Quando si parla di mezzi elettrici vengono in mente subito le auto EV, su cui intendono puntare i legislatori europei e statunitensi per rivoluzionare in ottica green l’intera mobilità dei due continenti. Ma in realtà tutti i comparti stanno affrontando la transizione energetica e tecnologica che porterà alla dismissione dell’ormai desueto motore endotermico.
UNA MOBILITÀ SEMPRE PIÙ ELETTRICA
L’ultimo report di IDTechEx, “Veicoli elettrici: Terra, mare e aria 2022-2042”, riassume i principali sviluppi nei settori non automobilistici, partendo dalla domanda globale di batterie di ciascun settore nel 2021 e sviluppando in relazione un modello ipotetico di sviluppo.
SGOMMANO LE DUE RUOTE, SOPRATTUTTO NEI PAESI EMERGENTI – 9GWh
Le vendite di due ruote elettriche sono state a lungo dominate dai circa 25-30 milioni di unità annue di motocicli con batterie al piombo a bassa potenza in Cina, ma si tratta di un mercato saturo. La crescita storica al di fuori della Cina è guidata dall’Europa e dall’India, mercati colpiti dalla pandemia nel 2020 ma che si sono ripresi nel 2021.
Dotate di batterie piccole, in genere inferiori a 4 kWh (rispetto agli oltre 50 kWh di un’auto elettrica a batteria), hanno un costo iniziale relativamente basso per i consumatori e per questo ben si adattano ai mercati emergenti, come ad esempio i 15 milioni di motociclette vendute annualmente in India. Complessivamente, la domanda di batterie agli ioni di litio per le due ruote elettriche nel 2021 è stata di 9 GWh e IDTechEx prevede una rapida crescita con il passaggio della Cina dalle batterie al piombo e l’accelerazione della crescita in altre parti del mondo.
CAMION E TIR FINALMENTE MENO INQUINANTI – 4,3GWh
Sul fronte opposto abbiamo i mezzi pesanti, camion e tir, storicamente identificati come i veicoli più inquinanti presenti sulle nostre strade. Tesla, Daimler, VW e Volvo stanno investendo molto nei camion elettrici a batteria. Tesla ha annunciato un camion elettrico a batteria di classe 8 per il trasporto a lungo raggio: il Ceo Elon Musk ha recentemente dichiarato che le prime consegne saranno effettuate alla Pepsi entro la fine del 2022. Sebbene il numero di camion da convertire all’elettrico sia di gran lunga inferiore a quello delle autovetture a livello globale, utilizzano batterie molto più grandi (diverse centinaia di kWh) e rappresentano 4,3 GWh all’anno nel 2021.
Arrembanti anche in questo comparto i marchi cinesi, dato il forte sostegno del governo di Pechino all’intero settore dei veicoli elettrici: secondo gli analisti è probabile che nei prossimi anni si assisterà alla diffusione più significativa di camion elettrici. “Con il progressivo abbandono dei veicoli diesel e a benzina da parte di un numero crescente di città e nazioni in tutto il mondo entro il 2030 e con la dimostrazione dei vantaggi in termini di costi e della capacità della tecnologia di garantire i cicli di lavoro giornalieri richiesti, è probabile che l’elettrificazione delle flotte di camion avvenga rapidamente”.
Ma c’è pure chi guarda ai carburanti alternativi. “Una piccola minoranza – Toyota, Hyundai e Nikola – ha scelto di concentrare i propri sforzi sui camion a celle a combustibile come propulsore del futuro. Nonostante i problemi legati all’efficienza e al costo dell’idrogeno come carburante, la tecnologia FCEV rimane in discussione come tecnologia per le applicazioni di autotrasporto a lungo raggio, dove è richiesta una maggiore autonomia, anche se la fattibilità di questa tecnologia dipende dalla produzione di idrogeno verde a basso costo”.
I BUS ELETTRICI SONO PARTITI IN ORARIO – 12GWh
A proposito di mezzi pesanti, corre anche lo sviluppo di bus elettrici. In Cina già in occasione delle Olimpiadi diverse città che ospitavano i Giochi hanno adottato esclusivamente gli autobus elettrici, determinando una rapida crescita del settore tra il 2012 e il 2016, ma ora molti di questi mercati sono saturi. Nel 2018, Pechino e Shanghai contavano 9.368 autobus elettrici puri che costituivano il 55% della flotta combinata, tutti inizialmente alimentati da un sussidio all’acquisto del 50%. La saturazione delle città in Cina ha causato un calo delle vendite di autobus elettrici a livello globale negli ultimi cinque anni, compensato solo leggermente dalla crescita delle città Tier 2 e 3 in Cina. Oggi le sovvenzioni sono state notevolmente ridotte.
La crescita futura a breve termine è guidata dall’Europa, sostengono gli analisti. Il mercato europeo degli autobus elettrici è molto frammentato e, negli ultimi anni, si è affidato ai produttori OEM cinesi, che nel 2021 rappresentavano ancora un quarto delle unità vendute. Una catena di fornitura locale sostenuta da OEM europei sarà fondamentale e guiderà lentamente la crescita a medio termine dei mercati globali degli autobus elettrici a partire da 12GWh.
FERMO IL SETTORE DELL’EDILIZIA – 1GWh
Restando sul fronte dei mezzi pesanti, nel settore delle costruzioni poco o nulla si muove, come evidenziato nel report: “Impegni più ampi nei confronti del cambiamento climatico stanno spingendo alcuni Paesi, come Norvegia e Olanda, o aziende, come Volvo, a fissare i propri obiettivi. Le preoccupazioni per la salute e la sicurezza, come l’impatto delle emissioni di particolato diesel sulla salute dei lavoratori edili e il rumore, potrebbero essere fattori altrettanto importanti. Tuttavia, gran parte dei primi sviluppi di veicoli elettrici per l’edilizia sono stati realizzati attraverso il retrofit, una fase di sviluppo necessaria ma non una strategia economicamente sostenibile a lungo termine. Gli OEM devono progettare veicoli elettrici di grandi dimensioni da zero e produrli in serie per realizzare risparmi in termini di economia di scala”.
I settori di mercato delle macchine edili più grandi da qui a vent’anni – si legge nel rapporto – sono i miniescavatori, gli escavatori e le pale, ma lo sviluppo dell’elettrificazione si concentra inizialmente sulle macchine compatte più piccole (miniescavatori/caricatori compatti). Queste macchine hanno ore di funzionamento relativamente brevi e un basso consumo energetico, il che spiega la domanda di batterie relativamente bassa oggi (~1GWh).
CHE SUCCEDE NEL COMPARTO NAUTICO? – <1GWh
Nel settore della nautica commerciale, spiegano gli analisti del report di IDTechEx, “Veicoli elettrici: Terra, mare e aria 2022-2042”, le batterie stanno iniziando a saturare i segmenti di mercato più avanzati, come i traghetti, e raggiungono i loro limiti in altri, come le imbarcazioni a corto e profondo raggio (che producono la maggior parte delle emissioni del settore). Sebbene la domanda di batterie sia destinata a crescere – l’aggiunta di una batteria a qualsiasi motopropulsore per la gestione del carico è generalmente vantaggiosa – non può essere l’unica soluzione nei settori marittimi.
Nel frattempo, viene evidenziato nel rapporto, l’attenzione politica si sta spostando dalle emissioni localizzate ai gas serra, con nuovi requisiti tecnici e operativi per le navi a partire dal 2023. Le prossime politiche dell’IMO prevedono un “Indice di Efficienza Energetica delle Navi Esistenti (EEXI)” e l’Indicatore di Intensità di Carbonio (CII). L’EEXI garantisce che una nave stia adottando misure tecniche, in termini di equipaggiamento e di adeguamento, per ridurre le emissioni di gas serra. Il CII è una misura delle emissioni di carbonio per quantità di carico trasportato per miglio e mira a ridurre le emissioni a livello operativo. Si prevede che le misure diventino obbligatorie a partire dal 2023 e che le prime classificazioni delle navi vengano effettuate nel 2024.
Le nuove normative, si legge sempre nel report di IDTechEx, “Veicoli elettrici: Terra, mare e aria 2022-2042”, stanno stimolando l’interesse per i carburanti elettronici, l’ammoniaca e l’idrogeno. In effetti, i progetti di celle a combustibile stanno prendendo piede, con consegne di sistemi fino a 3,2 MW e alcuni potenziali ordini di fornitori che raggiungono i 200 MW. Finora la maggior parte dei progetti ha riguardato navi da navigazione interna e alcune navi a corto raggio. La sfida più grande è la stessa che sta affliggendo l’adozione delle celle a combustibile nel mercato automobilistico: la creazione di infrastrutture a basso costo per l’idrogeno verde.
GLI eVTOL DECOLLERANNO DAVVERO? – <<1GWh
E poi c’è il comparto più avveniristico e, proprio per questo, anche quello meno facilmente pronosticabile, come ammettono gli stessi autori del rapporto: il futuro degli aerotaxi elettrici, o a decollo e atterraggio verticale elettrico (eVTOL), è forse il più incerto a causa delle elevate barriere normative e tecniche. Si tratta di un mercato a basso volume e alto valore in cui i velivoli si affideranno a tecnologie all’avanguardia e ad alto costo per raggiungere nuovi traguardi in termini di prestazioni e sicurezza. Ad esempio, IDTechEx prevede che le batterie al litio e allo stato solido, i motori a flusso assiale e i materiali in fibra di carbonio svolgeranno un ruolo importante nei mercati eVTOL.
Dall’esame di IDTechEx delle aziende eVTOL più promettenti, 21 hanno presentato informazioni temporali su quando intendono iniziare la produzione commerciale di eVTOL, piani che dipendono fortemente dalla certificazione di volo. Diverse aziende hanno dichiarato di aver iniziato da un paio d’anni quello che ritengono essere un processo di certificazione di cinque anni. Tuttavia, gli standard di certificazione non sono ancora pienamente in vigore e i significativi problemi tecnologici e di finanziamento creano incertezza. La maggior parte dei produttori di eVTOL punta al 2023 per l’inizio delle operazioni commerciali e il rapporto IDTechEx fornisce previsioni sulle vendite di unità e sulla domanda di batterie fino al 2042.
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