Per costruire un pianeta sostenibile, nessun leader può agire da solo.
In una recente presentazione alla conferenza Future of Electrification 2024, Luca Vezzadini, Application Engineer di ZIVAN, ha illustrato questo principio da una prospettiva inedita: la visione ingegneristica di sostenibilità.
Un futuro più ecologico e intelligente si trova all' intersezione tra innovazione e sostenibilità. Per prima cosa, però, è necessario affrontare alcune questioni. In che direzione stiamo andando con l'elettrificazione? Come ci arriveremo?
Queste domande sono di particolare interesse per i produttori OEM. Poiché l'elettrificazione viene adottata più lentamente in questi settori, i principi che stanno alla base della visione ingegneristica offrono una comprensione approfondita dei vantaggi tangibili dell'allineamento con le iniziative di sostenibilità.
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Tendenze globali nella visione ingegneristica
Ogni anno il ritmo del progresso tecnologico accelera e spinge i principali produttori OEM a seguire con attenzione le dinamiche di fondo che guidano i nuovi sviluppi.
Le recenti trasformazioni in settori come l'intelligenza artificiale e l'energia rinnovabile illustrano le forze potenti, ma spesso invisibili, che plasmano il settore.
Queste forze si riflettono in cinque principi chiave che sono alla base della visione moderna dell'ingegneria:
- Leadership visionaria
- Trasformazione del sistema industriale
- Finanza sostenibile
- Conformità e certificazioni
- Equità sociale
Un esame dettagliato di ciascun principio offre spunti cruciali per capire come questi principi stiano guidando l'evoluzione delle pratiche ingegneristiche e contribuiscano a plasmare un futuro più sostenibile ed equo.
Leadership visionaria
L'innovazione è la linfa vitale della visione ingegneristica. Per soddisfare le esigenze di un mondo più sicuro e sostenibile, è necessario disporre di un'infrastruttura tecnologica che permetta di raggiungere questo obiettivo. Questo inizia dalle fondamenta, stabilendo e incoraggiando una mentalità di apprendimento continuo e di collaborazione.
Trasformazione del sistema industriale
Allo stesso tempo, la sostenibilità non può essere raggiunta solo attraverso la tecnologia. Le tecnologie sostenibili devono essere adottate insieme a pratiche sostenibili. Tali pratiche possono essere stabilite solo con il pieno impegno della leadership - la volontà di abbracciare la logistica ecosostenibile in ogni anello della catena di fornitura.
Finanza sostenibile
Le istituzioni finanziarie e gli investitori riconoscono sempre più il ruolo critico della gestione ambientale. Questo riconoscimento si manifesta attraverso crediti d'imposta e incentivi che riducono i costi di acquisto e possesso dei veicoli elettrici (EV). Inoltre, i principi della finanza sostenibile sono fondamentali per lo sviluppo di infrastrutture di ricarica sia pubbliche che private, comprese le stazioni di ricarica per veicoli elettrici off-grid, essenziali per promuovere una più ampia adozione.
Conformità e Certificazioni
Per le tecnologie emergenti di batterie e caricabatterie, sono fondamentali protocolli di test rigorosi. Tra questi, la pubblicazione delle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD), che comportano diverse fasi fondamentali:
- Stabilire le regole per le categorie di prodotti
- Conduzione di una valutazione del ciclo di vita (LCA)
- Assicurare la garanzia di qualità attraverso una verifica esterna
Queste certificazioni consentono agli OEM di stabilire partnership con fornitori e venditori che sostengono principi ambientali analoghi, offrendo una prova tangibile del loro impegno per la sostenibilità.
Equità sociale
Questo quinto e ultimo principio è incentrato sugli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite e evidenzia l'integrazione olistica delle pratiche sostenibili. Un numero crescente di politiche governative ambiziose e di partenariati internazionali si concentra su questi obiettivi di sostenibilità, con l'obiettivo di ridurre significativamente le emissioni entro il 2030 e di raggiungere la neutralità netta di carbonio entro il 2050.
I driver dei motopropulsori a emissioni zero
Un numero crescente di operatori del settore riconosce i vantaggi economici a lungo termine dei motopropulsori elettrici. L'elettrificazione sta prendendo piede anche nei settori delle macchine mobili non stradali (NRMM), grazie a fattori quali:
- Tecnologia delle batterie e dei caricabatterie - Le trasmissioni elettriche consentono ad alcune macchine di funzionare a zero emissioni e con un costo totale di proprietà inferiore rispetto ai motori a combustione.
- Cultura delle emissioni zero - Le severe normative governative e la consapevolezza della sostenibilità stanno spingendo un maggior numero di capitali degli investitori verso i settori elettrici.
- Domanda di mercato - Elementi esterni, come la repressione dell'inquinamento acustico, stanno facendo aumentare le vendite di escavatori, pale e macchine agricole elettriche.
Sebbene la crescita sia significativa, ci sono ancora sfide da affrontare. In particolare, il costo e la disponibilità delle batterie sono vincoli sempre presenti, visto che quasi il 50% della quota di mercato dei componenti elettronici proviene dal solo pacco batterie. Per sostenere un'adozione diffusa sono necessari anche sforzi per sviluppare un'infrastruttura di ricarica più completa.
Dal concetto alla soluzione ecosostenibile
L'ingegneria sostenibile è fondamentale per la progettazione dei veicoli elettrici. Ciò richiede agli OEM di ripensare ogni anello della catena di produzione da una prospettiva elettrica, fino all'obiettivo finale di una macchina a emissioni zero costruita appositamente per garantire efficienza e valore.
La scelta della chimica delle batterie è in primo piano nella progettazione di NRMM a emissioni zero e comporta una serie di compromessi e considerazioni in merito a:
- Densità di energia
- Durata della vita
- Velocità di carica
- Sicurezza
Questi fattori devono essere valutati insieme all'architettura elettrica e veicolare complessiva: in quali dimensioni e forme deve essere disposto il pacco batterie? Come si integrerà termicamente la batteria scelta con i motori elettrici?
Le partnership e le collaborazioni strategiche sono fondamentali per rispondere a queste domande in funzione dell'applicazione prevista.
Tendenze e tecnologia NRMM
Diverse tendenze emergenti promettono di favorire una maggiore adozione dell'elettrificazione in tutto il settore. Ad esempio, l'NRMM elettrificata sblocca integrazioni digitali irraggiungibili con i tradizionali motori a combustibile fossile. Questa migliore connettività favorisce:
- Telematica intelligente - Permette il monitoraggio del sistema in tempo reale, la manutenzione predittiva del veicolo e le ottimizzazioni attive per migliorare la durata della batteria e le prestazioni del veicolo.
- Operazioni automatizzate - Le apparecchiature elettrificate aprono la strada all'automazione in settori pericolosi come quello minerario, consentendo operazioni più sicure ed ecologiche.
- Tecnologia blockchain - Fornendo una fonte di informazioni sicura e immutabile, gli OEM potrebbero vedere un aumento delle applicazioni della blockchain per stabilire catene di fornitura tracciabili per le parti dei veicoli, semplificare le transazioni per il parcheggio e la ricarica dei veicoli elettrici e altre applicazioni.
Anche le celle a combustibile non tradizionali, come l'idrogeno, promettono un rifornimento rapido a zero emissioni, ma a un costo molto più elevato a causa della loro natura innovativa. La scelta di questi carburanti alternativi si ripercuote in ultima analisi su considerazioni architettoniche, come il modo in cui la fonte di alimentazione comunica con il sistema CAN bus.
I dati riflettono che il prossimo passo dell'NRMM consiste nell'aumentare il numero di veicoli a emissioni zero disponibili. Le proiezioni indicano che la crescita maggiore riguarderà i macchinari con carichi e chilowatt più piccoli, come gli escavatori e le pale gommate che operano rispettivamente sotto i 50kW e i 70kW.
Il futuro della visione ingegneristica e delle macchine fuoristrada
Le innovazioni nel campo dell'ingegneria stanno indubbiamente spingendo l'adozione di nuove tecnologie nelle macchine fuoristrada. Tuttavia, come già detto, questo è solo un frammento del quadro generale. Sappiamo dove stiamo andando, ma non abbiamo ancora capito come arrivarci.
Gran parte della risposta risiede nella leadership e nella collaborazione, questioni evidenziate dall'attuale mancanza di un sistema di ricarica EV standardizzato a livello globale. Stabilire e rispettare indicatori di prestazione chiave (KPI) chiaramente definiti è essenziale per guidare i progressi. Questi KPI, che includono metriche come il risparmio di CO2 e il consumo energetico, definiscono e quantificano i progressi.
Naturalmente, l'avanzamento di questi KPI si ricollega al capitale. Gli investimenti sostenibili sono alla base della stessa infrastruttura necessaria per raggiungere gli obiettivi globali di emissioni zero. Gli OEM e le parti interessate devono porsi una domanda fondamentale: quale eredità lascerò alle generazioni future?
Il modo in cui rispondiamo a questa domanda oggi darà forma al mondo in cui vivremo domani.
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