L’automazione e la
rivoluzione della mobilità

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L’automazione e la rivoluzione della mobilità

Il panorama dei trasporti sta cambiando rapidamente e radicalmente. A dicembre 2016 le vendite globali cumulate di veicoli elettrici hanno sorpassato i due milioni di unità, di cui il 38% immatricolati solo nel 2016. L’avvento delle smart car e dei veicoli a guida autonoma è destinata a rivoluzionare il traffico automobilistico globale. Ma per rendere questa opportunità veramente accessibile a tutti, occorre superare una serie di ostacoli in campo energetico, infrastrutturale e di connettività.

La transizione dai carburanti fossili alle rinnovabili

Il settore dei trasporti è responsabile per oltre un quarto dei consumi globali di energia e di un quarto di tutte le emissioni di CO2 riconducibili a carburanti fossili. Il trend è in crescita, negli ultimi due decenni i trasporti hanno aumentato i consumi di energia del 2% l’anno.

Ma ci sono anche note positive, come i progressi continui nella decarbonizzazione del settore trasporti, che registra un declino dell’intensità di carbonio nel trasporto su strada, secondo i dati di climateworkstracker.org. In ogni caso, per raggiungere gli obiettivi fissati dall’Accordo di Parigi, la quota di veicoli elettrici deve aumentare significativamente. Secondo l’International Energy Agency (IEA), servono 600 milioni di veicoli elettrici entro il 2040 per limitare il riscaldamento globale a meno di 2°C, come stabilito dallo stesso Accordo di Parigi sul cambiamento climatico. Ovviamente, l’aumentata domanda di energia che ne risulta andrebbe colmata interamente da fonti rinnovabili. E fortunatamente le rinnovabili, soprattutto il solare, stanno diventando sempre più economiche.

Alla fine del 2016, per le strade del mondo circolavano oltre due milioni di veicoli elettrici per passeggeri, circa l’1% di tutte le auto vendute. Ma, per raggiungere gli obiettivi climatici, dovranno salire a 20 milioni entro il 2020. La Electric Vehicle Initiative, sostenuta dai governi di Cina, Francia, Germania, U.K., USA e altri cinque Paesi, ha fissato l’obiettivo di una quota di mercato del 30% per i veicoli alimentati a batteria, compresi autobus, camion, pulmini, secondo la IEA. L’Olanda vuole eliminare tutte le auto alimentate a combustibili fossili entro il 2025. Anche l’India, pur non aderendo all’iniziativa, intende arrivare all’immissione sul mercato solo di auto elettriche entro il 2030.

Gli ostacoli all’incremento dei veicoli elettrici

Nonostante i vari progetti per aumentare il numero di veicoli elettrici, restano diversi ostacoli da superare. Per citarne uno, la gamma dei veicoli elettrici è ancora limitata rispetto all’offerta di quelli tradizionali. Fortunatamente, la tecnologia delle batterie si sta sviluppando rapidamente. La migliorata densità energetica delle batterie a ioni di litio consente di immagazzinare più energia in batterie più leggere. E l’efficienza è attesa crescere al ritmo del 5% l’anno. La Colombia University ha sviluppato un metodo per incrementare ulteriormente la densità energetica del 10-30%. Inoltre, il costo delle batterie a ioni di litio, che oggi arriva al 40% del costo finale dei veicoli elettrici, è sceso di due terzi dal 2010 e sono previsti ulteriori cali a breve.

Le infrastrutture di ricarica sono essenziali per aumentare il parco di auto elettriche. In assenza di impianti di ricarica diffusi, il ruolo dei veicoli ibridi resta fondamentale come soluzione intermedia. L’ideale sarebbe disporre di un ricaricatore in ogni luogo in cui un’auto possa parcheggiare e per un tempo indefinito.

Abbattere significativamente i tempi di ricarica è essenziale per una adozione diffusa dei veicoli elettrici. In Europa sono già stati introdotti 1.300 punti di ricarica rapidi a corrente diretta, in grado di “fare il pieno” di elettricità quasi tanto rapidamente quanto i distributori di benzina. La Norvegia recentemente ha aperto la più grande stazione di ricarica rapida del mondo, in grado di fare il pieno di elettricità fino a 28 veicoli in circa mezz’ora.

I cavi che danno una mano

I veicoli elettrici sono ovviamente pieni di cavi, che devono essere il più leggeri, durevoli e efficient possibile per contribuire a limitare l’utilizzo di energia e consentire risparmi al massimo grado possibile. La creazione di reti granulari, con la possibilità di immagazzinare e trasportare energia praticamente ovunque per consentire ricariche rapide e diffuse, richiede soluzioni in cavo affidabili sia ad alta che a bassa tensione, come anche sistemi avanzati di monitoraggio, controllo e diagnostica remota. E, ovviamente, saranno essenziali anche misure di sicurezza avanzate, dato che gli utenti potranno trovarsi in prossimità di cavi ad alta tensione.

Veicoli autonomi: meno carburante, più sicurezza

La crescita della digitalizzazione, dell’auto apprendimento e dell’intelligenza artificiale confluiscono tutti nella guida autonoma con il recupero di efficienze che consentono di coprire distanze sempre più grandi. Sono in molte le aziende entrate nel mercato dei veicoli autonomi guidati grazie all’intelligenza artificiale, da piccole start up a giganti tecnologici come Uber, Google, Tesla e Apple. Anche i produttori tradizionali si muovono in quella direzione per posizionarsi sul mercato delle auto che si guidano da sole. Il CEO di Apple Tim Cook descrive la creazione dei veicoli autonomi come la madre di tutti i progetti di intelligenza artificiale.

Un veicolo auto-guidante sarà dotato di una varietà di sensori, un’unità GPS Unit e un sistema di navigazione inerziale. Questa automobile sarà in grado di creare una mappa di ciò che la circonda basandosi sull’input dei sensori e sulle informazioni di posizione che arrivano dal GPS e dal sistema di navigazione. Questo consentirà di determinare quale sia il percorso migliore possibile. Inoltre, la connettività inerente il veicolo autonomo porterà anche una serie di vantaggi aggiuntivi. L’apprendimento da parte dell’auto introdurrà opportunità di ottimizzazione, il che vuol dire consumi ridotti di carburante, e quindi allungamento delle distanze che si potranno coprire, con costi di manutenzione più bassi grazie alla diagnostica preventiva.

Benefici e barriere

In un report titolato ‘IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems’, i ricercatori dell’università di Riverside in California, Xuewei Qi e Matthew Barth scrivono che applicando simulazioni di Intelligenza Artificiale ai consumi di carburante si può ottenere un 10,7% di efficientamento nell’utilizzo di energia rispetto ai metodi tradizionali. Se il sistema di controllo sa in anticipo quando fermarsi per ricaricare, il potenziale della batteria può essere ottimizzato durante tutti i segmenti del viaggio, aumentando i risparmi di carburante fino al 31,5% in media. Il software può imparare dai viaggi precedenti e dalle abitudini di guida per ottimizzare il consumo di energia in modalità semplicemente impossibili per la mente umana. Connettendo i veicoli a Internet of Things e alle reti 5G si possono inoltre ottenere un’ampia varietà di applicazioni per le Smart City. Si va dall’illuminazione stradale adattabile, alla gestione smart dei parcheggi, all’ottimizzazione dei percorsi, fino ai miglioramenti della sicurezza. Per soggetti come proprietari di flotte società di trasporto si tratta di benefici importanti.

La sicurezza è un’altra area in cui il machine learning, la connettività e l’intelligenza artificiale possono portare miglioramenti sostanziali.

Un report della società USA di consulenza McKinsey & Company afferma che le morti sulla strada in America potrebbero essere abbattute del 90% grazie ai veicoli autonomi. Il CEO di Tesla Elon Musk sostiene addirittura che con la tecnologia per la guida automatica diventerà così avanzata che il legislatore dovrà considerare se bandire come illegale la guida manuale. Secondo Chris Gerdes, professore di ingegneria meccanica all’università di Stanford e direttore del Center for Automotive Research (CARS) e del programma Revs, si può prevedere che presto le automobili acquisiranno abilità pari a quelle dei più dotati guidatori umani – e forse anche migliori. Insieme, tutti i veicoli che fanno parte di Waymo, già noto come il programma Self Driving Car di Google, hanno viaggiato per oltre due milioni di miglia sulle strade americane registrando un solo incidente. È un record dieci volte migliore della categoria più alta per sicurezza dei guidatori USA e 40 volte rispetto ai neo patentati.

Le legislazioni nazionali e soprattutto internazionali dovranno affrontare un problema: la necessità di standard regionali e globali per regolare non solo la partecipazione al traffico e gli standard di sicurezza, ma anche le responsabilità dei proprietari dei veicoli autonomi, dei produttori e degli altri stakeholder. Ovviamente, i sistemi di cablaggio che verranno utilizzati per trasmettere e ricevere dati dalle reti wireless, dai GPS e da altre fonti di informazioni, dovranno avere standard particolarmente elevati. Nelle applicazioni per il traffico, una linea che va giù è semplicemente inimmaginabile. Inoltre, saranno essenziali le dotazioni per contrastare fenomeni di hacking.

Ovviamente ci vorrà tempo perché la gente se la senta di affidarsi ad auto che si guidano da sole, ma lo stesso avveniva cento e passa anni fa per i primi viaggi in aereo. Come per tutte le nuove tecnologie, la mancanza di familiarità e fiducia è solo una barriera temporanea.

Tesla’s Model 3 Il Model 3 elettrico (costo circa $35.000, senza contare sussidi e supervalutazioni) vuol portare il veicolo elettrico sul mercato di massa.
Volkswagen punta a vendere un milione di auto l’anno totalmente elettriche entro il 2025.
Model S Tesla + Nissan LEAF A livello globale, sono state le auto elettriche più vendute nel 2016.
Volvo ha deciso che dal 2019 in poi ogni auto prodotta sarà dotata di motore elettrico.
Nissan sta già offrendo veicoli 100% elettrici
Toyota Entro il 2050, ha in programma di offrire una nuova generazione di veicoli con emissioni di CO2 pari a zero o bassissime.
BYD Si chiama BYD il produttore leader cinese di veicoli elettrici con circa il 30% del mercato. È anche il maggior produttore mondiale di componenti per auto e SUV elettrici.
Subaru sta lavorando all’introduzione di carburanti e motori alternativi.

I TOP 10 GRUPPI DI VEICOLI ELETTRICI

% delle vendite di veicoli elettrici fino al 30 aprile 2015 ( Fonte: ev-sales.blogspot.nl )
  • 28 Renault-Nissan
  • 12 Mitsubishi
  • 11 GM
  • 9 Toyota
  • 8 Tesla
  • 6 Ford
  • 4 BYD
  • 3 BMW
  • 3 Geely Group
  • 3 Volkswagen Group