Scenari per un sistema dei trasporti 100% a fonti rinnovabili: lunghe distanze, navi e aerei

Dopo aver indicato, nella prima parte dell’articolo, pubblicata ieri, alcune trasformazioni per un traffico urbano e su brevi percorrenze al 100% rinnovabile (vedi QualEnergia.it), lo studio curato da dall’Istituto di Scienze Marine (ICM) e dal Consiglio Spagnolo della ricerca scientifica, dal titolo “Transportation in a 100% renewable energy system” (allegato in basso), affronta anche le problematiche del trasporto  per spostamenti più ampi.

Per quanto riguarda le lunghe distanze terrestri, si ritiene che dovrebbero essere percorse dai treni anziché dai camion (per le merci) e dalle auto (per i passeggeri). Il treno infatti può trasportare per MWh consumato un numero di persone otto volte maggiore di un’auto.

Si spiega nello studio che sistemi come quelli ferroviari (a catena) sono in fase di test per il trasporto via camion sulle autostrade. In caso di mezzi elettrici, se sarà disponibile una rete di alimentazione per camion, bus o automobili (con il sistema a catena o alimentati da terra), le batterie a bordo serviranno solo per i cambi di corsia e per l’ultimo miglio verso la destinazione finale.

Ciò ridurrebbe la dimensione delle batterie, considerando anche che potrebbero essere ricaricate durante la marcia sulle strade principali dove sarà disponibile l’alimentazione esterna.

Ci sono poi le tecnologie in fase di prototipazione o commercializzazione: pullman elettrici, che attendono solo un minimo di infrastrutture di ricarica sulle autostrade; camion elettrici, fino a 26 t con batterie al litio e un’autonomia di 200 km; Rapid Urban Flexible e Tracked Electric Vehicle, due differenti sistemi a catena in cui le automobili, guidate manualmente nelle strade ordinarie, possono entrare in unpercorso obbligato dove vengono collegate per formare treni alimentati dalla rete elettrica: tra una città e l’altra ci si potrà rilassare per riprendere in seguito il controllo dell’auto per l’ultimo miglio.

Quest’ultimo sistema richiederà però autostrade elettrificate e interconnesse a livello internazionale. Si parla pertanto di importanti interventi infrastrutturali con un ruolo della politica molto rilevante.

Strategie organizzative

In linea generale sono tre le principali strategie organizzative suggerite per traguardare un sistema di trasporto rinnovabile sostenibile, anche in vista dell’incremento demografico mondiale.

Primo: ridurre i viaggi. Questo cambiamento sarà possibile grazie alle soluzioni dell’ICT e sarà un’opportunità per migliorare le tecnologie delle videoconferenze e del telelavoro.

Secondo: disincentivare l’uso dei mezzi privati con l’aumento delle tariffe autostradali e il costo dei parcheggi. I proventi, impiegati in adeguamenti infrastrutturali, dimostreranno che la nuova mobilità è più efficiente.

Terzo: informare le persone sulle molteplici implicazioni positive derivanti da una mobilità intelligente. Questo tipo di comunicazione potrebbe portare subito alla riduzione del 10-15% di veicoli leggeri e in prospettiva alla riduzione delle emissioni, laddove sia stato implementato un efficiente sistema di trasporto pubblico.

Il trasporto marittimo

Biocarburanti, gas naturale e idrogeno sono proposti nello studio come combustibili per il trasporto marittimo, ma non senza controindicazioni. I biocarburanti, tra le altre cose, confliggono con l’uso del terreno a fini alimentari e l’idrogeno richiede importanti infrastrutture per la sua produzione e stoccaggio.

Entro trent’anni il biogas ottenuto dalla fermentazione dei reflui zootecnici e urbanipotrebbe alimentare i motori diesel marini con una sostanziale neutralità climatica, ma dovrà essere prodotto in maniera sostenibile sempre nell’ottica di una economia 100% rinnovabile. Un trasporto a biogas nel settore aereo e marittimo richiederebbe minori cambiamenti e darebbe meno problemi di sicurezza rispetto all’idrogeno.

Anche i sistemi di propulsione ausiliari a vela sono interessanti per integrare parte del combustibile usato in navigazione: la tecnologia SkySails è in grado di sostituire fino a 7 MW di potenza propulsiva del motore principale di una nave, con performance superiori a quelle delle normali vele, perché sfrutta la forza del vento ad elevate altitudini.

Nel breve e medio termine, alcuni studi propongono approcci ibridi per ottimizzare i sistemi energetici sulle navi. Ad esempio, anche per una tipica petroliera, il sistema ottimale su una nave consisterebbe in un impianto fotovoltaico da 300 kW, 2000 kW di generatori diesel, 10 batterie e 200 kW di convertitori di potenza, in grado di ridurre il consumo di carburante di oltre 2 milioni di litri in 25 anni.

Il trasporto aereo

Dopo il 2035 la domanda di trasporto aereo potrebbe determinare un aumento della flotta dai circa 26.100 velivoli attuali a oltre 63mila.

In un’economia post-carbonio è probabile tuttavia assistere a una riduzione dei viaggi intercontinentali, che potrebbe anche essere rapida a causa di un possibile declino economico o perché non emerge un adeguato sostituto per l’alimentazione con prodotti petroliferi.

Inoltre, il futuro costo energetico del settore aeronautico, di dimensioni comparabili a quello del 2005, sarebbe 2,1 volte più alto di quello attuale, il che probabilmente determinerà un aumento del costo dei viaggi e una conseguente riduzione del numero di passeggeri-km trasportati per via aerea e una riduzione della flotta attuale tra il 35 e il 50%.

Il maggior costo può essere considerato anche in relazione all’utilità relativamente bassa di questa modalità di trasporto: lo 0,7% del trasporto merci mondiale (da confrontare con l’81,5% via mare, il 9% via rotaia e l’8,8% su strada) e il 10,6% del trasporto mondiale di passeggeri (da confrontare con l’82,7% su strada, il 6,3% in treno e lo 0,3% via nave).

Osservando le tendenze tecnologiche per il prossimo decennio, esiste la possibilità di sistemi di velivoli ad energia solare, che si aggiungerebbero ai piccoli aeroplani attuali, appropriati per il trasporto di piccole merci e un basso numero di passeggeri. Tuttavia, va detto che gli attuali aerei a reazione non hanno sostituti elettrici alla luce delle attuali tecnologie.

L’unica alternativa rinnovabile adatta sarebbe, come detto, avere aerei alimentati da biocarburanti, idrogeno liquido o metano liquido.

I biocarburanti potrebbero essere utilizzati direttamente nei motori aeronautici esistenti con piccole modifiche, evitando così la costruzione di nuove infrastrutture aeroportuali per lo stoccaggio del combustibile.

Lo studio ipotizza, tuttavia, che a causa della scarsa efficienza energetica di tali soluzioni, lo scenario più probabile di lungo termine sarà quello che vedrà la realizzazione di nuove infrastrutture aeroportuali per immagazzinare e utilizzare il metano come combustibile per i futuri velivoli.

Prima parte dell’articolo sui trasporti nelle città e per le brevi distanze

Rispondi

Effettua il login con uno di questi metodi per inviare il tuo commento:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

w

Connessione a %s...