Stato dell'elettrificazione autostradale: ulteriori ostacoli alla crescita

I progressi nella tecnologia delle batterie renderanno i veicoli pesanti alimentati a batteria più accessibili. Ma l'adozione dipenderà dalla capacità delle flotte di sapere dove e quanto costerà ricaricarli. (Foto: Danfoss Editron)

(Nota dell'editore: in questa parte finale di una serie sullo stato dell'elettrificazione stradale, esamineremo la capacità e i costi di ricarica, la catena di fornitura di batterie e componenti e le prospettive di aumento dell'efficienza nella tecnologia delle batterie.)

L'esitazione a investire in veicoli elettrici pesanti per uso stradale deriva da una serie di fattori, non ultimo la capacità di mantenere i veicoli carichi e in funzione su lunghe distanze. L'infrastruttura di ricarica è attualmente ben lontana dal livello necessario affinché l'adozione diventi praticabile per la maggior parte delle applicazioni a lungo raggio.

Eric Azeroual

"Non molto tempo fa, Roland Berger ha pubblicato un rapporto in cui affermava che elettrificare completamente l'industria statunitense dei trasporti su strada costerebbe circa mille miliardi di dollari. E questo considerando solo l'infrastruttura di ricarica e gli aggiornamenti delle infrastrutture di servizio pubblico", ha affermato Shaun Twomey, divisione Soluzioni per Veicoli Commerciali di ZF. "È una cifra enorme e, naturalmente, l'industria dei trasporti su strada non ha a disposizione mille miliardi di dollari da investire."

"È davvero il fattore limitante oggi, anche per le autovetture", ha affermato Eric Azeroual, vicepresidente di On Highway per Danfoss Editron. "Questo è un mercato nuovo. Abbiamo bisogno di più infrastrutture di ricarica. È quasi necessario che ciò accada prima che [i clienti] acquistino i camion, solo per sapere dove ricaricarli".

Capacità e costi di ricarica

I progressi nella tecnologia delle batterie renderanno gradualmente i veicoli pesanti alimentati a batteria più accessibili. Tuttavia, come ha osservato Azeroual, "non ci sarà necessariamente un cambiamento radicale finché non riusciremo a dimostrare ai [proprietari-operatori] e ai gestori di flotte dove potranno ricaricare i camion e quanto costerà".

Gli scuolabus elettrici, che tendono a tornare in stazione o in deposito alla fine di ogni turno, stanno attualmente guidando la transizione verso i veicoli elettrici a batteria (BEV) commerciali. Tuttavia, i sistemi di ricarica per questi veicoli tendono a essere relativamente semplici: in genere consistono in un caricabatterie CA integrato con potenza fino a 19 kW, in grado di caricare una batteria da 200 kWh durante la notte a un costo relativamente basso.

Le batterie necessarie per un veicolo stradale di Classe 8 sono ovviamente più grandi, più pesanti e hanno un assorbimento di potenza maggiore in un lasso di tempo molto più breve. "Se si ricarica un camion e si richiede una potenza di 300 kW, si paga un sovrapprezzo per quel picco di potenza perché si stressa la rete in un tempo molto breve", ha affermato Azeroual. "Dobbiamo lavorare sulle tariffe elettriche per assicurarci che siano modulate in modo che ricaricare il camion non sia più costoso che rifornirlo di carburante".

Le stazioni di ricarica rapida a corrente continua (CC) sono necessarie per ricaricare completamente veicoli di queste dimensioni e rimetterli in strada il più rapidamente possibile. L'installazione di tali sistemi, che può richiedere modifiche significative all'impianto elettrico di un impianto, di una struttura o di un deposito, a seconda dell'applicazione, è la causa principale dei costi infrastrutturali aggiuntivi.

Shaun Twomey, Mercato globale e vendite, Vendite veicoli commerciali, Gruppo ZF

Uno studio dell'International Council on Clean Transportation ha stimato il costo di installazione dei caricabatterie rapidi a corrente continua (CC) tra i 28.000 e i 140.000 dollari, rispetto ai circa 6.000 dollari stimati per un caricabatterie a corrente alternata.

I sussidi previsti dalla legislazione governativa possono contribuire a compensare una parte del costo delle infrastrutture di ricarica. "La legge bipartisan sulle infrastrutture e altri programmi... sono tutti, almeno in parte, concepiti non solo per compensare il costo del camion per la flotta, ma anche per potenziare l'infrastruttura in modo più olistico", ha osservato Twomey.

Anche se è necessario che siano disponibili più sussidi e che questi siano adeguati all'applicazione, questo è un punto di partenza.

"Oggi è davvero difficile guidare da Dallas a Los Angeles con un veicolo elettrico di Classe 8 come si fa con un motore a combustione interna", ha affermato Twomey. "Ma con il potenziamento delle infrastrutture, come è giusto che sia con tutti i soldi investiti... questi sono tutti buoni segnali che puntano nella giusta direzione per migliorare le capacità infrastrutturali future".

Fornitura localizzata

Un'altra sfida all'adozione commerciale dei veicoli elettrici è la mancanza di una filiera di fornitura locale o regionale per le batterie e i materiali critici necessari alla loro produzione. Questo aumenta i costi e crea incertezza sia per le flotte che per gli OEM che le riforniscono.

"La Cina controlla la catena di approvvigionamento. Ha la più alta capacità produttiva di batterie al mondo e un'enorme disponibilità di materie prime", ha affermato Azeroual. "Quindi, le politiche adottate negli Stati Uniti e le discussioni tra Stati Uniti e Cina sono molto importanti per il settore dei veicoli elettrici".

Thomas Heck, responsabile dei clienti chiave per i clienti pesanti nelle regioni americane, Schaeffler

Thomas Heck, responsabile dei clienti del settore dei veicoli pesanti nelle regioni americane di Schaeffler, ha affermato che attualmente gli Stati Uniti dipendono da altri paesi per l'approvvigionamento di batterie e altri elementi essenziali per l'elettrificazione, ma aziende come Schaeffler stanno cercando di cambiare questa situazione.

"I fornitori di sistemi come noi stanno analizzando la nostra presenza regionale e si chiedono: 'Come possiamo espanderci qui per assicurarci di avere una catena di approvvigionamento locale per i componenti critici, per le materie prime essenziali di cui avremmo bisogno', che si tratti di batterie o motori elettrici, magneti all'interno dei motori elettrici, acciai speciali per motori elettrici e così via", ha affermato Heck. "Rafforzare questa catena di approvvigionamento locale o regionale per ridurre la nostra dipendenza da altri Paesi è, a mio avviso, un fattore molto importante per dare agli OEM una certa fiducia nel fatto che... questa sia la strada giusta da percorrere".

Azeroual ritiene che la spinta verso i veicoli elettrici a batteria (BEV) nel settore delle autovetture contribuirà a regionalizzare più rapidamente la produzione di batterie. Ha osservato che grandi aziende come Ford e GM hanno già annunciato l'avvio della produzione di batterie in Nord America.

"Questo sarà sicuramente d'aiuto perché l'industria dei trasporti si appoggerà a questa tendenza", ha affermato. "Acquisteranno qualsiasi cosa sia facilmente reperibile, il che contribuirà a ridurre i costi e ad aumentare l'accessibilità alle batterie".

Guadagni di efficienza

Si prevede inoltre che i progressi nella tecnologia delle batterie ridurranno i costi e miglioreranno l'efficienza operativa delle flotte di veicoli elettrici a batteria (BEV). Prendiamo ad esempio le batterie allo stato solido.

Attualmente, aumentare la potenza e l'autonomia di un camion elettrico significa aggiungere pacchi batteria più numerosi e pesanti, con conseguenti limitazioni di spazio sul veicolo, una ridotta capacità di carico e un TCO più elevato per l'utente finale.

Gli Stati Uniti dipendono attualmente da altri Paesi per l'approvvigionamento di batterie e altri elementi essenziali per l'elettrificazione, ma aziende come Schaeffler stanno cercando di cambiare questa situazione. (Foto: Schaeffler)

"Le batterie allo stato solido offrono una maggiore densità di potenza, sono molto più leggere, sono più sicure in termini di rischi di incendio e cose del genere", ha sottolineato Heck. "Riteniamo che molti produttori di batterie continueranno a svilupparsi in quella direzione, il che ovviamente porterà un grande vantaggio al settore dei trasporti commerciali".

ZF è incoraggiata da ciò che sta osservando non solo nello sviluppo delle batterie allo stato solido, ma anche nella tecnologia delle batterie nel suo complesso. "Ad esempio, sappiamo che le batterie allo stato solido – e persino le tecnologie successive che probabilmente entreranno in funzione in gran numero nella seconda metà di questo decennio – contribuiranno ad attenuare in una certa misura il problema dell'ansia da autonomia", ha affermato Twomey, "perché si possono ottenere più wattora da un pacco batteria di pari dimensioni e si può ricaricare più velocemente quando è necessario. Questi sono miglioramenti cruciali".

"Parallelamente, ci aspettiamo certamente un miglioramento delle infrastrutture grazie ai vari incentivi e programmi che il governo sta predisponendo per il settore", ha continuato. "Tutti questi elementi si allineeranno in modo tale da rendere anche le applicazioni elettrificate pesanti molto più competitive in futuro".

Certo, c'è ancora molto lavoro da fare e c'è ancora molto potenziale nella tecnologia esistente prima che i veicoli elettrici a batteria (BEV) vengano adottati su larga scala.

"Non siamo ancora giunti al termine con le tecnologie a combustione interna; c'è ancora un ulteriore potenziale di ottimizzazione per ridurre le emissioni di gas serra", ha affermato Heck. "La transizione all'elettrico a batteria non può avvenire dall'oggi al domani. Sarà una transizione che si compirà nell'arco di molti anni. Credo che l'ottimizzazione della tecnologia attuale sia importante tanto quanto la capacità di fornire nuove tecnologie per i veicoli elettrici a batteria".