In arrivo nuovi treni autonomi a batteria elettrica per il vostro diesel

Una startup del Missouri sta spingendo il limite dei treni elettrici con una flotta di automotrici a batteria a funzionamento autonomo.

I treni elettrici sono comuni nei sistemi ferroviari per pendolari, ma non hanno ancora avuto un impatto sul trasporto merci. La situazione sta iniziando a cambiare. L'ultimo sviluppo sul fronte dell'elettrificazione ferroviaria coinvolge l'azienda Intramotev di St. Louis, Missouri, che mira a eliminare il diesel dal panorama delle locomotive con una flotta di vagoni autonomi a batteria.

Un passo avanti verso i treni elettrici

La maggior parte dei treni merci negli Stati Uniti è già a metà strada verso l'elettrificazione. Utilizzano un motore elettrico che funziona con un generatore diesel. Le locomotive diesel-elettriche sono apparse per la prima volta negli anni '20 e si sono presto affermate come una tecnologia che consente di risparmiare lavoro e ridurre i costi rispetto ai treni a vapore.

A differenza degli equipaggi multipli necessari per ogni locomotiva a vapore, i treni diesel-elettrici possono essere equipaggiati da una sola locomotiva accoppiata a un'altra o a più locomotive.

I treni diesel-elettrici sono un miglioramento rispetto ai loro antenati a vapore, ma c'è sempre spazio per ulteriori miglioramenti. Uno studio del 2021 pubblicato sulla rivista Nature Energy descrive lo stato attuale delle cose.

"Quasi tutte le locomotive statunitensi sono azionate da motori diesel-elettrici, che emettono 35 milioni di tonnellate di CO2 e producono un inquinamento atmosferico che causa circa 1.000 morti premature all'anno, con un costo annuo di circa 6,5 miliardi di dollari di danni alla salute", sottolineano gli autori.

La soluzione dell'elettrificazione

Fino agli ultimi anni, il costo relativamente elevato e la scarsità di energia rinnovabile hanno frenato la visione di treni elettrici senza diesel. Ora il copione si è ribaltato.

"Il miglioramento della tecnologia delle batterie e l'accesso all'elettricità rinnovabile a basso costo aprono la possibilità di una ferrovia elettrica a batteria", spiegano gli autori di Nature Energy. Secondo le loro scoperte, un vagone standard potrebbe essere convertito in un vagone tender elettrico caricato con batterie per raggiungere un'autonomia completamente elettrica di 241 chilometri.

"Con i prezzi delle batterie di oggi, i treni elettrici a batteria possono raggiungere la parità con i treni diesel-elettrici", hanno osservato gli autori, pur con alcune importanti precisazioni. La parità di costo dovrebbe anche tener conto dell'accesso alle infrastrutture di ricarica rapida e dei prezzi all'ingrosso dell'elettricità, e il campo di gioco dovrebbe essere livellato per tenere conto dei costi ambientali dei treni diesel-elettrici.

Nonostante queste riserve, l'elettrificazione potrebbe vincere la gara dei profitti prima del tempo. "Tenendo conto della riduzione degli inquinanti atmosferici e delle emissioni di CO2, il passaggio alla propulsione elettrica a batteria farebbe risparmiare al settore ferroviario merci statunitense 94 miliardi di dollari in 20 anni", concludono gli autori.

L'autonomia porta alla parità per i treni elettrici

Lo studio di Nature Energy si è concentrato sulle soluzioni attuali, quindi non si è concentrato sulle automotrici. Tuttavia, la tecnologia autonoma sta iniziando a emergere su scala dimostrativa. Potrebbe potenzialmente far pendere l'ago della bilancia dei costi verso l'elettrificazione completa e gli operatori del settore ferroviario stanno iniziando a prestare attenzione (si veda l'approfondimento di CleanTechnica sui treni elettrici qui).

All'inizio di questa settimana, Intramotev è entrata nel radar di CleanTechnica con il suo modello TugVolt per il retrofit di automotrici elettriche esistenti con kit di batterie. Le automotrici possono operare in modo indipendente negli scali merci e in altre fermate per le operazioni di carico del "primo miglio", collegarsi ai treni per viaggiare su lunghe distanze e sganciarsi per raggiungere la destinazione dell'"ultimo miglio".

Il fattore di disaccoppiamento aggiunge un nuovo livello di efficienza. Non è più necessario che i vagoni ferroviari si radunino in grandi scali merci centralizzati. Potrebbero viaggiare più vicini alle loro destinazioni senza dover ricorrere ai camion per l'ultimo tratto del viaggio.

Intramotev sembra sfruttare appieno i vantaggi dei componenti aggiuntivi dell'elettrificazione. Le automotrici TugVolt fanno parte di una suite integrata di sistemi che comprende anche la tecnologia di frenatura rigenerativa ReVolt dell'azienda, diventata un must per i treni elettrici. Sistemi di sicurezza automatizzati per cancelli, portelloni e altre attrezzature completano il pacchetto.

Due passi avanti verso i treni elettrici

Intramotev ha avuto un buon inizio nel 2021, quando il fondo di venture capital Idealab X ha contribuito a lanciare l'azienda nella fase successiva.

"L'apporto di capitale accelererà lo sviluppo del veicolo commerciale dimostrativo di Intramotev e del software proprietario per l'autonomia ferroviaria. La tecnologia promette di sconvolgere la ferrovia tradizionale e le applicazioni nel settore minerario, nei porti e nella movimentazione intermodale delle merci", ha dichiarato Intramotev in un comunicato stampa. L'azienda ha anche fatto notare che ogni giorno negli Stati Uniti centinaia di migliaia di vagoni ferroviari restano fermi in attesa di una locomotiva che li porti da qualche parte.

"Noi immaginiamo un futuro in cui le merci possano muoversi da sole senza aspettare una locomotiva, rendendo il sistema più efficiente e rispettoso dell'ambiente", ha dichiarato Tim Luchini, Ph.D., CEO dell'azienda.

La scorsa settimana, Intramotev ha ricevuto un'altra spinta nella giusta direzione, con una sovvenzione di 200.000 dollari dall'Ufficio del Michigan per la mobilità futura e l'elettrificazione. I fondi serviranno a inviare una mini-flotta di tre automotrici TugVolt in una miniera del Michigan alla fine di quest'anno.

Il sito minerario rientra nei piani a breve termine di Intramotev per l'impiego delle automotrici TugVolt in casi d'uso autonomi, tra cui porti, impianti di lavorazione e operazioni plant-to-plant, oltre all'attività mineraria.

Lo Stato rosso lancia treni elettrici ammazza-diesel a livello nazionale

La visione di treni merci elettrici a lunga percorrenza dovrà aspettare un po', anche se forse sarà un po' poco. In una dichiarazione alla stampa, Luchini ha sottolineato che il modello "captive route" è solo un passo avanti.

"... intendiamo applicare il modello di pacchettizzazione di Internet alla logistica del trasporto merci, inizialmente su brevi tratte vincolate, eliminando la distanza effettiva e poi espandendoci rapidamente all'intera rete di 140.000 miglia di binari statunitensi esistenti senza infrastrutture aggiuntive", ha spiegato. "Prevediamo un futuro in cui le merci possano muoversi da sole senza aspettare una locomotiva, rendendo il sistema più efficiente e rispettoso dell'ambiente"

Nello stesso comunicato stampa, Intramotev ha anche sottolineato che aspira ad aiutare gli altri attori del settore ferroviario a raggiungere l'obiettivo "net zero" del 2050 previsto dalla Federal Railroad Administration's Climate Challenge.

Il Climate Challenge è un esercizio volontario di definizione degli obiettivi e prevede tre tipi di compensazione delle emissioni di carbonio che consentono alle parti interessate di continuare a utilizzare i combustibili fossili: l'acquisto di crediti di carbonio, la produzione di energia rinnovabile in loco e il sequestro del carbonio (piantando alberi, ad esempio).

Non sembra un obiettivo troppo ambizioso in termini di decarbonizzazione rapida, ma la FRA sembra prevedere che le nuove tecnologie faranno passare in secondo piano la necessità di compensazioni.

"Il raggiungimento di questo obiettivo [net zero] contribuirà agli obiettivi chiave della FRA di costruire un sistema di trasporto sicuro, efficiente e moderno che espanderà le opportunità economiche, creerà comunità più pulite e aiuterà a prevenire i peggiori effetti del cambiamento climatico", afferma la FRA. "Contemporaneamente, la sfida promuoverà la leadership globale del Paese nell'innovazione e nella protezione del clima"

Interessante! CleanTechnica ha preso nota di quasi due dozzine di Stati USA in cui i funzionari pubblici hanno lavorato a favore degli stakeholder dell'energia fossile, inveendo contro gli investimenti ESG (ambientali, sociali, di governance). Nel frattempo, le imprese dei loro stessi Stati si stanno attrezzando per produrre nuove tecnologie pulite che decarbonizzeranno l'intera economia statunitense, tra cui lo stoccaggio di energia in grandi quantità e l'idrogeno verde (si veda l'approfondimento qui).

Sembra che il Missouri possa aggiungersi alla lista. Il 3 aprile, il procuratore generale Andrew Baily ha riferito che si sta unendo ad altri 20 procuratori generali per mettere in guardia un gruppo di 50 gestori patrimoniali contro "gli investimenti ambientali, sociali e di governance (ESG) effettuati con i soldi guadagnati duramente dagli americani"

"Il mio ufficio sta avvertendo queste società che faremo tutto ciò che è in nostro potere per salvaguardare gli investimenti dei cittadini del Missouri dalla corruzione a favore di un'agenda sociale radicale", ha dichiarato Baily.

Sembra che Baily non abbia ricevuto il promemoria sui treni elettrici radicali che uccidono il diesel, sviluppati da una startup con sede a St. Louis, proprio nel suo giardino. Tuttavia, se tutto va secondo i piani, lo Stato natale di Baily sarà il fulcro di una rete di elettrificazione ferroviaria che si estende da costa a costa.