—
approfondimento tecnologico

Elettrificare i veicoli privati, il trasporto pubblico e i porti

La domanda di veicoli elettrici di ogni genere è in piena espansione. Questa tendenza è spinta dal desiderio di contrastare la qualità critica dell'aria urbana, mitigare il rumore, migliorare la qualità della vita e, soprattutto, diminuire il cambiamento climatico globale.

La domanda di veicoli elettrici di ogni genere è in piena espansione. Questa tendenza è spinta dal desiderio di contrastare la qualità critica dell'aria urbana, mitigare il rumore, migliorare la qualità della vita e, soprattutto, diminuire il cambiamento climatico globale.

Il settore più visibile in cui questa tendenza sta prendendo forma è il trasporto privato. Per esempio, secondo l'Electric Vehicle Outlook 2020 di BloombergNEF [1,2] le vendite annuali di veicoli elettrici privati raggiungeranno 26 milioni entro il 2030, mentre gli autobus elettrici domineranno completamente il loro settore entro la fine del 2020.

Le automobili e gli autobus (anche i camion), però, non sono gli unici tipi di veicoli che stanno guidando la transizione verso l'energia elettrica. I veicoli elettrici sono anche molto adatti per applicazioni come quelle soddisfatte dai veicoli a guida automatica (AGV).

Gli AGV hanno una serie di vantaggi: non c'è bisogno di un autista, permettendo al personale di essere riassegnato a compiti più produttivi; le prestazioni e i costi sono prevedibili; i veicoli funzionano 24 ore su 24, 7 giorni su 7; e la sicurezza generale è migliorata nell'ambiente di automazione in cui operano.

Con così tanti tipi di veicoli elettrici che entrano nel mercato, c'è la corsa a costruire stazioni di ricarica - ed è qui che entra in gioco ABB. ABB ha anni di esperienza nello sviluppo, nell'installazione, nella messa in servizio e nella manutenzione delle infrastrutture di ricarica. Infatti, l'azienda è ora il partner scelto dai più grandi costruttori di veicoli elettrici del mondo e dagli operatori di reti di ricarica per veicoli elettrici a livello nazionale.

Questa competenza è alla base della decisione di importanti aziende ed enti pubblici di scegliere ABB come partner per l'implementazione del trasporto pubblico, del veicolo privato e della ricarica AGV - i soggetti dei tre esempi seguenti.

Riferimenti
[1] Bloomberg NEF, Prospettiva dei veicoli elettrici 2020.
Disponibile all'indirizzo: https://about.bnef.com/electric-vehicle-outlook/#toc-download [Accesso 11 novembre 2020]

[2] Energypost.eu, "I veicoli elettrici rappresenteranno un terzo del mercato nel 2040, l'e-bus dominerà la fine del 2020" 28 maggio 2018.
Disponibile all'indirizzo: https://energypost.eu/evs-to-make-up-third-of-market-in-2040-e-buses-to-dominate-end-2020s [Accesso 11 novembre 2020]

—
Con così tanti tipi di veicoli elettrici che entrano nel mercato, c'è la corsa a costruire stazioni di ricarica – ed è qui che entra in gioco ABB.

—
Milano: biglietto per un futuro più pulito

La metropoli industriale del Nord Italia ha una tabella di marcia per un futuro verde. La città di oltre tre milioni di abitanti prevede di convertire tutti i suoi 1.200 autobus diesel con dei nuovi autobus completamente elettrici entro il 2030.

Entro il 2030, l'intera gamma di servizi di trasporto pubblico di Milano, compresi i tram e le metropolitane, sarà al 100% elettrica. Il servizio di trasporto pubblico della città (Azienda Trasporti Milanesi o ATM), che gestisce 158 linee di autobus che coprono 1.550 km, stima che, una volta completamente implementata, la conversione dei suoi autobus ridurrà la sua domanda di carburante diesel di 30 milioni di litri all'anno e ridurrà le emissioni di CO₂ di 75.000 tonnellate all'anno.Inoltre, ATM ha stabilito che tutta l'energia generata per i suoi sistemi elettrici deve essere garantita da fonti rinnovabili certificate e deve quindi avere un'impronta a emissioni zero. Previsto per un costo di oltre 1,5 miliardi di euro, il piano per sostituire gli autobus diesel con quelli elettrici - e installare un'infrastruttura di ricarica associata - è il risultato di un impegno preso dalla città al vertice sul clima di Parigi.

—
Entro il 2030, l'intera gamma di servizi di trasporto pubblico di Milano, compresi i tram e le metropolitane, sarà al 100% elettrica.

I piani iniziali prevedono che tre dei cinque depositi di autobus della città siano convertiti in hub di ricarica elettrica per gli autobus e per le grandi flotte di veicoli di servizio. Inoltre, saranno costruiti quattro nuovi depositi. Uno degli hub è stato anche equipaggiato con stazioni di ricarica Terra 124 da 120 kW di ABB (Immagine 1), così come stazioni di trasformazione modulari ABB e colonnine di ricarica plug-in, che saranno tutte gestite da algoritmi progettati per ottimizzare il processo di ricarica riducendo al minimo la domanda di energia. Una volta implementato un sistema di parcheggio automatizzato e ottimizzato per gli autobus in arrivo e in partenza, si risparmierà anche una quantità sostanziale di energia.

1 – I nuovi autobus completamente elettrici di Milano possono essere ricaricati durante la notte in 5 ore presso le stazioni di ricarica ABB. La città stima di far entrare in servizio 1.200 di questi autobus entro il 2030.

Entro la fine del 2021, la città prevede di mettere in funzione 167 autobus completamente elettrici e 8 stazioni di capolinea dotate di pantografi da 200 kW, ciascuno in grado di fornire 35 kWh in otto-dieci minuti - una potenza più che sufficiente per garantire un tranquillo viaggio di ritorno al deposito, indipendentemente dalle esigenze di riscaldamento e raffreddamento.

Gli stessi autobus saranno alimentati da batterie al nichel-manganese-cobalto (NMC) da 240 kWh in grado di completare un percorso di 180 km a zero emissioni nelle condizioni più stressanti. Gli autobus saranno completamente ricaricati in cinque ore ogni notte nei loro rispettivi depositi.

—
McKinsey & Company ha collocato Milano tra le prime dieci città al mondo per la qualità dei suoi sistemi di mobilità.

In un rapporto [3] intitolato "Elementi di successo: Sistemi di trasporto urbano di 24 città globali", McKinsey & Company ha collocato Milano tra le prime dieci città al mondo per la qualità dei suoi sistemi di mobilità. Il rapporto ha analizzato la mobilità secondo la disponibilità, l'accessibilità, l'efficienza, la convenienza e la sostenibilità prima, durante e dopo i viaggi, insieme alle opinioni dei clienti.

Riferimenti
[3] McKinsey & Company, "Elementi disuccesso: sistemi di trasporto urbano di 24 città globali".
Disponibile all’indirizzo: https://www.mckinsey.com/~/media/McKinsey/Business%20Functions/Sustainability/Our%20Insights/Elements%20of%20success%20Urban%20transportation%20systems%20of%2024%20global%20cities/Urban-transportation-systems_e-versions.ashx [Accesso 16 aprile 2021]

—
Ricarica rapida per veicoli elettrici ovunque e in qualsiasi momento

Il Giappone vuole modernizzare la sua infrastruttura di veicoli elettrici e accelerare il suo passaggio verso la mobilità sostenibile. Più specificamente, intende aumentare la quota di veicoli elettrici e ibridi plug-in sulle sue strade tra il 20 e il 30% entro il 2030, da appena l'1% nel 2018 [4].

Per raggiungere questo obiettivo, e-Mobility Power Co., Inc, (eMP), una joint venture tra Tokyo Electric Power Company Holdings (TEPCO) e Chubu Electric Power, due delle maggiori società di servizi del Giappone, ha scelto le nuove stazioni di ricarica per veicoli elettrici Terra 184 di ABB. Le stazioni di ricarica compatte ad alta potenza saranno installate nei punti vendita al dettaglio lungo la strada e in altri luoghi pubblici in tutto il paese per offrire agli utenti opzioni di ricarica rapida e conveniente in qualsiasi momento e ovunque. Alla fine del 2020 eMP ha iniziato a sostituire le stazioni di ricarica obsolete con più di 250 unità Terra 184.

Con la capacità di caricare fino a due veicoli elettrici simultaneamente, Terra 184 fa parte della linea di prodotti ABB di stazioni di ricarica rapide a corrente continua. Progettate per produrre 180 kW di potenza di carica per una presa o fornire simultaneamente 90 kW per due prese separate, le stazioni di ricarica sono in grado di gestire i futuri modelli di veicoli elettrici dotati di sistemi di batterie ad alta tensione e possono fornire una ricarica rapida di oltre 96 chilometri di autonomia in meno di 8 minuti di carica.

Le stazioni di ricarica Terra 184 sono basate sullo standard di ricarica CHAdeMO, il cui sviluppo è stato guidato da TEPCO, il principale azionista di eMP. Le stazioni di ricarica sono monitorate attraverso il protocollo OCPP (Open Charge Point Protocol), lo standard internazionale di comunicazione del settore della mobilità elettrica, che permette loro di essere controllate e manutenute a distanza.

Grazie alla sua conformità a questi standard, Terra 184 può essere collegata tramite ABB Ability™ - l'offerta digitale unificata e trasversale di ABB che si estende dal dispositivo all'edge fino al cloud - per un controllo centralizzato e un servizio globale rapido per gli aggiornamenti del software e la manutenzione - attributi che sono vitali per la rapida diffusione delle infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici. Questo permette agli operatori della rete di ricarica per veicoli elettrici di rilevare approfondimenti e statistiche sull'uso dell'energia a livello di stazioni di ricarica, sito e rete [5].

2 – Le stazioni di ricarica Terra 184 offrono caratteristiche personalizzabili come sistemi di gestione dei cavi, schermi e terminali di pagamento con carta di credito.

Con caratteristiche altamente personalizzabili come sistemi di gestione dei cavi, schermi e terminali di pagamento con carta di credito, Terra 184 offre la massima comodità di ricarica per una vasta gamma di utenti di veicoli elettrici (Immagine 2). Offrendo una soluzione di ricarica sicura, intelligente e sostenibile che supporta la Mission to Zero di ABB Electrification, una visione per una realtà a zero emissioni per tutti, Terra 184 è disponibile direttamente da ABB in Europa e in Nord America.

Riferimenti
[4] ABB, "Sistemi di ricarica Terra 184 per supportare la modernizzazione dell'infrastruttura di ricarica per veicoli elettrici in Giappone"
Disponibile all’indirizzo: https://new.abb.com/news/detail/66110/abbs-terra-184-chargers-to-support-modernization-of-japans-ev-charging-infrastructure [Accesso 24 novembre 2020]

[5] ABB, "Stazioni di ricarica ABB per potenziare la modernizzazione della ricarica dei veicoli elettrici in Giappone"
Disponibile all’indirizzo: https://eepower.com/news/abb-chargers-to-boost-modernization-of-japans-ev-charging [Accesso 24 novembre 2020]

—
Un'infrastruttura di ricarica per il terminal container automatizzato di Singapore

Due delle principali tendenze che guidano tutte le forme di mobilità sono l'introduzione dei veicoli elettrici e la crescita dell’utilizzo di veicoli a guida autonoma.A Singapore, queste tendenze sono destinate a convergere nel porto di Tuas che entro il 2040 sarà caratterizzato dal più grande terminal container completamente automatizzato del mondo. Con una capacità di movimentazione annuale di 65 milioni di TEUs (twenty-foot equivalent units, unità equivalenti a venti piedi), il terminal sarà una pietra miliare nello sviluppo di Singapore [6].

Destinato a entrare in servizio preliminare alla fine del 2021, il terminal (Immagine 3) introdurrà gradualmente una flotta di 162 veicoli a guida autonoma (AGV) nell'arco di due anni per gestire la distribuzione di container pesanti. Questi veicoli saranno elettrificati e alimentati dall'infrastruttura di ricarica DC del porto, fornita da ABB. Inoltre, ABB ha lavorato a stretto contatto con la divisione Land Systems della ST Engineering per assicurarsi un contratto con PSA Singapore, l'operatore del porto, per consegnare e mettere in funzione delle stazioni di ricarica intelligenti integrate per la flotta AGV della struttura.

3 – Porto di Tuas, Singapore: progetto di terminal container automatizzato.
I 162 AGV del terminal saranno elettrificati e alimentati da un'infrastruttura di ricarica ABB.

Il contratto include diciotto stazioni di ricarica rapida intelligenti con tolleranza ai guasti incorporata e caratteristiche di autodiagnostica. Ogni stazione sarà integrata in una "eHouse" su uno skid prefabbricato, equipaggiato con interruttori a media e bassa tensione, un trasformatore e sistemi di ricarica ad alta potenza da 450 kW con le relative apparecchiature di controllo e monitoraggio [7]. Questa configurazione combina la ricarica dei veicoli elettrici con la sua infrastruttura elettrica di supporto in una soluzione completa di mobilità elettrica (Immagine 4).

Anche se ABB offre un portafoglio di opzioni di connessione a pantografo per veicoli commerciali pesanti, a Tuas, tali soluzioni sarebbero ostacolate dalla presenza di un container su un AGV. Di conseguenza saranno utilizzati dei connettori di tipo pin ad accesso laterale appositamente progettati e personalizzati da Stäubli. Il Combined Charging System (CCS), un protocollo di ricarica aperto e universale basato su standard internazionali, assicurerà la comunicazione tra ogni veicolo elettrico e l'infrastruttura di ricarica.

4 – Porto di Tuas, Singapore: progetto di terminal container automatizzato.
Each charging station will be integrated into an “eHouse” with supporting electrical infrastructure in a complete e‑mobility solution.

I sistemi di gestione della flotta di PSA monitoreranno centralmente lo stato delle stazioni di ricarica del porto e i livelli di batteria degli AGV e programmeranno gli AGV per la ricarica di conseguenza. Una volta che un AGV arriva alla sua stazione di ricarica designata, segnalerà che è pronto per iniziare la sua sessione di ricarica.

Una svolta per ABB, quello del porto di Singapore segna il primo progetto in cui le proprie stazioni di ricarica saranno utilizzate per alimentare una flotta di veicoli autonomi per operazioni commerciali.

Riferimenti
[6] ABB, "Infrastruttura di ricarica intelligente per i veicoli a guida autonoma del porto di Singapore"
Disponibile all’indirizzo: https://new.abb.com/news/detail/63868/smart-charging-infrastructure-for-singapore-ports-automated-guided-vehicles [Accesso 24 novembre 2020]

[7] ABB, "Elettrificazione ABB per i veicoli autonomi del nuovo porto di Singapore"
Disponibile all’indirizzo: https://new.abb.com/news/detail/35893/abb-to-electrify-autonomous-vehicles-for-new-port-in-singapore [Accesso 24 novembre 2020]