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Che cos'è un autobus elettrico?

Uno fa rumore ed emette sostanze inquinanti nell'aria mentre si muove rumorosamente lungo le strade urbane; l'altro sfreccia silenzioso, senza emettere nulla nell'aria e lasciando in generale i passeggeri (e le persone che incrocia) tranquilli e divertiti: quest'ultimo - un autobus elettrico a emissioni zero - rappresenta il futuro della mobilità pubblica urbana. Perché? A cominciare dall'esperienza dell'utente, che è fondamentale per incoraggiare un numero sempre maggiore di persone ad adottare il trasporto pubblico nell'ambito degli sforzi per creare città più sostenibili. Oltre all'esperienza utente, l'autobus a zero emissioni offre molti altri vantaggi rispetto ai suoi cugini alimentati a combustibili fossili, tra cui:

  • maggiore efficienza energetica;
  • minori spese operative - rispetto agli autobus diesel, gli autobus elettrici costano circa il 50% in meno per il funzionamento, soprattutto grazie ai minori costi legati alla loro alimentazione;
  • minori spese di manutenzione, pari a quasi la metà del costo degli autobus con motore endotermico, in quanto gli autobus elettrici hanno un numero inferiore di componenti;
  • facilità di ricarica della batteria, grazie alla ricarica tramite presa elettrica;
  • la frenata rigenerativa, che consente di convertire il calore generato dalla frenata in elettricità per ricaricare le batterie.

 

Grazie alla loro capacità di ridurre le emissioni di gas serra che alterano il clima, mantenendo al contempo i livelli di rumore al minimo, gli autobus elettrici migliorano le condizioni di vita degli abitanti delle città. Per questo motivo, non sorprende che siano sempre più utilizzati non solo per il trasporto pubblico urbano, ma anche come alternativa agli autobus scolastici e alle navette a benzina.

Quali sono i benefici e i vantaggi degli autobus elettrici?

Le amministrazioni comunali e le aziende del trasporto pubblico che investono nella creazione di una flotta di autobus elettrici ottengono importanti vantaggi economici, ambientali e gestionali.
  • Vantaggi ambientali di un autobus elettrico: i gas di scarico degli autobus diesel sono un pericolo per la salute nelle grandi città e sono estremamente sgradevoli da respirare. Gli autobus elettrici hanno emissioni di scarico pari a zero. I sistemi intelligenti di trasporto per città intelligenti sono un passo cruciale per avere aria più pulita, mettere in atto la decarbonizzazione e combattere il cambiamento climatico.
  • Benefici per la comunità e la società: un sistema di trasporto pubblico efficiente e sostenibile preserva i cittadini e ne salvaguarda la salute, poiché l'inquinamento atmosferico può aumentare significativamente il rischio di mortalità nella popolazione. Inoltre un trasporto pubblico sostenibile rende una città molto più vivibile, riducendo l'inquinamento acustico creato dagli autobus diesel rumorosi e ingombranti. In una prospettiva più ampia, gli autobus elettrici rappresentano un invito rivolto a chi gestisce le città a ripensare le esigenze infrastrutturali della propria comunità. Gli autobus elettrici scivolano silenziosamente attraverso i viali urbani, mantenendo livelli di rumore più bassi sia all'interno che all'esterno, e per questo sono una saggia scelta di trasporto per le strade e i quartieri più densamente popolati. 
 Electric Public Transportation

Trasporti pubblici elettrici

Mobilità a zero emissioni per città sostenibili

I passeggeri si godono un viaggio confortevole grazie alla presenza delle sospensioni e l'esperienza positiva a bordo sembra tradursi in un maggiore rispetto civile per i veicoli. Alcuni studi hanno dimostrato una maggiore disponibilità a rispettare le regole civiche e la comunità grazie all'introduzione degli autobus elettrici, dimostrando come l’introduzione dei bus elettrici nelle città si accompagna a una riduzione del mancato acquisto dei biglietti sui mezzi pubblici e anche dei graffiti.

  • Vantaggi economici: i costi iniziali per passare a una flotta di autobus elettrici possono essere elevati per via della spesa necessaria per costruire l’infrastruttura per la ricarica dei mezzi. Ma questo investimento è compensato da risparmi fino al 70% in altri settori: gli autobus elettrici hanno costi dei consumi inferiori, hanno meno componenti, richiedono meno manutenzione e hanno un ciclo di vita più lungo. Possono essere più costosi all'inizio, ma sono molto più convenienti nel medio e lungo termine. Per agevolarne il finanziamento, Enel X offre eBus as-a-Service, una soluzione integrata chiavi in mano in cui Enel X copre l'investimento iniziale e si assume il rischio operativo. Inoltre, le pubbliche amministrazioni e le istituzioni pubbliche beneficiano indirettamente del risparmio sui costi della sanità pubblica.
  • Ottimizzazione del consumo energetico: i costi energetici possono diminuire ancora di più con i nuovi depositi di autobus elettrici, in grado di ridurre il consumo di elettricità del 40% grazie alla ricarica intelligente.

Per un autobus elettrico, i vantaggi non si limitano a città più pulite e minori costi operativi. Esistono anche rilevanti differenze di prestazioni tra i bus elettrici e quelli diesel.

Un e-Bus offre prestazioni migliori in termini di manovrabilità, manutenzione e consumi. In particolare, i costi di manutenzione dei bus elettrici sono circa la metà e i costi di gestione solo il 35% rispetto a quelli dei veicoli diesel.

Secondo uno studio condotto dall'Università Bocconi e da Enel in diverse città italiane nel 2021, un autobus diesel di 8 metri costa 0,21 euro al km di manutenzione, mentre un autobus elettrico delle stesse dimensioni costa 0,12 euro al km.
video sul progetto

Come funziona un autobus elettrico?

Gli autobus elettrici funzionano proprio come le auto elettriche. Un autobus elettrico si collega alla rete elettrica per ricaricarsi e immagazzina l'elettricità nelle batterie (spesso posizionate sul tetto). Le batterie alimentano un motore elettrico. E poiché un motore elettrico ha meno componenti di un motore a combustione interna, richiede meno manutenzione.

 

Quando le batterie sono esaurite, l'autobus viene ricaricato presso le stazioni di ricarica (il che richiede in media 4 ore con un caricatore da 150 kW). Dato che gli autobus effettuano percorsi regolari, programmare gli orari di ricarica delle batterie è un esercizio di pianificazione piuttosto semplice. A seconda delle dimensioni del mezzo e di altri fattori, come le condizioni del traffico e del manto stradale, lo stile di guida, le condizioni meteo, il fattore di carico (e altro ancora) un bus elettrico può percorrere in media 250 km con una sola carica di batteria durante il primo anno di servizio.

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Come si ricaricano gli autobus elettrici?

Non c'è nessuna magia nel ricaricare un autobus elettrico. In effetti, la ricarica degli autobus elettrici funziona come quella delle automobili e di altre tecnologie di consumo, come i telefoni: si collega a una presa di corrente e si ricarica. Gli e-bus per il trasporto pubblico hanno stazioni di ricarica autobus elettrico dedicate - spesso presso i depositi - attraverso le quali posssono accedere a una serie di caricatori (per la ricarica in deposito o nelle ore notturne); in altri casi, gli autobus vengono ricaricati ad alta potenza presso i terminali o in alcune fermate lungo il percorso (opportunity charging). Ad esempio, un tipico caricatore da 150 KWh può ricaricare completamente un autobus elettrico in circa quattro ore. Dato che una batteria autobus elettrico è di grandi dimensioni, gli autobus possono impiegare più tempo per ricaricarsi completamente rispetto alle auto, per cui i loro orari sono spesso progettati per consentire loro di ricaricarsi presso i depositi degli autobus durante la notte. Gli autobus che hanno un carico di lavoro maggiore - percorsi più lunghi o maggiore frequenza - possono utilizzare sistemi di ricarica rapida situati presso i depositi e i centri di transito, che consentono di ricaricarli completamente in un paio d'ore. Esistono altre soluzioni di ricarica:
La seconda vita delle batterie

La seconda vita delle batterie

Una seconda opportunità di creare valore sostenibile e rendere possibile un consumo energetico più efficiente.

  • Pantografi: alcuni autobus elettrici sono dotati di pantografi, bracci che si estendono verso il cielo e si collegano alle linee elettriche aeree. Gli autobus dotati di pantografi possono ricaricarsi in movimento, collegando i loro pantografi alle linee elettriche aeree che seguono il percorso dell'autobus;
  • Ricarica senza fili: gli autobus che si ricaricano senza fili sono dotati di una tecnologia di ricarica induttiva, molto simile a quella disponibile in prodotti di consumo come (ancora una volta) telefoni cellulari, utensili elettrici, dispositivi medici e persino spazzolini da denti elettrici. Invece di collegare l'autobus a una presa di corrente, l'autobus si parcheggia su uno speciale cuscinetto che utilizza i campi magnetici per creare corrente elettrica che può caricare l'autobus senza che vi sia una connessione diretta tra il caricatore e l'autobus.
In ogni caso, è fondamentale che gli autobus elettrici abbiano accesso ad alimentazioni regolarmente disponibili e affidabili. Inoltre, un'adeguata pianificazione dei percorsi e il posizionamento delle infrastrutture contribuiscono a garantire che gli autobus elettrici non rimangano mai senza energia quando sono in servizio.

Quale distanza può percorrere un autobus elettrico con una sola carica?

Gli autobus elettrici non hanno bisogno di un'enorme autonomia di guida, perché programmare gli orari di ricarica e assicurarsi che abbiano l'energia necessaria per coprire i loro percorsi è abbastanza semplice. Detto questo, molti fattori determinano l'autonomia che un autobus elettrico completamente carico può raggiungere, tra cui:
  • Clima: le temperature più calde permettono di avere intervalli più lunghi, in parte perché il riscaldamento in inverno richiede più energia;
  • Fattore di carico: più persone trasporta un e-bus, più è pesante, più energia utilizza per coprire i percorsi programmati;
  • Dimensioni della batteria: l'equivalente del serbatoio di un'auto a benzina; in questo caso, più grande è il "serbatoio", più lunga è l'autonomia;
  • Topografia del percorso: percorsi più pianeggianti rispetto a quelli collinari (che possono essere meno critici se l'autobus è dotato di capacità di frenata rigenerativa);
  • Le condizioni stradali in generale;
  • Stile di guida dell'autista dell'autobus: un "piede più leggero" si traduce in distanze maggiori tra le cariche.
Qual è l'autonomia bus elettrico completamente carico? In media, gli attuali autobus elettrici per la mobilità urbana hanno un'autonomia compresa tra 200 e 300 km. Altri tipi di autobus elettrici possono essere dotati di pacchi batteria più grandi, che consentono di raggiungere un'autonomia maggiore tra una carica e l'altra. Naturalmente, con il miglioramento della tecnologia delle batterie nel corso degli anni, l'autonomia degli autobus elettrici, come quella di altre forme di trasporto elettrico, aumenterà, rendendoli ancora più efficienti.

Come ottimizzare la ricarica degli autobus elettrici?

L'elettrificazione del trasporto pubblico attraverso la flotta autobus richiede un’ampia gamma di competenze e la creazione di una nuova rete di stazioni di ricarica elettrica per i veicoli. 
La ricarica di un autobus elettrico varia in base al tipo di caricatore e alla capacità del veicolo di assorbire la carica. Con un caricatore da 150 kW, per esempio, occorrono in media 4 ore per caricare una batteria da 450 kW. Una flotta di bus elettrici viene caricata rispettando la potenza disponibile nelle stazioni di ricarica. Inoltre, se un autobus richiede meno energia, la potenza rimanente viene assegnata ad altri autobus. Grazie a un software di gestione della ricarica e ad algoritmi di ricarica intelligenti come quelli sviluppati da Enel X, un'azienda di trasporto pubblico può programmare le sessioni di ricarica in base alle reali esigenze di ricarica della propria flotta, in modo da caricare ogni veicolo al livello desiderato e al momento giusto. A tal fine, l'integrazione dei blocchi programmati dei veicoli - effettuata manualmente o in modo automatizzato (ad esempio con l'integrazione della suite di programmazione) - aiuterà la pianificazione delle sessioni di ricarica, rendendola più efficiente.

Inoltre, i servizi di ricarica intelligente consentono di:

  • Bilanciare il carico tra più stazioni di ricarica senza superare uno specifico limite di potenza (Load Optimization);
  • Identificare e impostare diverse logiche di priorità per la ricarica degli autobus (Charge Prioritization). Ad esempio, le priorità possono essere definite in base all'ordine di arrivo (logica First In First Out, il primo autobus elettrico ad arrivare è quello che si carica per primo), all'orario di partenza previsto o alla disponibilità della stazione o del veicolo;
  • Programmare le sessioni di ricarica tenendo conto sia delle esigenze di ricarica dei veicoli sia delle tariffe elettriche (Tariff Optimization).
Cosa succede a queste enormi batterie quando, dopo 7-8 anni, raggiungono la fine del ciclo di vita utile? Una volta raggiunta la fine del ciclo di vita utile, le batterie possono essere riutilizzate e diventare delle cosiddette "batterie di seconda vita". Questo può avvenire in due modi. Una prima opzione è la riqualificazione, per cui vari pacchi batteria vengono selezionati e ricondizionati in base al loro stato residuo, alla capacità e così via. La seconda opzione praticabile è il rinnovo: in questo caso, i pacchi batteria vengono smontati e le singole celle ricondizionate e rimpacchettate in nuovi moduli.

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