I cantieri dove sorgono edifici, le aree in fase di recupero dopo disastri e i luoghi temporanei come le aree fieristiche hanno oggi bisogno di soluzioni energetiche che non comportino i problemi associati ai tradizionali generatori diesel. Il rumore continuo, il fumo e la difficoltà di rifornire di carburante zone remote non sono più sufficienti. Secondo un recente studio del settore nel 2023, circa sette contractor su dieci valutano opzioni più sostenibili quando i loro progetti durano meno di un anno. Perché? Le normative sulle emissioni diventano sempre più restrittive e le aziende desiderano raggiungere gli obiettivi di net-zero promessi agli investitori. Qui entrano in gioco i sistemi di accumulo energetico mobili. Queste unità BESS (Battery Energy Storage Systems) forniscono energia quando necessario, senza le fastidiose emissioni di gas di scarico o la necessità di rifornire continuamente i serbatoi. Stanno diventando la soluzione preferita nei settori delle costruzioni e della risposta alle emergenze.
I sistemi di accumulo mobili a batteria possono ridurre l'uso del diesel di circa il 90% nella maggior parte dei cantieri, quando immagazzinano energia dalla rete o da fonti rinnovabili come i pannelli solari. Prendiamo ad esempio un team di operai stradali che ha ridotto il tempo di utilizzo dei generatori da 18 ore al giorno a soli 2 dopo l'installazione di un'unità da 450 kWh. Questo sistema è in grado di gestire tutte le luci notturne e di caricare gli attrezzi senza alcuno sforzo. Un altro grande vantaggio è il funzionamento silenzioso: queste batterie emettono un rumore appena percettibile compreso tra 20 e 50 decibel, mentre i vecchi generatori a diesel raggiungono i 85-100 dB, rendendo difficile parlare e infastidendo chiunque si trovi nelle vicinanze. Ai lavoratori piace molto di più poter comunicare con facilità sul sito una volta eliminati quei rumori assordanti.
Un progetto di ammodernamento stradale in Colorado, della durata di tre mesi, ha dimostrato l'impatto ambientale del BESS mobile:
| Metrica | Generatore diesel | BESS mobile | Riduzione |
|---|---|---|---|
| Emissioni di CO₂ | 38 tonnellate | 4 tonnellate | 89% |
| Costi del carburante | $26.000 | $3.100 | 88% |
| Ore di Manutenzione | 64 | 12 | 81% |
Il progetto ha evitato $8.200 in sanzioni locali per la qualità dell'aria, mantenendo al contempo un'energia ininterrotta per il processo di indurimento del calcestruzzo e per i sistemi di sicurezza.
Le nuove normative dell'EPA che entreranno in vigore a gennaio 2025 prevedono anche alcune severe sanzioni, niente di buono per chi emette ulteriore ossido di azoto nei cantieri. L'ammenda? Fino a $22.000 per ogni tonnellata in eccesso. Questo ha decisamente accelerato l'adozione di sistemi di accumulo mobili con batterie in loco. Intanto, quasi due terzi di quelle grandi aziende del Fortune 500 stanno facendo rispettare ai loro subappaltatori i requisiti per l'utilizzo di attrezzature ecologiche, inserendoli nei contratti. Tutta questa pressione da parte di enti regolatori e acquirenti aziendali sta spingendo il mercato in avanti piuttosto rapidamente. Secondo un recente rapporto sulle tecnologie pulite dello scorso anno, si prevede un giro d'affari di circa $3,8 miliardi entro il 2027 per le soluzioni di accumulo di energia portatili utilizzate temporaneamente in vari progetti.
I sistemi mobili di accumulo energetico a batteria forniscono energia affidabile quando non è disponibile una connessione alla rete elettrica, soprattutto importante durante le ore serali di lavoro in cantiere, dove normalmente si utilizzerebbero generatori diesel. Prendiamo come esempio lo scorso anno un progetto di espansione autostradale in cui sono state installate queste unità mobili per far funzionare tutte le luci a LED intorno al cantiere e mantenere attive le telecamere di sicurezza per tutta la notte. La sicurezza è rimasta ottimale, ma il vantaggio maggiore è stato il consumo di carburante, circa un quinto rispetto al passato, come riportato nei loro resoconti. E dato che questi sistemi funzionano in completo silenzio, nessuno dei residenti vicini ha più protestato per il rumore costante dei motori. Quel silenzio ha davvero fatto la differenza nel modo in cui i residenti locali hanno percepito l'intero progetto.
Quando i cantieri iniziano a passare agli escavatori e alle pale elettriche, i sistemi mobili di accumulo energetico a batteria (BESS) rendono possibile ottenere molta energia senza dover installare tutta quell'infrastruttura permanente fin dall'inizio. Prendendo ad esempio un campo minerario, hanno ridotto l'uso di gasolio di quasi due terzi una volta introdotti questi sistemi di accumulo portatili. Queste unità gestiscono la ricarica degli attrezzi a 240 volt durante il giorno, mentre i lavoratori sono impegnati a scavare e spostare materiali. Di notte, le batterie si ricaricano utilizzando l'elettricità in eccesso dalla rete o qualsiasi pannello solare presente sul posto. Nella maggior parte dei giorni, questi sistemi di accumulo riescono a erogare tra 300 e 500 chilowattora di energia, consentendo alle macchine di funzionare senza problemi durante turni prolungati.
La BESS mobile attenua i picchi temporanei di energia durante attività come il getto del calcestruzzo o il funzionamento delle gru. Un developer di infrastrutture ha ridotto del 45% i costi per la domanda di picco utilizzando quattro unità mobili da 250 kWh durante le fasi di realizzazione delle fondazioni. Questi sistemi si scaricano automaticamente durante i periodi di carico elevato, stabilizzando il flusso energetico e prevenendo interruzioni della rete costose.
Le unità BESS portatili si distinguono in progetti che richiedono frequenti spostamenti, come l'installazione di oleodotti o il recupero da disastri. Un contractor nel settore delle energie rinnovabili ha ridotto del 70% i tempi di installazione utilizzando rimorchi modulari da 100 kWh collegabili in meno di 30 minuti. Questa flessibilità mantiene la produttività evitando ritardi dovuti alle consegne di carburante o alla manutenzione dei generatori.
Molte aziende continuano a utilizzare generatori diesel nei loro cantieri temporanei perché offrono una coppia elevata e funzionano bene anche in condizioni di gelo. Lo svantaggio? Questi vecchi sistemi emettono circa 35 litri di inquinamento equivalente a CO₂ ogni singola ora di funzionamento. Ancora peggio, contribuiscono per circa un quarto alla presenza di particolato nelle zone non servite dalla rete elettrica. Le multe per l'utilizzo di queste macchine sono aumentate di quasi la metà dall'inizio del decennio. Eppure, la maggior parte delle persone che lavorano in remoto preferisce utilizzare ciò che conosce meglio, invece di passare a opzioni più pulite. Circa due terzi dei responsabili dei cantieri preferiscono utilizzare attrezzature familiari piuttosto che imparare nuove tecnologie come le soluzioni mobili di accumulo energetico a batteria, motivo per cui i tassi di adozione rimangono bassi nonostante le crescenti preoccupazioni ambientali.
I Sistemi Mobili di Accumulo Energetico a Batteria (BESS) superano i generatori diesel su tre parametri critici:
| Criteri | Generatori a diesel | BESS mobile |
|---|---|---|
| Livello di rumorosità | 70–100 dB | 20–50 dB |
| Costo annuale di manutenzione | 15–25 dollari per kWh | 2–5 dollari per kWh |
| Efficienza in Condizioni di Freddo | riduzione dell'efficienza del 12–18% | riduzione dell'efficienza inferiore al 5% |
Le unità BESS eliminano i rischi di fuoriuscita di carburante e richiedono l'80% in meno di manutenzione rispetto ai sistemi a combustione, secondo il Rapporto sull'Efficienza Energetica 2023.
Durante un allargamento dell'autostrada nelle Alpi svizzere durato sei mesi, i lavoratori hanno scoperto di consumare ben 3.800 litri di gasolio ogni settimana soltanto per tenere in funzione le loro macchine per la livellazione. La situazione è cambiata drasticamente quando hanno introdotto questi sistemi mobili di accumulo energetico collegati a pannelli solari. Improvvisamente, il consumo di gasolio è sceso notevolmente – circa il 94% in meno rispetto a quanto registrato in precedenza. Ciò che è davvero impressionante è come queste batterie siano riuscite a fornire energia in modo costante anche quando le temperature sono scese sotto lo zero, una condizione che causava numerosi problemi ai normali generatori a gasolio. Questi vecchi apparecchi dovevano funzionare continuamente solo per non congelare. I responsabili del progetto hanno notato una riduzione dei costi energetici di circa il 31%, oltre a nessuna interruzione dovuta a rumori molesti. Sembra proprio una vittoria su tutti i fronti per tutti i coinvolti.
I campi minerari che combinano accumulo batterico (circa l'80%) con diesel di riserva (circa il 20%) hanno visto una riduzione nell'utilizzo dei generatori tra il 60 e forse anche l'80 percento, secondo una ricerca pubblicata lo scorso anno sul Journal of Sustainable Mining. Il sistema funziona lasciando che l'intelligenza artificiale gestisca la maggior parte delle esigenze energetiche normalmente, passando al diesel solo in caso di improvvisi picchi superiori a 1,2 megawatt. Questo approccio permette alle aziende di recuperare il proprio investimento molto più rapidamente – gli studi mostrano che genera ritorni circa il 57 percento più veloci rispetto all'utilizzo esclusivo di generatori tradizionali. Prendiamo ad esempio un'operazione di telecomunicazioni nel nord dove è stata implementata questa configurazione. Sono riusciti a ridurre i costi dei permessi di emissione di circa 740 tonnellate metriche all'anno nonostante operino in quelle temperature estreme sotto i meno trenta gradi Celsius, mantenendo nel contempo il loro equipaggiamento quasi costantemente operativo al 99,98% di disponibilità durante i mesi invernali.
Passare a un sistema di accumulo energetico mobile invece dei tradizionali generatori diesel può ridurre davvero i costi operativi. Parliamo di risparmi che si aggirano tra il 40 e il 60 percento quando le aziende smettono di acquistare carburante e riducono il lavoro di manutenzione sui motori. Alcune ricerche dello scorso anno hanno analizzato dodici diversi progetti edili, rivelando un dato interessante: le imprese che hanno sostituito la maggior parte dell'uso dei generatori con l'alimentazione a batteria hanno risparmiato circa diciottomila dollari al mese. Niente male. E non dimentichiamo nemmeno i costi legati alla manutenzione. I generatori diesel richiedono attenzione costante ogni settimana, mentre i sistemi di accumulo energetico a batteria (BESS) necessitano di controlli ogni tre mesi circa. Questo permette alle squadre edili di risparmiare tra 120 e 150 ore uomo di lavoro all'anno per ogni unità installata.
Le moderne normative sulle emissioni prevedono multe giornaliere di 160-420 dollari per eccesso di particolato diesel nei cantieri. Il BESS mobile elimina queste sanzioni e previene spese per 5.000-15.000 dollari in violazioni del rumore nella comunità, comuni nell'utilizzo continuativo dei generatori. L'iniziativa californiana "Silent Worksite" del 2024 mostra che i progetti che utilizzano l'accumulo di energia hanno ridotto i costi legali legati al rumore del 92% rispetto ai cantieri dipendenti dal diesel.
Un impiego minerario di sei mesi in Canada ha raggiunto un ROI in 14 mesi utilizzando un BESS mobile in leasing insieme a pannelli solari. Il sistema ha ridotto il consumo di diesel da 5.200 a 900 galloni al mese, risparmiando 287.000 dollari sui costi del carburante ed evitando 48.000 dollari in crediti per emissioni. La ricarica notturna dei mezzi tramite energia solare accumulata ha rappresentato il 63% del risparmio totale.
il 72% dei contractor preferisce il leasing di BESS mobili per evitare costi iniziali di 75.000–220.000 dollari per unità. I programmi FlexiLease offrono contratti da 12 a 36 mesi a un costo mensile di 1.200–2.500 dollari, compresa la manutenzione e la sostituzione delle batterie. Per operazioni permanenti, l'acquisto con prestiti per energie pulite a 0% su 5 anni riduce i costi totali di proprietà del 31% rispetto alle flotte di generatori diesel.
L'implementazione di BESS mobili in siti remoti richiede buone opzioni di ricarica quando non è disponibile una connessione alla rete elettrica. Molti operatori ricorrono ora a pannelli solari e generatori eolici per ricaricare le batterie ogni volta che le condizioni lo permettono, riducendo significativamente il consumo di gasolio. Alcune aziende che operano in aree molto isolate hanno iniziato ad utilizzare anche programmi di scambio delle batterie. Questi servizi sostituiscono semplicemente le batterie scariche con altre già cariche, evitando così la necessità di costruire strutture di ricarica locali. Questo approccio permette di mantenere in funzione regolarmente l'equipaggiamento essenziale, che si tratti di un impianto di trivellazione in mezzo alla natura selvaggia o di un sistema di alimentazione di emergenza per un ospedale da campo.
Le batterie agli ioni di litio possono ridurre la loro efficienza di circa il 30 percento quando sono esposte a temperature gelide, a meno che non dispongano di buone soluzioni di gestione termica. I moderni sistemi mobili di accumulo energetico sono dotati di elementi riscaldanti integrati e di particolari materiali a cambiamento di fase che aiutano a garantire un funzionamento regolare anche in condizioni climatiche fredde. Test sul campo effettuati su oleodotti nell'Artico hanno dimostrato che questi modelli più recenti mantengono circa il 95% della loro capacità di carica a meno 40 gradi Celsius, il che rappresenta una performance migliore di circa tre volte rispetto alle versioni precedenti di soli pochi anni fa. Questo tipo di affidabilità fa tutta la differenza per squadre di costruzione che lavorano durante inverni rigidi o per ricercatori che conducono studi nelle profondità delle regioni polari, dove le fonti di energia tradizionali semplicemente non sono sufficienti.
Le configurazioni ibride rinnovabili-BESS alimentano ora il 78% dei campi minerari esplorativi fuori rete. I pannelli solari abbinati a sistemi di accumulo mobili hanno ridotto il consumo di gasolio del 62% in un sito canadese di esplorazione aurifera. Gli ibridi eolici-BESS mostrano potenzialità simili, come dimostrato da un progetto stradale in Patagonia che utilizza combinazioni di turbine e accumulo per eliminare i generatori di riserva dei sistemi per la miscelazione del calcestruzzo.
Oggi, il machine learning può effettivamente prevedere quanto verrà utilizzato l'equipaggiamento e quali condizioni meteorologiche potrebbero influenzare le operazioni, permettendoci di ottenere risultati migliori durante la carica e la scarica delle batterie. Prendi ad esempio il progetto del tunnel in Norvegia, dove è stato implementato un sistema di accumulo basato su batterie con intelligenza artificiale. Il risultato? Hanno ridotto i picchi di consumo di circa il 41%, e in qualche modo sono riusciti anche a prolungare la vita delle loro batterie. Nuove piattaforme software continuano ad emergere, permettendo agli operatori di regolare i parametri al volo su diversi componenti contemporaneamente. Ciò che inizia come un'installazione in un singolo sito può espandersi in qualcosa di più grande, specialmente durante emergenze in cui diverse aree necessitano di una distribuzione coordinata di energia elettrica, senza che nessuno si confonda.
I sistemi mobili di accumulo energetico a batteria (BESS) sono soluzioni di energia portatili che immagazzinano energia, generalmente proveniente dalla rete o da fonti rinnovabili come i pannelli solari, per alimentare siti remoti o temporanei senza dipendere da generatori diesel.
I BESS mobili riducono le emissioni fornendo un'alternativa più pulita ai generatori diesel, che producono notevoli quantità di CO₂ e particolato. Immagazzinando energia rinnovabile, riducono l'uso del diesel e quindi le emissioni.
L'utilizzo di BESS mobili può portare a risparmi del 40-60% sui costi di carburante e manutenzione rispetto ai generatori diesel. Aiutano inoltre ad evitare sanzioni per emissioni e spese legate a lamentele per rumore.
Sì, le unità mobili BESS di oggi sono dotate di sistemi di gestione termica che consentono loro di operare in modo efficiente anche a temperature gelide, mantenendo fino al 95% della capacità di carica in condizioni estreme.
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