Volta Via studia l’elettrificazione dei cantieri stradali
Il progetto di ricerca Volta Via ha analizzato come è possibile elettrificare i cantieri stradali e quale infrastruttura energetica ne è necessaria. Un risultato: per fino all’86 percento delle classi di macchinari esaminate sono già disponibili modelli elettrificati.
Per fasi di costruzione intensive è stato calcolato un fabbisogno di ricarica di 378 kW.
Foto: Volta Via
Il progetto è stato realizzato da Zeppelin Rental in collaborazione con il dipartimento Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) della RWTH Aachen tra agosto 2024 e metà 2026. Hanno partecipato, tra gli altri, l’Autobahn GmbH, la Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), l’austriaca ASFINAG e l’elvetica Bundesamt für Straßen ASTRA.
Sono state analizzate, tra le altre cose, la ristrutturazione completa nonché i lavori di riparazione dei rivestimenti in asfalto e calcestruzzo delle strade. Per gli anni 2027, 2040 e 2050 i partner del progetto hanno elaborato scenari di riferimento per le esigenze di macchinari, l’approvvigionamento energetico e le infrastrutture di ricarica. Secondo il rapporto finale, tali scenari devono essere adattati in base ai metodi di costruzione, alle configurazioni dei macchinari, ai tempi di realizzazione e alle condizioni locali.
L’approvvigionamento energetico diventa il punto critico
Secondo il rapporto, più importante della quantità totale di energia è la disponibilità locale della potenza necessaria. Per la fase di costruzione più intensa dello scenario di riferimento analizzato, si riscontra un fabbisogno di potenza di ricarica pari a 378 kW. Tra i fattori da considerare figurano le connessioni alla rete, gli orari di ricarica disponibili, le batterie di accumulo, la gestione dei carichi e eventuali processi di ricarica simultanea.
È chiaro che non tutti i veicoli devono necessariamente ricaricarsi direttamente sul cantiere. Secondo lo studio, i camion ribaltabili autorizzati alla circolazione stradale, i semirimorchi, i mezzi per il trasporto di materiali e altri veicoli simili potrebbero utilizzare anche depositi, siti produttivi e logistici o punti di ricarica pubblici per camion.
Per i macchinari utilizzati nei cantieri sono invece necessarie soluzioni di alimentazione diverse. Nei grandi progetti pluriennali può essere opportuno un collegamento a media tensione specifico per il progetto. Per cantieri di durata più breve o che si spostano nel tempo, il rapporto prevede sistemi di alimentazione temporanei e mobili. Anche i macchinari cablati possono essere utili per applicazioni stazionarie; in questo modo è possibile evitare, in parte, l’uso di grandi batterie all’interno della macchina, purché sia disponibile un collegamento elettrico sufficientemente potente.
Strabag ha dimostrato come possa apparire un approccio del genere in pratica nell’estate del 2026 a Oberhausen. Durante la ristrutturazione di un impianto per il trattamento del terreno, sono state utilizzate undici macchine da cantiere completamente elettriche, tra cui un escavatore da 25 tonnellate, un carrello elevatore, una gru automotrice e un macchinario per lavori stradali. Un sistema di accumulo batterico mobile da 153 kWh è stato impiegato per alimentare le macchine e ridurre i picchi di carico. Tuttavia, il cantiere non è stato interamente elettrificato: per applicazioni che non possono essere alimentate elettricamente e per i trasporti logistici, Strabag ha utilizzato in aggiunta HVO100.
I costi operativi potrebbero diminuire
Volta Via ha inoltre preso in considerazione i costi operativi dei diversi scenari. Supponendo che le macchine elettrificate disponibili vengano utilizzate in modo costante, i costi correnti entro il 2027 potrebbero ridursi di poco più della metà rispetto all’approccio tradizionale. Entro il 2050, in questo modello, scenderanno fino a circa un ottavo del livello attuale.
Tuttavia, il calcolo non tiene conto dei costi di acquisto delle macchine. Inoltre, si presuppone un prezzo dell’elettricità industriale costante a livello del 2025. Secondo il rapporto, la convenienza economica delle macchine edili elettriche dipende, tra le altre cose, dall’occupazione, dalle ore di funzionamento, dai prezzi dell’energia, dai costi infrastrutturali, dal valore residuo e dalle possibili ripercussioni sulla produttività e sui tempi di costruzione.
Anche per le emissioni si tratta di potenziali modellati. Nelle condizioni limite ottimali ipotizzate, Volta Via stima per il 2027 una riduzione di circa l’80 percento delle emissioni di gas serra rispetto al caso di riferimento convenzionale. Entro il 2050 questo potenziale di riduzione sale a circa il 97 percento. I valori reali dipendono, tra l’altro, dall’origine dell’elettricità, dalla disponibilità delle macchine e dalle specifiche condizioni di ciascuna cantiere.
Un altro focus del progetto è stato l’assegnazione dei lavori pubblici di costruzione. A tale scopo è stato sviluppato un indice di elettrificazione che tiene conto della tecnologia di propulsione, del numero delle macchine e del loro ruolo nel processo costruttivo. In questo modo si mira a evitare che numerosi piccoli dispositivi elettrici migliorino in modo sproporzionato i risultati, mentre le fasi centrali del processo vengono comunque eseguite in modo convenzionale.
L’indice è pensato inizialmente come criterio di preferenza e non di esclusione. In questo modo, i concorrenti che non dispongono di un parco macchine interamente elettrificato non dovrebbero essere esclusi in modo generale, mentre i sistemi di macchinari e forniture a minor impatto ambientale otterrebbero un vantaggio nella valutazione. Con una maggiore disponibilità sul mercato, in futuro l’indice potrebbe essere valorizzato di più o dotato di valori minimi obbligatori.
Volta Via è stato finanziato nell’ambito della collaborazione D-A-CH per la ricerca sulle infrastrutture stradali 2024. I soggetti responsabili sono il Ministero federale dei Trasporti della Germania, il Ministero federale per l’Innovazione, la Mobilità e le Infrastrutture dell’Austria e l’Ufficio federale delle strade della Svizzera.