Author: Rinnovabili.it
Anticipando il futuro, Hitachi Rail sta lavorando a soluzioni capaci di rimpiazzare il diesel nei treni per le tratte non elettrificate
Fonte: Hitachi Rail
In Europa il 40% delle linee ferroviarie non sono elettrificate. In alcune tratte si arriva al 60%. Se è vero che il settore è quello meno impattante sul clima tra le diverse modalità di trasporto, è altrettanto vero che dovrà crescere nel prossimo futuro. Le esigenze di decarbonizzazione nell’Unione Europea impongono infatti di trasformare la mobilità e favorire le soluzioni più sostenibili. Tra queste, il trasporto su rotaia si candida a tirare la volata. Anticipando il futuro, Hitachi Rail sta lavorando proprio all’implementazione di soluzioni capaci di risolvere un problema chiave: l’utilizzo della propulsione diesel nei treni per le tratte non elettrificate. Per superare lo scoglio, Marco Sacchi, Senior Director Global Platforms & Innovation di Hitachi Rail, lavora alla progettazione di treni ibridi a batteria. Sacchi ha sviluppato diversi prodotti dell’azienda multinazionale negli ultimi anni: dal Frecciarossa 1000 ai treni a doppio piano, all’alta velocità inglese fino ai più moderni treni a batteria. Oggi si occupa di sviluppare le piattaforme globali, le tecnologie verdi, l’ecodesign e l’innovazione digitale dei prodotti per la mobilità ferroviaria che verranno realizzati nei prossimi anni da Hitachi Rail. L’abbiamo incontrato per conoscere le principali innovazioni del settore e gli scenari che un uso crescente delle batterie al litio nel trasporto ferroviario apre per il paese e il pianeta.
Vista l’esigenza di decarbonizzazione dei trasporti europei, Hitachi Rail ha da subito investito in treni a batteria. Ci racconta perché?
Il tema della decarbonizzazione è assolutamente centrale in questo momento. Se guardiamo alla realtà europea, il 40% delle linee ferroviarie sono operate da treni diesel. Tra i paesi di riferimento per Hitachi – Italia, Germania o Inghilterra – quest’ultimo è addirittura al 60%. Per centrare gli obiettivi al 2030 e al 2050, in passato si pensava di elettrificare le tratte mancanti. Una vera alternativa, però, viene dai treni a batteria. In Giappone questa tecnologia è arrivata in anticipo. Il nostro primo prototipo di treno a idrogeno, che sostituiva un mezzo diesel, è di vent’anni fa. Poi sono arrivati i treni a batteria, con la prima flotta entrata in servizio nel 2016. Oggi in Giappone abbiamo tre flotte operative.
Fonte: Hitachi Rail
In quali paesi europei state lavorando a questa tecnologia e con quali prodotti?
In Italia, dal dicembre 2022 è arrivato quello che noi chiamiamo Masaccio, un nuovo treno a batteria realizzato per Trenitalia con il nome Blues. Anche lui è un primo al mondo, perché è tri-modale. Noi lo chiamiamo “tribrido”, perché può viaggiare in modalità elettrica laddove è disponibile l’alimentazione da catenaria, in modalità ibrida diesel-batteria, oppure solo a batteria. Quest’ultima possibilità viene preferita per l’ingresso nei centri abitati, in modo da ridurre le emissioni e il rumore. Al momento abbiamo già 98 treni operativi in molte regioni italiane su un contratto quadro che ne prevede 135. Il Masaccio ha anche ottenuto lo scorso anno una Social Product Declaration, che mostra i dati sulle prestazioni di sostenibilità sociale di un prodotto o servizio in una prospettiva del ciclo di vita. Si è trattato della prima certificazione del suo genere rilasciata al mondo. Siamo orgogliosi di averla ottenuta perché siamo stati dei pionieri in questo campo e lavoriamo molto per monitorare l’impatto dei nostri prodotti e servizi. L’innovazione è sostenibile solo se sa valutare pienamente i suoi impatti sociali e ambientali.
Se dovesse fare una previsione, quale spazio avranno nel futuro della mobilità su rotaia i treni a batteria? Potrebbero diventare la tecnologia prevalente o faranno da tecnologia complementare?
Secondo Hitachi, la batteria è la risposta alla decarbonizzazione nel breve e medio periodo. Molte linee ferroviarie europee devono fare i conti con il passaggio in gallerie piccole e difficili da elettrificare con la classica alimentazione da catenaria. Occorre quindi una diversa soluzione. Noi la stiamo mettendo in pratica in Italia, ma anche in Inghilterra, dove entro due mesi usciremo con un prototipo per i treni Intercity che attualmente sono bimodali, cioè solo diesel ed elettrici. Andremo a rimuovere uno dei motori diesel sostituendolo con una batteria, in un’operazione simile a quella italiana. Ci saranno quindi tratte gestite unicamente a batteria e la possibilità – lungo la linea – di trazione ibrida e ridurre i consumi. In generale, la batteria si sposa bene con questa elettrificazione a macchia di leopardo che abbiamo in Europa. Nelle tratte elettrificate è possibile ricaricare gli accumulatori, per poi utilizzarli in quelle dove altrimenti sarebbe subentrato il diesel. Oggi un treno a batteria può percorrere fino a 100 km, quindi coprire porzioni limitate della linea non elettrificate è possibile anche con capacità ridotta delle batterie stesse.
Abbiamo già dei risultati positivi in relazione ai consumi e alle emissioni?
Queste modalità di utilizzo ibrido hanno già ridotto i consumi di carburante di quasi il 50%. Se guardiamo alcune linee specifiche su cui operano questi treni, ad esempio la Firenze-Siena, vediamo che da Firenze a Empoli è disponibile l’alimentazione da catenaria, da Empoli a Siena no. Oggi i treni partono da Firenze direttamente in modalità diesel, anche dove sarebbe disponibile il tratto elettrificato. I nuovi Masaccio, che possono percorrere quella tratta in modalità elettrica, sono in grado di ridurre la CO2 equivalente per passeggero al chilometro dell’83%. Un altro vantaggio è quello del risparmio di costi che i treni a batteria garantiscono rispetto ad interventi di elettrificazione di tratti attualmente privi di linee aeree di contatto.
Fonte: Hitachi Rail
Per quanto riguarda le batterie, che caratteristiche ha un accumulatore destinato a muovere non un’auto, ma un convoglio?
Le batterie che oggi installiamo sui treni Intercity inglesi sono batterie da circa 1MWh, un’auto elettrica arriva massimo a 150 KWh. Siamo nell’ordine di 8-10 Tesla, diciamo. Sono dimensioni importanti, ma se pensiamo al numero di persone che trasporta un rotabile ferroviario vediamo le cose in prospettiva. Un’auto muove da una a quattro persone, un vagone da 70 a 100. Il fattore di scala è tale che un veicolo ferroviario, in termini di consumi energetici o di emissioni per chilometro, generalmente è nel range di un sesto o un decimo rispetto a un’automobile. Si tratta comunque di tecnologie complesse da integrare in un rotabile ferroviario, in termini di pesi e spazi. Poi c’è l’aspetto della sicurezza: ogni nuova tecnologia introdotta su ferrovia richiede analisi di safety case. Le nostre batterie vengono da produttori che hanno introdotto sul mercato milioni di celle senza mai avere un incidente.
Da dove vengono le batterie che si utilizzano nei treni Hitachi Rail?
La gran parte delle batterie sono fatte in Cina. Quelle che però utilizziamo noi in Italia sono prodotte in Giappone da Toshiba, mentre quelle utilizzate in Inghilterra sono prodotte lì da un’azienda cino-giapponese. Si tratta però di tecnologie che si stanno diffondendo. Anche se i volumi cinesi sono comunque elevatissimi, spinti dall’automotive, ci sono comunque forti investimenti da parte dell’Unione Europea.
Su quali tecnologie vi state concentrando per il futuro dell’accumulo di energia nel settore della mobilità?
Noi di fatto siamo già alla quarta generazione di batterie, sia per quanto riguarda i nostri prodotti che per quel che concerne le attività di ricerca e sviluppo. Siamo in attesa della quinta generazione, quella delle batterie allo stato solido, che saranno disponibili nel 2027. Si tratta di accumulatori molto promettenti in termini di densità di energia e prestazioni.
E per quanto riguarda i treni a batteria, a parte Italia e Inghilterra, avete in programma investimenti in altri mercati?
Sicuramente quello tedesco. Qui ci aspettiamo che il 60% delle prossime gare sarà per treni a batteria. Ci saranno poi altri programmi in Europa per sostituire in diversi paesi i vecchi treni diesel. Già oggi, le gare per i treni diesel non si fanno più per le tratte non elettrificate. E questo sarà un trend che vedrà i treni a batteria affermarsi sempre più nel prossimo futuro.
L’Europa fa da traino per questa tecnologia o ci sono altri paesi in corsa?
L’Europa è uno dei paesi dove la sensibilità ambientale e per soluzioni a basso impatto è più sviluppata. Dal punto di vista tecnologico il Giappone rimane però uno dei paesi più avanzati al mondo. Qui i treni a batteria si diffonderanno sempre più e già si pensa a come utilizzarli come backup nel caso di blackout sull’infrastruttura o eventi imprevisti come un terremoto. Gli Stati Uniti, dal canto loro, si stanno affacciando a questa tecnologia con interesse, perché anche lì sussistono larghe flotte di treni diesel. La Cina invece beneficia dello sviluppo recente dell’infrastruttura ferroviaria, elettrificando decine di migliaia di km di rete negli ultimi anni. Per questo motivo, ha meno bisogno di colmare i gap con le batterie.