tendenze nell'elettrificazione off-highway tendano a rispecchiare molte di quelle del settore dei veicoli on-highway, il settore off-highway si trova ancora nelle prime fasi di decarbonizzazione. È anche più complesso in termini di configurazione del prodotto e di propulsori.

"Per un OEM, diventa sempre più difficile definire una strategia motore basata sull'intero portfolio che serve", ha affermato. "Ecco perché è necessaria un'attenta strategia di definizione delle priorità di decarbonizzazione: cosa serve e cosa può essere convertito da una soluzione ICE classica (motore a combustione interna) a una soluzione decarbonizzata con un tipo di propulsione [alternativa]".

Costi e infrastrutture

L'adozione di veicoli e attrezzature elettriche fuori strada deve affrontare alcuni ostacoli.

"È ovviamente l'attuale ciclo discendente dei macchinari agricoli e per l'edilizia, che prevediamo continuerà anche nel 2025, soprattutto in Europa", ha affermato Weissbart. "Agricoltura e edilizia molto probabilmente si muoveranno come minimo lateralmente. Prevediamo una crescita del mercato nel 2026".

Tra gli altri ostacoli, ha detto, "Da un lato, i costi di acquisizione. E anche le infrastrutture".

Riguardo a quest'ultimo, Weissbart ha aggiunto che non si tratta necessariamente di infrastrutture di ricarica centralizzate in deposito, come quelle utilizzate dalle agenzie di noleggio, o di applicazioni in grado di sfruttare altri punti di ricarica in autostrada utilizzati per veicoli elettrici per passeggeri o commerciali.

Ha invece affermato che la sfida riguarda le infrastrutture in "aree remote dove l'edilizia, e in particolare l'attività mineraria, gioca un ruolo chiave. E l'integrazione del sistema. Queste sono le sfide principali che gli OEM e i clienti finali si trovano ad affrontare e che attualmente frenano leggermente l'implementazione dell'elettrificazione".

Costo totale di proprietà

Sono diverse le forze in gioco che guidano la transizione, e il contesto normativo è ovviamente un fattore esterno chiave. Tra queste rientrano le normative sulle emissioni indoor per le macchine utilizzate nella movimentazione dei materiali e per le piattaforme di lavoro aeree, che contribuiscono a promuovere l'elettrificazione.

La prima pala gommata completamente elettrica di Caterpillar: CAT 906e (Foto: Zeppelin Rental)

Tuttavia, c'è un fattore interno che è fondamentale per il panorama dell'elettrificazione: il costo totale di proprietà (TCO).

"Questo non si basa solo sui costi dei veicoli, ma anche sui costi operativi e di manutenzione", ha affermato Weissbart. "Quindi, i prezzi dell'elettricità in diverse regioni determineranno un TCO significativo, oltre alle sanzioni – pressioni normative – da parte del governo."

Molte categorie di macchine edili elettriche più piccole e meno potenti provenienti dalla Cina, tra cui piccole pale caricatrici e sollevatori telescopici, stanno già mostrando un TCO positivo.

"Prevediamo che i miniescavatori apriranno la strada all'elettrificazione", ha affermato Weissbart. "Questo vale sia in Europa che negli Stati Uniti, ma il TCO positivo si avrà soprattutto all'inizio degli anni '30, se non addirittura a metà degli anni '30".

Per i veicoli più grandi che richiedono più cavalli, come i camion da miniera, Weissbart ha sottolineato i progetti pilota in corso, aggiungendo che il contesto normativo favorirà un TCO positivo.

"Ad esempio, in Australia, esiste un ambiente molto favorevole per un TCO positivo per i camion da miniera o per i camion rigidi da trasporto, già disponibili all'inizio degli anni '30", ha affermato.

Tuttavia, Weissbart ha riconosciuto che l'elettrificazione non è la soluzione ideale per tutte le macchine operatrici fuoristrada. Dumper articolati, livellatrici e dozer cingolati saranno più difficili da elettrificare.

"I veicoli più grandi, con requisiti di potenza più elevati, necessitano di altre alternative e di una gamma più ampia di soluzioni di propulsione che li aiutino non solo a funzionare, ma anche a soddisfare i casi d'uso in cui operano", ha affermato.

Colmare le lacune tecnologiche

Weissbart ha affermato che, parlando con i produttori di apparecchiature originali in tutto il mondo, ha sentito dire che, sebbene l'elettrificazione svolgerà un ruolo fondamentale nella decarbonizzazione, il suo ritmo sta rallentando.

"Abbiamo visto obiettivi significativi, molto forti e ambiziosi per i principali OEM che puntano all'elettrificazione per le loro gamme compatte, dove vogliono progredire in futuro", ha affermato. "E lo abbiamo visto in modo simile nel settore delle autovetture e dei camion. Gli OEM stanno facendo un passo indietro e stanno rivalutando la strategia giusta, cosa significhi decarbonizzare e cosa non decarbonizzare affatto".

Ciò è dovuto alla mancanza di soluzioni valide per diverse categorie di prodotti, nonché alle già citate preoccupazioni relative alla preparazione delle infrastrutture. Weissbart ha affermato che saranno necessarie soluzioni ponte per colmare queste lacune in futuro.

La nuova piattaforma aerea ibrida XGA20H di XCMG. (Foto: XCMG)

"In quanto tecnologie ponte, le soluzioni ibride sono ampiamente diffuse e continueranno a essere integrate nei sistemi", ha affermato. "Questo presenta diversi aspetti."

Weissbart ha osservato che la tecnologia ibrida può essere utilizzata nella trasmissione, ad esempio integrando motori elettrici con motori a combustione interna, sia in parallelo che in serie, per migliorare l'efficienza nei consumi e le emissioni. Anche i sistemi di movimento e i sistemi ausiliari rappresentano ottimi obiettivi per l'elettrificazione.

"Se si tratta ad esempio di un sistema di rotazione, di una pompa dell'olio o di sistemi HVAC, vediamo più casi di utilizzo dell'elettrificazione per ridurre le emissioni e il consumo di gasolio", ha affermato Weissbart.

Le soluzioni ibride sono adatte a un'ampia gamma di mercati verticali, tra cui minerario, edile, agricolo e forestale. Secondo Weissbart, consentono di decarbonizzare applicazioni particolarmente complesse, accelerando al contempo un TCO positivo.

"Abbiamo condotto uno studio sull'elettrificazione delle mietitrebbie", ha affermato, prendendo come esempio le attrezzature agricole. "Richiederebbe un rimorchio da 4 tonnellate solo per la batteria. Quindi, in questo caso, serve un metodo diverso per la decarbonizzazione".

Weissbart ha continuato: "Nell'ecosistema agricolo, dove sono presenti i sollevatori telescopici, dove si potrebbe avere un modello di guida omogeneo, dove si ha un caso d'uso di circa quattro ore su ciascuna macchina (per la pala gommata, il sollevatore telescopico e vari altri aspetti), questo può essere elettrificato più rapidamente e il TCO verrà ripagato prima".

Gli OEM, grandi e piccoli, in tutti i mercati verticali delle attrezzature off-highway, stanno guidando la tendenza verso le soluzioni ibride, ha affermato Weissbart. Tra questi, ha individuato quattro OEM in particolare che stanno trainando la tendenza.

"Abbiamo mappato il volume di brevetti relativi [alla tecnologia ibrida] a partire dal 2000, quindi negli ultimi due decenni", ha affermato. "E si nota una spinta significativa da parte di Caterpillar, Komatsu, Hitachi e Volvo".

2025 e oltre

Quest'anno e per il futuro, Weissbart ha individuato una serie di tendenze nell'elettrificazione off-highway.

"Ci sarà una coesistenza di offerte ibride e completamente elettriche", ha affermato. "Quindi, ci sarà un portfolio di motori ancora più complesso."

Weissbart ha aggiunto: "L'elettrificazione nei macchinari compatti è un fattore che darà impulso al settore, soprattutto in Europa e in America nel segmento dei miniescavatori e delle pale gommate più piccole.

Ci saranno investimenti significativi nell'ambito dell'elettrificazione, ha affermato, con investimenti nelle tecnologie relative alle batterie e alla gestione dell'energia.

"L'intero ecosistema evolverà e imparerà dagli altri segmenti e si creerà una forte collaborazione tra i settori", ha affermato Weissbart.