Progetto NewMob COMUNE DI BERGAMO

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1 Progetto NewMob COMUNE DI BERGAMO ANALISI FLOTTA L attuale flotta in essere del Comune di Bergamo presenta una numerosità consistente; un totale di più di trecento mezzi così ripartiti in funzione del tipo di alimentazione: mezzi a benzina: 113 mezzi a gasolio: 43 mezzi a gpl: 69 mezzi a metano: 4 mezzi elettrici: 1. Eliminando i motocicli (che sono circa 60), i mezzi a benzina scendono a 59. Analizzando poi la tipologia di veicoli in base al loro modello e al servizio che svolgono, si ottengono le seguenti suddivisioni e raggruppamenti su cui si possono fare delle valutazioni in merito a possibili trasformazioni. Si considerano per le trasformazioni i soli mezzi alimentati a benzina o a gasolio escludendo il metano o gpl in quanto situazioni a basso impatto ambientale e ridotto onere per il combustibile e già dotati di un kit di trasformazione a bordo. Le seguenti due tabelle riportano i raggruppamenti per modello e il tipo di servizio che effettuano. MEZZI A BENZINA Numero Modello Servizio 9 Peugeot 206 Polizia Locale 10 Skoda FABIA Polizia locale 7 Bravo 1.4 Polizia locale 10 Porter Piaggio Manutenzioni Edilizie Gestione Teatri Comunali Musei Civici e Orto Botanico Provveditorato Valorizzazione Opere Infrastrutturali 4 Ducato Polizia Locale Cimiteri Cittadini 2 Doblo Valorizzazione del verde Tabella 1 Esistono 6 panda ma tutte differenti nel loro allestimento, anno di produzione, modello e tipo, quindi non raggruppabili in un sottoinsieme convenientemente trasformabile. 1

2 MEZZI A GASOLIO Numero Modello Servizio 10 Bravo 1.6 Polizia Locale 4 Daily Amministrativo e Diritto allo Studio Provveditorato 6 DUCATO Interventi in favore dei disabili Provveditorato Manutenzioni Edilizie Polizia Locale Tabella 2 Per i mezzi a gasolio esiste una numerosità interessante anche per il modello Audi A6 ma che per tipologia di servizio (si suppone rappresentanza e lunghi viaggi) non si presta ad una trasformazione. Se si prescinde dal tipo di alimentazione, si ha che il modello Bravo in essere alla polizia locale è il più numeroso con 20 unità e che anche il Ducato sale a 12 unità se si considerano insieme i 6 alimentati a benzina con i 6 alimentati a gasolio. La trasformazione elettrica e ibrida La riqualificazione di mezzi usati porta ad una riduzione dei costi di esercizio ed è particolarmente conveniente se il riqualificato presenta costi di trasformazione poco superiori all equivalente nuovo, specialmente per i mezzi di servizio in uso a flotte appartenenti alla pubblica utilità dove le missioni giornaliere sono note e gestibili logisticamente all interno di una struttura organizzata. Favorire le trasformazioni conduce a: creare opportunità di lavoro senza grossi investimenti ridurre l impatto ambientale complessivo (anche energetico) grazie al prolungamento della vita di un veicolo favorire la penetrazione della «nuova» mobilità delle città. Il comune di Bergamo rientra in un caso in cui tale tecnologia potrebbe essere interessante, vista l attenzione al traffico e all impatto ambientale (inquinamento acustico e gassoso) che presta alla parte alta della città Bergamo Alta. Sono possibili le seguenti trasformazioni di riqualificazione: FULL ELECTRIC e ibrido BIMODALE (mezzi a trazione anteriore e posteriore). Riqualificazione Full Electric Riqualificazione Full Electric: un usato con motore convenzionale diventa un veicolo elettrico mediante sostituzione del propulsore termico (benzina o diesel) con uno elettrico (figura 1). Si sostituiscono a serbatoio, motore a scoppio e frizione una batteria, un inverter e un motore 2

3 elettrico. E presente un carica batteria a bordo per la ricarica. Il Maggior costo della trasformazione è definito dalle batterie quindi proporzionale all autonomia richiesta. Per autonomie intorno ai 50 km la trasformazione rientra nella convenienza economica. I veicoli elettrici nuovi hanno si autonomie che raggiungono i km con una ricarica ma costi che sono più del doppio dell equivalente convenzionale. Considerando che i veicoli in essere al Comune hanno percorrenze medie giornaliere di 21 km per i mezzi a benzina e 29 km per i mezzi a gasolio un autonomia di 50/60 km con una ricarica potrebbe essere sufficiente. Va infatti considerato che dal questionario non sono note le missioni tipiche dei singoli servizi ma che il comune ha dichiarato che le missioni vengono eseguite per la quasi totalità (tranne alcuni casi particolari) all interno del territorio comunale quindi con estensioni limitata. Fig. 1 Esempio di trasformazione da veicolo con motore a scoppio a elettrico Riqualificazione Ibrida Bimodale Riqualificazione ibrida bimodale: un convenzionale diventa - mediante trasformazione - un veicolo ibrido per aggiunta di un motore elettrico a batteria applicabile a mezzi con trazione anteriore o posteriore. Le trasformazioni ibride bimodale sono successivamente suddivise in BIMODALE AXLE Ibridazione (mezzi a trazione anteriore) BIMODALE SHAFT (mezzi a trazione posteriore). I sistemi di ibridazione consentono di accoppiare al convenzionale motore endotermico un motore elettrico alimentato da batterie al litio, permettendo la trazione in tre differenti modalità: Endotermica, l autoveicolo funziona normalmente alimentato a carburante (con piene prestazioni e autonomia). Elettrica, il motore endotermico è disattivato, zero emissioni e rumorosità ridotta, la marcia è garantita dall impianto di trazione elettrico. 3

4 Ibrida, entrambi i motori (elettrico ed endotermico) funzionano in modo coordinato per ridurre al minimo i consumi ottimizzando l efficienza complessiva. Entrambi consentono un elevata flessibilità di utilizzo, includendo la trazione a zero emissioni nelle aree a traffico limitato o il centro storico. Attraverso la gestione ottimizzata dei flussi energetici anche quando si viaggia con il motore a benzina/diesel si può risparmiare carburante. Il gruppo di accumulo (batteria) può essere ricaricato on-board attraverso il motore endotermico oppure utilizzando la connessione di rete, attraverso il carica-batterie posto a bordo (plug-in). In figura 2 e 3 sono indicate gli schemi di trasformazione. L applicazione dei kit bimodali appare particolarmente interessante per i mezzi di servizio/lavoro che usano veicoli di tipo commerciale (Daily, Ducato, Doblò, Porter) dove è necessario garantire autonomia, possibilità di superare salite molto importanti e portare grossi carichi. In ogni caso questi mezzi quando raggiungono aree di centro storico o traffico limitato possono viaggiare in modalità elettrica con zero emissioni. Fig. 2 Trasformazione Ibrida bimodale per trazione posteriore Fig. 3 Trasformazione Ibrida bimodale per trazione anteriore 4

5 Analisi Mezzi trasformabili Analizziamo ora per ogni categoria di mezzi/servizio la possibile trasformazione. Piaggio Porter a Benzina Il comune ha in essere ben 10 Piaggio Porter a benzina e svariati a gpl e metano. Come già detto poniamo l attenzione su quelli a benzina. Essi sono piuttosto datati e risalgono ad un periodo tra il (9 esemplari) e uno del In ogni caso, mezzi che hanno tutti più di 10 anni. Una tale condizione non si configura per una trasformazione di tipo ibrido bimodale in quanto il propulsore endotermico è molto datato. I servizi per il quale si utilizzano tali Porter sono: Manutenzioni Edilizie, Gestione Teatri Comunali, Musei Civici e Orto Botanico, Provveditorato, Valorizzazione Verde, Opere Infrastrutturali. La percorrenza media giornaliera si attesta intorno ai 15 km e nel caso più oneroso intorno ai 30 km/giorno. La percorrenza annua è di 3500 km come media del parco Porter e di 6900 km nel caso di maggiore percorrenza. Date le percorrenze e l età dei propulsori si propone una trasformazione in full electric a basso costo con una autonomia giornaliera intorno ai 45 km e una velocità massima di 70 km/h. La trasformazione prevede di lasciare inalterato il cambio marce per poter affrontare agevolmente qualsiasi salita. Nella seguente tabella si evidenziano i risparmi annumi nel caso di trasformazione fulle elettrici nel caso della percorrenza media annua di 3500 km o nel caso del veicolo maggiormente utilizzato di 6900 km anno. Trasformazione Modello Km anno Km giorno medi 5 consumo litri anno annuo Carburante Energia Elettrica Risparmio Annuo full electric Porter ,73 161,46 936,27 full electric Porter ,82 81,90 474,92 Se la trasformazione fosse applicata a 5 mezzi su 10, si avrebbe un risparmio annuo del combustibile di 2500 euro, senza contare il beneficio ambientale e accessorio. Il costo del kit di trasformazione è inferiore in questo caso al nuovo a benzina e decisamente inferiore al nuovo elettrico. Pugeot 206, Fiat Bravo 1.4, Skoda Fabia La Polizia Locale ha in essere ben 9 Peugeot 206 del che fanno in media 6500 km anno e quindi 28 km giorno. Anche in questo caso vale il concetto che una trasformazione ibrida non ha molto senso per via della anzianità del propulsore termico quindi è proponibile una versione full electric con autonomia di 50 km per pieno di corrente e velocità massima 90 km/h. Nella seguente tabella si riportano i risparmi ottenibili in un anno per questo. Lo stesso discorso vale anche sia per la Fiat Bravo (9000 km/anno - 39 km/giorno anni 2009) che

6 per la Skoda Fabia (8500 km/anno - 37 km/giorno anni ), anch esse elettrificabili con i risparmi annui sotto indicati. Per Fabia e Bravo però è evidente la loro più giovane età quindi non converrebbe nell immediato effettuare la trasformazione per sfruttare il propulsore termico fino ad almeno 8-9 anni ma posticipare nel futuro la trasformazione. Per quanto riguarda la trasformazione avrebbe anche per questi due casi le medesime prestazioni della Peugot 206. La tabella seguente evidenzia i risparmi annui. Come ultimo aspetto va posto l accento che anche questo tipo di trasformazione prevede di lasciare il cambio marce al fine di consentire il superamento delle salite in totale scioltezza. Trasformazione Modello Km anno Km giorno medi consumo litri anno 6 annuo Carburante Energia Elettrica Risparmio Annuo full electric Skoda ,58 229, ,08 Fabia full electric Bravo ,82 243, ,82 full electric Peugeot ,00 152,10 722,90 Fiat Bravo 1.6 diesel I mezzi sono della Polizia Locale e tutti del 2012, troppo recenti per essere considerati come trasformabili nell immediato. Nel futuro il risparmio annuo potenziale ottenibile con un kit elettrico si attesterebbe sui valori simili a quanto proposto per la Fiat Bravo 1,4 benzina. Mezzi di servizio basati su veicoli commerciali Per quanto riguarda i mezzi Daily, Ducato e Doblò, la trasformazione in elettrico puro (full electric) - indipendentemente dall età del propulsore - per via delle masse maggiori del veicolo e il tipo di servizio e trasporto risulta particolarmente onerosa sia tecnicamente che economicamente. In questi casi si può considerare invece valida una trasformazione bimodale ibrida con autonomia in elettrico puro di km e una velocità massima in questa modalità di km/h. Analizzando i mezzi in essere al comune di Bergamo (tabella 1 e 2) si hanno 10 Ducato e 4 Daily e 2 Doblò in utilizzo a differenti servizi (scolastici disabiili e cimiteri). Dei dieci Ducato in realtà alcuni sono piuttosto datati (tre mezzi anni ) e non convenientemente trasformabili. Come detto in precedenza per i veicoli a trazione anteriore si auspica una conversione bimodale con assale posteriore (bim_axle) e per quelli a trazione posteriore una sull albero di trasmissione longitudinale (bim_shaft). Dal punto di vista del risparmio annuo di carburante e di emissioni si è effettuato un calcolo ipotizzando che questi mezzi trasformati possano percorrere metà dei loro spostamenti in termini kilometrici in modalità elettrica e metà in modalità ibrida. La seguente tabella riporta i possibili risparmi in base alla percorrenza media. La riduzione della CO2 emessa in ambiente cittadino sarà circa il 60 % rispetto al di partenza.

7 Il costo del kit di trasformazione per questi mezzi sarà contenuto in meno della metà del prezzo di un equivalente del nuovo. Trasformazione Modello Km anno Km giorno medi annuo Carburante Carburante trasformato Energia Elettrica Risparmio Annuo bimoshaft Daily ,37 731,42 160,38 733,58 bimoaxle Doblò ,50 461,48 116,03 448,00 bimo axel Ducato ,19 834,38 194,18 825,62 Benefici Ambientali Oltre agli evidenti risparmi di carburante e di gestione, un altro aspetto importante da prendere in considerazione nella trasformazione di mezzi endotermici in elettrici/bomodali è la riduzione di emissioni inquinanti. In un contesto sociale in cui i temi della mobilità sostenibile, del risparmio energetico e, più in generale, dell'ecologia sono e devono essere i punti di riferimento per lo sviluppo di tecnologie innovative, le soluzioni elettriche/bimodali offrono risposte adeguate alle esigenze di miglioramento della qualità ambientale. Nelle tabelle riportate di seguito è stato eseguito uno studio su due applicazioni: distribuzione merci con un veicolo da 3500 Kg e distribuzioni merci con un minivan da 1200 Kg. Risultano subito significativi i dati di risparmio del carburante, ma è anche ben evidente la riduzione dei fattori inquinanti dovuti allo scarico di CO2. 7

8 E-CObim_Shaft: applicazione distribuzione merci 3500 kg Strategy Speed profile From Hub to the City Center Inside the City Center From the City Center to the Hub Sub-urban Urban Sub-urban Daily cons. emiss. Fuel [liters] DIESEL Energy [kwh] CO2 [kg] E-COBimShaft (kit ibrido) Fuel [liters] % Energy [kwh] kwh CO2 [kg] % E-CObim_Shaft/Axle/Fullelectric: Applicazione distribuzione merci minivan 1200 kg 8

9 Vehicle Emission CO2 [gr/km] Energy fossil [MJ/km] from Energy cost fuel [ /100km/day] Notes Gasoline vehicle 159 0,56 11,2 Full Electric (EU Mix) * 43 0,27 (50%saving) 3.5 Reduction and delocalization of emission E-CO BimShaftAxle (kit ibrido) (EU Mix)* 95 0,32 (38%saving) 5,9** (use in all electric for city centre drive) * Average EU energy production mix (27% nuclear, 20% renewable, 53% fossil). ** Driving cycle a Day: 100 km = 40 km full-electric 60km hybrid mode Infine, ma non meno importante, i veicoli elettrici/bimodali offrono una significativa riduzione delle emissioni sonore. Considerazioni Conclusive Oltre all evidente risparmio dei costi di gestione, le trasformazioni risultano particolarmente interessanti per la versione full electric in quanto si ottiene un convertito pienamente elettrico ad un costo ridotto rispetto ad un elettrico nuovo. Questo è possibile viste le esigue percorrenze medie giornaliere (sempre inferiori ai 50km) dedotte in base ai dati in nostro possesso, solo i kilometri annui, che consentono di dimensionare batterie di dimensioni ridotte e quindi economiche. Per quanto riguarda le trasformazioni ibride bimodali il vantaggio oltre che economico è soprattutto ecologico e i mezzi possono viaggiare in modalità elettrica con zero emissioni per l accesso al centro storico di città alta. Infine va sottolineato come il beneficio delle trasformazioni sia da considerarsi non solo economico ma complessivo come descritto nel paragrafo introduttivo sulle trasformazioni. I mezzi trasformati potranno essere sfruttati a pineno nelle loro potenzialità se la città poi si doterà di opportuni punti di ricarica sia nei luoghi pubblici che nelle rimesse e parcheggi dove abitualmente i mezzi comunali sono ricoverati. 9