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Mobilità MAGGIO 2022 AUTOMAZIONE OGGI 438 | 101 dell’1% nell’efficienza con cui l’energia viene convertita: una riduzione di quasi 4,2 milioni di kWh di elettricità, di quasi 5 milioni di litri di gasolio e di 2,4 kton di emissioni di CO₂e. Uno dei modi principali per ottenere questo tipo di aumento di efficienza, almeno su scala macro, è attraverso l’elettrificazione delle fer- rovie. Secondo un piano del 2020 per la de- carbonizzazione della trazione ferroviaria nel Regno Unito, Network Rail, organizzazione che gestisce l’infrastruttura in UK, ha affermato che dei 15.400 km di tratte non ancora elettri- ficate, ben 11.700 km dovrebbero esserlo. Per la parte rimanente, 900 km dovrebbero essere serviti da treni a idrogeno e 400 km da treni a batteria. La tecnologia giusta per i restanti 2.400 km di linea deve ancora essere decisa, ma il rapporto suggerisce ulteriori 1.340 km di elettrificazione, 400 km a idrogeno e 400 km a batteria. La scelta tecnologica per i restanti 260 km deve ancora essere finalizzata. Se questo piano verrà attuato, fino al 96% dei chilometri delle linee passeggeri sarà servito con trazione elettrica e il 4% con unità a idro- geno e a batteria. Per il trasporto merci, circa il 90% dei chilometri sarà alimentato elettrica- mente, mentre il resto utilizzerà gasolio o altre forme di trazione. Colmare il divario con le batterie La completa elettrificazione delle reti ferro- viarie del Regno Unito richiederà decenni, du- rante i quali gli operatori ferroviari dovranno lavorare con reti parzialmente elettrificate. Un modo per farlo sarà utilizzare treni alimentati a batteria o potenziati a batteria, un’idea che ha già attirato l’attenzione sia delle start-up sia di produttori più affermati. Nello specifico, la start-up Vivarail, con sede a Southam, nel Warwickshire, ha sviluppato un treno alimentato a batteria da utilizzare su linee metropolitane, pendolari e regionali. È potenziato da una delle tecnologie previste da Vivarail, con le quali l’azienda afferma di poter realizzare nuovi treni alimentati a batte- ria, convertire i treni diesel esistenti, o aggiun- gere batterie ai treni elettrici per estenderne la portata. Vivarail ha attualmente in servizio vari treni a batteria e ibridi. Una delle varianti vanta un’autonomia di 60 miglia (96,5 km) ricorrendo ai soli accumulatori. Vivarail ha anche realizzato un sistema di ricarica, costitu- ito da un grande banco di batterie, mantenute dalla rete o da energia verde, e un sistema di collegamento scarpa-rotaia posto sotto il treno. La società afferma che questo permette di ricaricare le batterie di bordo in 10 minuti. D’altra parte, Hitachi Rail sta sviluppando treni elettrici in grado di assorbire energia dai cavi aerei. Ciò vale sia per la trazione sia per la rica- rica delle batterie. Queste ultime verrebbero utilizzate in esclusiva in aree in cui non è possi- bile o conveniente installare un’infrastruttura elettrica aerea. La società prevede inoltre di utilizzare le batterie per sostituire alcune delle unità di propulsione diesel sui suoi treni in- tercity attuali o futuri. Oltre a garantire al pas- seggero un ambiente più silenzioso e pulito, questi sistemi ridurrebbero i costi del carbu- rante fino al 30% e consentirebbero ai convo- gli di entrare nelle stazioni non elettrificate. Hitachi ABB Power Grids sostiene l’iniziativa di Hitachi Rail fornendo sottostazioni di ricarica modulari e containerizzate che possono es- sere distribuite lungo le rotte più frequentate per fornire una ricarica regolare. La società sta già utilizzando un approccio simile per gli e-bus. Per esempio quelli in servizio sulla tratta tra l’aeroporto di Ginevra e la periferia. Qui, l’a- zienda ha installato stazioni di ricarica ‘flash’ in 13 delle 50 fermate sul percorso. Quando un e-bus arriva a una fermata di ricarica, si collega a un gantry sopraelevato ed effettua una ca- rica di 20 s a 600 kW. CAF Power & Automation ha sviluppato e installato un sistema simile a Siviglia, in Spagna. Il sistema viene utilizzato per la ricarica rapida tramite un pantografo sopraelevato cui si collega il tram mentre è fermo al capolinea. Nei sistemi ferroviari, un si- stema simile potrebbe attingere energia dalla rete nazionale, convertirla a 25 kV ed erogarla su un breve tratto di cavi aerei, attraverso i quali il treno può ottenere una carica flash ad alta potenza per alcuni secondi. La sfida della conversione Come per molte soluzioni di mobilità elettrica, l’efficienza con cui l’energia viene convertita tra i moduli nei treni elettrici sarà fondamen- tale per ridurre il loro impatto sul pianeta. Se si considera che l’energia per una ferrovia elet- trica può essere distribuita da una centrale a 400 kV, e contemporaneamente i passeggeri si aspettano di poter caricare i propri telefoni da una porta USB a bordo da 5 V, la conversione tra i due livelli di tensione implica un elevato potenziale di perdite. Questo aspetto non ri- guarda solo le ferrovie elettriche. Secondo l’Office of Rail and Road del Regno Unito, nel periodo 2019-2020 i treni passeggeri hanno consumato 4.186 milioni di kWh di elettricità, +5,3% rispetto al periodo 2018-2019