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Sulla via verso un futuro senza emissioni

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L’umanità deve ridurre le emissioni di CO₂, anche nella mobilità. Sei esempi di come la tecnologia di ZF riesce a ridurre le emissioni.
Martin Westerhoff, aprile 10, 2018
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Martin Westerhoff ha studiato giornalismo tecnologico e da allora scrive su veicoli e tecnologie. È appassionato di motorismo e macchine da corsa.
Il problema sembra irrisolvibile: benché l’economia e lo standard di vita stiano migliorando in molti Paesi, è necessario mettere un freno ai cambiamenti climatici. Il consumo di energia a livello globale aumenterà del 28% tra il 2015 e il 2040, con il settore dei trasporti che avrà bisogno del 30% in più di energia. Come dimostra l’ultimo studio “International Energy Outlook 2017”, le emissioni di CO₂ aumenteranno dello 0,8% all’anno. Stando a questo studio, i combustibili fossili continueranno a coprire il 77% della domanda fino al 2040. Dieter Helm, celebre economista britannico e professore di politica energetica, è più ottimista. Secondo lui il progresso tecnologico renderà superflui i combustibili fossili prima che le riserve di petrolio, gas e carbone si esauriscano. Helm vede nell’elettricità la fonte di energia del futuro e nell’elettrificazione del trasporto una rivoluzione.

Varie fonti energetiche nel mix

Tuttavia, gli esperti non sono concordi sulla questione se in futuro ci sarà un'elettromobilità al 100%. Il dott. David Bothe è un sostenitore della tesi secondo cui per molti Paesi la conversione di tutti i macchinari e terminali esistenti quali motori a combustione interna e corpi scaldanti in utenze elettriche non rappresenterebbe un’opzione praticabile da un punto di vista economico. L’esperto di energia dello Studio di consulenza Frontier Economics ha calcolato che entro il 2050 la Germania potrebbe diventare un Paese neutro in termini di CO₂ puntando a un mix di fonti energetiche e che quest’obiettivo, rispetto all’elettrificazione completa, consentirebbe un risparmio di 300 miliardi di euro. In questo scenario, l’elettricità verde sarebbe utilizzata indirettamente: parte di essa produrrebbe idrogeno, che a sua volta verrebbe utilizzato assieme a CO₂ per creare combustibili sintetici. Ciò ha dei vantaggi e degli svantaggi: produrre idrogeno in questo modo comporta perdite energetiche pari a circa il 25%. Ogni fase aggiuntiva del processo riduce ulteriormente la quantità di energia che, dell’elettricità utilizzata, rimane da ultimo accumulata nel combustibile. Comunque vi sono importanti benefici tra cui il fatto che i combustibili sintetici possono essere utilizzati nei motori a combustione interna esistenti e tecnologicamente avanzati. Essi possono essere miscelati a benzina o diesel tradizionale, in alcuni casi senza modifiche tecniche. Inoltre, esiste già una rete di stazioni di servizio ben consolidata a livello mondiale.
Per essere preparati a tutti i possibili scenari futuri di mobilità, ZF sta adottando un approccio aperto alla tecnologia. L’azienda dà prova della sua esperienza, specie in soluzioni sistematiche.

Sei esempi di come la tecnologia di ZF riesce a ridurre le emissioni

1. Il concept variabile dell’asse mSTARS

1. Il concept variabile dell’asse mSTARS

A prescindere dal tipo di accumulatore di energia utilizzato, il concept dell’asse mSTARS e la sua trazione elettrica integrata possono trovare impiego in autovetture ibride, alimentate a cella a combustibile e a batteria. mSTARS è inoltre adatta all’uso con moduli di azionamento convenzionali.
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mSTARS integra motore elettrico, trasmissione, differenziale ed elettronica di potenza.

2. Ibridi plug-in come precursori

2. Ibridi plug-in come precursori

ZF persegue un approccio aperto alla tecnologia e si focalizza su trazioni alimentate a elettricità, moduli ibridi, trasmissioni ibride plug-in e sistemi di azionamento sono proposti per veicoli completamente elettrici. Gli ibridi plug-in, in particolare, hanno un potenziale enorme. Con una batteria piccola a confronto e costi altrettanto bassi, sono capaci di guidare elettricamente. Inoltre, ottengono ottime prestazioni anche in termini di CO₂ o ’euro per grammo di riduzione’. La trasmissione ibrida plug-in di ZF, costruita sul consolidato e fidato cambio automatico a doppia frizione 8HP, è già sul mercato. Si tratta di una combinazione di trasmissione e motore elettrico e − a titolo esemplificativo − sarà integrata nella nuova Porsche Panamera.
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La trasmissione ibrida plug-in altamente integrata di ZF permette anche una guida meramente elettrica

3. Maggiore efficienza per veicoli industriali

3. Maggiore efficienza per veicoli industriali

Una grande sfida lungo la via verso la neutralità in termini di CO₂ è rappresentata dai veicoli industriali. Per gli autobus urbani, ZF già offre l’assale a portale AVE 130 e la trasmissione centrale CeTrax quali alternative elettriche al motore diesel. Con un rendimento massimo fino a 300 kilowatt (408 CV), essi si presentano come rivali degni di nota. Il consumo di carburante e, quindi, le emissioni di anidride carbonica dei veicoli industriali dotati di motori a combustione interna possono essere efficacemente ridotti. Numerosi costruttori di veicoli industriali e autobus stanno già equipaggiando i propri veicoli prodotti in serie con la trasmissione altamente efficiente TraXon oppure optano per un’opzione ibrida con un motore elettrico da 100 kilowatt (136 CV), in grado anch’esso di ottenere risultati di tutto rispetto: nei veicoli industriali, esso riduce il consumo di benzina di circa il 5% nell’ambito di un normale ciclo di trasporto a lungo raggio.
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Qualunque sia l’applicazione, CeTrax è la soluzione di elettromobilità ideale per gli autobus urbani.

4. Il forte impatto dei componenti leggeri

4. Il forte impatto dei componenti leggeri

I componenti leggeri di ZF riducono anche le emissioni di CO₂, specie nei veicoli industriali. Innanzitutto, l’integrazione delle funzioni in una struttura classica dell’asse posteriore riduce il peso da circa 120 chilogrammi a 60 o 70 chilogrammi per i componenti interessati. Mediante costruzioni e materiali leggeri è possibile abbassare questo valore persino fino a 35 chilogrammi. Data la vita utile generalmente lunga dei veicoli industriali, tali misure si ammortizzano rapidamente. Il peso risparmiato torna utile anche per un carico utile maggiore. Ciò significa che ogni veicolo industriale può trasportare un maggior numero di merci, con conseguente riduzione del numero di camion sulle strade e, quindi, di emissioni.

5. Economie di scala attraverso concept modulari

5. Economie di scala attraverso concept modulari

"Stiamo tentando di utilizzare il maggior numero possibile di tecnologie di base" afferma Bert Hellwig, capo del System House E-Mobility di ZF. Un esempio è rappresentato dall’e.GO Mover autonomo, frutto della collaborazione tra ZF ed e.GO Mobile AG, una start-up con sede ad Aquisgrana. Il Gruppo ha originariamente sviluppato il software di controllo utilizzato nella sua trazione elettrica per i veicoli industriali. Ciò costituisce un esempio di come nell’ampia gamma di prodotti di ZF, attraverso concept modulari e componenti identici sia possibile ottenere effetti di scala. Ciò contribuisce a ridurre i costi delle trasmissioni elettriche, il che rappresenta un importante prerequisito quando l’obiettivo è combinare ecologia ed economia per far sì che i veicoli elettrici acquisiscano maggiori quote di mercato.

6. Mobilità connessa con Openmatics

6. Mobilità connessa con Openmatics

Il modo più ragionevole per ridurre le emissioni di CO₂ consiste nel rendere i percorsi più brevi ed efficienti possibile. La piattaforma telematica aperta Openmatics contribuisce al conseguimento di questo risultato. Su tale piattaforma è possibile installare tantissime applicazioni, che consentono all’utente di avere una panoramica della flotta di veicoli, di adattare i percorsi a livello centrale e di produrre analisi dei consumi e dei carichi. Utilizzando questi dati, i costruttori potranno ottimizzare il controllo della catena cinematica in base al peso del veicolo. In futuro, questo sistema consentirà di controllare la gestione della batteria delle trazioni elettriche tramite la loro capacità. Thomas Rösch, amministratore delegato di Openmatics, tiene d’occhio anche un fattore molto umano: “Un nostro cliente ha un risparmio del 4% di combustibile e di CO₂ soltanto per il fatto che i suoi autisti sanno che i dati dei veicoli verranno trasferiti. Ne consegue che essi guidano con maggiore disciplina e in modo più previdente”.
Una cosa è certa: quando si parla di compiti svolti dall’uomo, essi possono essere resi sostenibili sul piano ambientale solo se ciascuno monitora il proprio comportamento in maniera tale che venga prodotta la quantità minima possibile di emissioni di gas a effetto serra. Nel frattempo, ZF continuerà a lavorare alla tecnologia necessaria per conseguire questi obiettivi.

Tre idee intelligenti per ridurre le emissioni di CO₂

In breve, dal momento che l’economia è destinata a crescere e lo standard di vita ad aumentare in tutto il mondo, gli esperti prevedono che entro il 2040 la domanda di energia crescerà del 28%. Le emissioni di CO₂ devono essere ridotte per mettere un freno ai cambiamenti climatici. Tramite la sua tecnologia e i suoi prodotti, ZF contribuisce a conseguire l’obiettivo di zero emissioni nella mobilità. Nello specifico, l’elettrificazione della catena cinematica nelle autovetture e nei veicoli industriali, l’utilizzo di componenti leggeri e concept di mobilità connessa garantiscono un minor consumo di energia e, quindi, una minore emissione di gas a effetto serra.

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