Macchine da costruzione elettriche vitali per una costruzione più verde

Dr David Wyatt
Si stima che le macchine da costruzione generino circa 400 Mt di emissioni di CO2 all'anno, che è circa l'1,1% delle emissioni globali di CO2 . La decarbonizzazione delle macchine mobili non stradali sarà quindi un fattore importante negli sforzi per limitare il cambiamento climatico globale. Con un numero crescente di paesi in tutto il mondo che si impegnano per un futuro a zero emissioni di carbonio, l'industria delle costruzioni sta affrontando un esame crescente delle sue emissioni di gas serra.
 
I principali OEM e fornitori di macchine edili stanno già riconoscendo che l'elettrificazione della catena cinematica è destinata a diventare una tecnologia chiave a zero emissioni per le macchine edili. Molti dei maggiori fornitori di motori come Cummins, Deutz e Volvo Penta stanno investendo nella ricerca sull'elettromobilità, e diversi OEM hanno già lanciato macchine edili elettriche a batteria come prodotti commerciali, tra cui Volvo CE, JCB e Komatsu. Il nuovo rapporto di IDTechEx, "Veicoli elettrici nelle costruzioni 2022-2042", è un'immersione profonda in questo mercato nascente, che mette in evidenza le considerazioni tecniche ed economiche dell'elettrificazione della catena cinematica nella gamma diversificata di macchine edili mobili e fornisce un inventario completo dei progetti di elettrificazione delle macchine edili in corso da tutto il mondo.
 
Il punto di partenza per la maggior parte degli OEM saranno le macchine compatte più piccole, i cui requisiti del ciclo di lavoro sono relativamente leggeri, il che significa che il fabbisogno giornaliero di energia e potenza può essere soddisfatto con una batteria agli ioni di litio di dimensioni pratiche, motori elettrici e una strategia di ricarica ben definita. In effetti, riconoscendo il potenziale di elettrificazione in questo segmento, Volvo Construction Equipment si è già impegnata a spostare la sua intera gamma di pale gommate compatte ed escavatori compatti verso propulsori elettrici, fermando completamente lo sviluppo di nuovi modelli diesel. Altri OEM seguiranno questo esempio.
 
Tuttavia, poiché gli escavatori di oltre 10 tonnellate sono responsabili di circa il 46% delle emissioni totali di CO2 dei veicoli da costruzione, è fondamentale che vengano sviluppate soluzioni a zero emissioni per le macchine di grandi dimensioni. I cicli di lavoro ardui di questi veicoli pesanti, significano che quelli oltre le 20 tonnellate hanno bisogno di più di 300 kWh di energia per fornire un'intera giornata lavorativa di 8 ore. Progetti in Norvegia e nei Paesi Bassi hanno già studiato soluzioni come lo scambio di batterie e il funzionamento via cavo per soddisfare la domanda di cicli di lavoro. In Cina gli OEM di macchine edili XCMG, LiuGong e SINOMACH hanno tutti optato per sistemi di batterie di grandi dimensioni con una ricarica rapida in CC a due pistoni (fino a 300 kW).

Stima della durata del miniescavatore elettrico

Stima della durata dell'escavatore elettrico. Fonte: IDTechEx - "Veicoli elettrici nelle costruzioni 2022-2042"
 
Critico per la diffusione delle macchine elettriche sarà il costo totale di proprietà. C'è un premio per le macchine elettriche rispetto al diesel, principalmente legato al costo dei grandi pacchi batteria. L'analisi di IDTechEx nel rapporto suggerisce che il costo aggiuntivo di un miniescavatore elettrico potrebbe essere abbastanza modesto da far sì che il risparmio di carburante diesel e la ridotta manutenzione possano compensare ampiamente il premio aggiuntivo, ma, per le macchine più grandi, il costo aggiuntivo dell'elettrificazione rimane probabilmente proibitivo, e gli OEM avranno bisogno di un significativo sostegno normativo e finanziario per promuovere l'adozione.
 
Mentre la riduzione delle emissioni di gas serra è fondamentale, ci sono altri fattori importanti per l'elettrificazione delle macchine, in particolare le questioni di salute e sicurezza relative al funzionamento dei motori diesel nei cantieri. L'industria delle costruzioni nel Regno Unito è responsabile del maggior numero annuale di casi di cancro professionale, con circa l'8% di questi direttamente collegati alle emissioni di scarico dei motori diesel. L'edilizia è anche un settore ad alto rischio per le malattie legate al rumore. Le macchine elettriche sono significativamente più silenziose e offrono il potenziale per migliorare la comunicazione, la sicurezza e la produttività in loco, riducendo al contempo l'inconveniente dell'inquinamento acustico per l'area circostante. L'eliminazione delle emissioni tossiche di scarico potrebbe migliorare la qualità dell'aria nei cantieri e nelle vicinanze, migliorando notevolmente l'ambiente di lavoro per i lavoratori edili.
 
Data la necessità di macchine da costruzione a zero emissioni, IDTechEx prevede che nel 2042, il mercato globale delle macchine elettriche da costruzione varrà 105 miliardi di dollari (CAGR 25,6%).
 
Per saperne di più, il nuovo rapporto di IDTechEx "Veicoli elettrici nelle costruzioni 2022-2042" analizza i lavori di elettrificazione in corso sulla gamma di tipi di macchine da costruzione, compresi escavatori, pale gommate, gru e sollevatori telescopici. Il rapporto fornisce le prospettive ventennali indipendenti di IDTechEx per il mercato dei veicoli elettrici da costruzione, con previsioni per le vendite, la domanda di batterie e le entrate del mercato, per tipo di macchina, e previsioni regionali separate per Europa, Cina e Stati Uniti.
 
Il rapporto Electric Vehicles in Construction fa parte del più ampio portafoglio di ricerca sulla mobilità di IDTechEx, che segue l'adozione di veicoli elettrici, le tendenze delle batterie, l'autonomia e la domanda su terra, mare e aria. Per saperne di più: www.IDTechEx.com/it/research/future-mobility-subscription.
 
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