Di Shazan Siddiqi
Che cos’è il sistema di ricarica da megawatt (MCS)?
È necessaria una nuova soluzione di ricarica ad alta potenza per soddisfare l’esigenza del mercato del settore degli autocarri e degli autobus di ricaricare i veicoli pesanti elettrici in un periodo di tempo accettabile. Di conseguenza, è ora in fase di sviluppo il Megawatt Charging System (MCS), un sistema di ricarica per veicoli elettrici a batteria di grandi dimensioni. L’MCS è in grado di caricarsi a una velocità massima di 3,75 megawatt (3.000 A a 1.250 volt CC), che è la velocità più alta. Si prevede che MCS consentirà una ricarica rapida ed efficiente non solo per i camion, ma anche per le navi marittime, aeronautiche e minerarie. La pubblicazione finale dello standard e il lancio commerciale sono previsti nel 2024.
Significato e caso d’uso della MCS
L’aumento della tariffa offerta da MCS consentirà ai clienti di percorrere più distanze al giorno utilizzando le pause obbligatorie previste dalle normative sull’orario di servizio. Queste norme stabiliscono che i conducenti debbano occasionalmente fare una pausa durante il ciclo di guida. Ad esempio, l’Unione Europea richiede 45 minuti di pausa ogni 4,5 ore di guida; gli Stati Uniti impongono 30 minuti dopo 8 ore. È ben noto che ridurre i tempi di ricarica per adattarli alle normali interruzioni del ciclo di lavoro consente di migliorare l’elettrificazione dei veicoli commerciali e del trasporto a lunga distanza. Tuttavia, non tutti i proprietari di flotte commerciali richiederanno l’MCS poiché alcuni potrebbero scoprire che la ricarica notturna più lenta presso i depositi si adatta meglio ai loro cicli di lavoro. La progettazione del sito verrà ottimizzata per la soluzione a consumo energetico più basso che soddisfi i requisiti dei casi d’uso. Il recente rapporto di IDTechEx rileva che i caricabatterie CA di livello 2 forniscono energia sufficiente per ricaricare i veicoli leggeri e medi durante la notte, ma i camion a lungo raggio con capacità della batteria maggiore richiederanno una ricarica rapida CC. MCS è particolarmente adatto per consentire la ricarica rapida delle batterie quando funzionano fuori dalla portata della base di residenza; in altre parole, una versione BEV di un piazzale stop-and-fill.
Sfide nell’implementazione di MCS
MCS è progettato per una corrente 6 volte più elevata e una potenza fino a 10 volte superiore rispetto a CCS. La commercializzazione di caricabatterie con una potenza nominale di 1 MW richiederà investimenti significativi, poiché le stazioni con esigenze di potenza così elevate comporteranno notevoli costi di installazione e aggiornamento della rete. Viene inoltre sottolineata la necessità di stoccaggio dell’energia in loco e di soluzioni integrate con energia solare per ridurre i costi della domanda.
Gli operatori di flotte e gli OEM devono collaborare con i fornitori di servizi pubblici per garantire che sia disponibile la capacità adeguata per questa nuova tecnologia. Inoltre, gli OEM dei camion non producono i propri pacchi ma li acquistano da terzi, quindi devono assicurarsi che i requisiti di tensione soddisfino le specifiche MCS, così come la densità della batteria e la spaziatura tra le celle. Devono progettare gli aspetti di raffreddamento, diversi connettori e il sistema di gestione della batteria. Tutti questi cambiamenti contribuiscono al costo. Anche la realizzazione dell’infrastruttura è un altro fattore limitante nell’MCS, poiché garantire connessioni alla rete di grandi dimensioni può richiedere fino a 5 anni. La ricerca IDTechEx rileva che l’infrastruttura MCS deve essere operativa tra il 2025 e il 2030 per supportare l’ingresso sul mercato dei camion elettrici a lungo raggio.
Panorama dei giocatori MCS
Portare MCS sul mercato è uno sforzo intersettoriale con diversi attori lungo la catena del valore. La ricerca IDTechEx rileva che i principali fornitori di hardware EVSE stanno ora sviluppando le proprie stazioni di ricarica con capacità di megawatt. I fornitori di componenti come i produttori di cavi e connettori stanno seguendo l’esempio e progettando prodotti in grado di supportare le specifiche MCS.
Ci si aspettava che il Tesla Semi utilizzasse il connettore MCS. Tuttavia, secondo il direttore esecutivo di CharIN, Tesla non utilizza il connettore MCS. I primi Tesla Semis negli Stati Uniti utilizzano invece un connettore proprietario dedicato, che IDTechEx ipotizza sia una versione precedente di MCS. Il Megacharger di Tesla utilizza un cavo più spesso raffreddato ad immersione rispetto ai Supercharger V4 appena rilasciati per gestire l’elevato amperaggio richiesto per carichi multi-megawatt.
I camion elettrici non Tesla probabilmente utilizzeranno esclusivamente MCS o una combinazione della tecnologia MCS e CCS. Nel luglio 2022 è stata costituita una joint venture tra Daimler Truck, TRATON GROUP e Volvo Group denominata Milence, con l’obiettivo di implementare 1.700 punti di ricarica pubblici CC (inclusi CCS e MCS) in Europa entro il 2027. IDTechEx prevede che i caricabatterie CC in grado di MW la ricarica presenterà un CAGR del 43% nel prossimo decennio, con previsioni più granulari sulla ripartizione delle classi di potenza disponibili in “Infrastrutture di ricarica per veicoli e flotte elettriche 2024-2034”.
La MCS può mettere il chiodo nella bara per l’idrogeno?
Il fatto che le aziende che hanno sostenuto MCS, come Daimler Trucks, stiano ora investendo anche nel rifornimento di idrogeno lascia perplessi molti. Viene perseguita una strategia a doppio binario nell’elettrificazione del suo portafoglio, con lo sviluppo di propulsori sia elettrici a batteria che basati sull’idrogeno. Tuttavia, la ricerca IDTechEx rileva che l’adozione di MCS per i camion elettrici può potenzialmente ridurre la necessità di camion a celle a combustibile a idrogeno per diversi motivi.
MCS può raggiungere un’elevata efficienza di carica, il che significa che gran parte dell’elettricità immessa nelle batterie del veicolo viene convertita in energia utilizzabile, riducendo al minimo gli sprechi. Al contrario, la produzione, il trasporto e la conversione dell’idrogeno nei camion a celle a combustibile comportano molteplici fasi di conversione dell’energia, che portano a maggiori perdite di energia. Inoltre, l’infrastruttura per il rifornimento di idrogeno è complessa e costosa da realizzare e richiede strutture dedicate per la produzione, lo stoccaggio e la distribuzione dell’idrogeno. MCS può anche trarre energia da varie fonti, inclusa l’energia rinnovabile come quella eolica, solare e idroelettrica. Questa flessibilità consente un mix energetico più pulito e sostenibile rispetto alla produzione di idrogeno, che spesso si basa su combustibili fossili.
Infine, la ricerca IDTechEx rileva anche che l’attuale prezzo elevato dell’idrogeno ha un impatto significativo sul costo totale di proprietà (TCO) dei camion a celle a combustibile e sulla volontà delle flotte di adottare questa tecnologia. MCS sarà il fattore che spingerà l’elettrico ad essere la prima scelta per i camion. Il rapporto IDTechEx sul mercato della ricarica dei veicoli elettrici include una copertura dettagliata della ricarica dei megawatt che supporterà l’implementazione dei camion elettrici nei mercati di tutto il mondo.
Per ulteriori informazioni su questo rapporto, visitare www.IDTechEx.com/EVCharge.