Elettrificazione del trasporto pubblico: Transizione verso le barche elettriche

Molti laghi locali in Italia svolgono un ruolo importante nelle reti di trasporto regionali. Tuttavia, le loro imbarcazioni con motori diesel contribuiscono all'inquinamento dell'aria e dell'acqua. La conversione di queste flotte alla propulsione elettrica potrebbe contribuire a mitigare l'impatto ambientale. Per consentire questa transizione, è necessaria però un'attenta pianificazione per determinare il numero, le specifiche e le esigenze di ricarica delle imbarcazioni elettriche necessarie.

I ricercatori di Eurac Research, che si concentrano sullo sviluppo di modelli matematici per supportare la transizione verso sistemi energetici più sostenibili, hanno recentemente pubblicato un nuovo studio incentrato sul lago d'Orta, in Piemonte, con l'obiettivo di facilitare la transizione verso un trasporto fluviale sostenibile, sostituendo la flotta a diesel con imbarcazioni elettriche.

I ricercatori hanno innanzitutto raccolto i dati tecnici sui modelli delle imbarcazioni elettriche disponibili, tra cui la capacità, l'autonomia delle batterie e il tempo di ricarica. Hanno poi sviluppato un modello di ottimizzazione per identificare la dimensione minima della flotta elettrica necessaria per sostituire completamente le attuali imbarcazioni diesel del Lago d'Orta. Il modello considera i percorsi del lago, gli orari delle imbarcazioni, i vincoli di ricarica e la domanda di trasporto.

"A differenza dei lavori precedenti, il nostro modello incorpora una simulazione dettagliata basata sul tempo. Seguiamo la posizione e la carica della batteria di ogni imbarcazione elettrica modellata nel tempo, mentre serve le rotte programmate. Ciò consente di valutare se l'imbarcazione ha un'autonomia e un tempo di ricarica adeguati a mantenere il servizio. In caso contrario, il modello aggiunge un'altra imbarcazione elettrica. Espandendo gradualmente la flotta modellata secondo le necessità, l'ottimizzazione identifica le imbarcazioni minime necessarie per la sostituzione completa delle imbarcazioni a diesel" spiega Matteo Giacomo Prina, autore principale dello studio. "L'applicazione del nostro modello al Lago d'Orta ha evidenziato l'importanza della potenza di ricarica. Con un'infrastruttura di ricarica veloce da 1000 kW, le 3 imbarcazioni diesel del lago potrebbero essere sostituite direttamente con 3 imbarcazioni elettriche senza modificare le rotte o gli orari. Ma la ricarica lenta da 100-200 kW richiede l'aggiunta di una quarta imbarcazione elettrica per coprire tutte le rotte. Questi risultati forniscono indicazioni preziose sugli investimenti infrastrutturali necessari per consentire l'elettrificazione del trasporto locale su acqua", afferma Prina.

La metodologia applicata al caso di studio del Lago d'Orta dimostra come l'ottimizzazione matematica possa guidare le comunità locali e i responsabili politici nella pianificazione di una transizione sostenibile delle imbarcazioni elettriche. Il modello fornisce uno strumento pratico per valutare i requisiti della flotta e le esigenze di ricarica per la decarbonizzazione delle vie navigabili interne. Come passo successivo, i ricercatori mirano a migliorare il modello con l'ottimizzazione dei costi per identificare configurazioni convenienti per rendere più ecologico il trasporto marittimo locale.

"La decarbonizzazione della navigazione è la prossima sfida che richiede un'attenta pianificazione e l'elettrificazione del settore della navigazione interna potrebbe essere un primo facile passo in questo percorso. Pertanto, vorremmo sostenere autorità regionali e le aziende di trasporto pubblico che scelgono questa transizione, con calcoli dettagliati su ciò che è necessario per realizzare la transizione nel modo più efficiente", spiega Alyona Zubaryeva, coautrice dello studio.

Questo studio è stato condotto nell'ambito del progetto di ricerca MOBSTER. Il ruolo di Eurac Research è stato quello di raccogliere dati di mercato sulle imbarcazioni disponibili, sviluppare il modello di ottimizzazione ed eseguirlo applicandolo al caso di studio del Lago d'Orta. VCO Trasporti S.r.l., partner del progetto, ha fornito le rotte e gli orari dei battelli per il caso di studio selezionato.

Link all'articolo completo