Riduzione di consumi ed emissioni, introduzione di nuove tecnologie come i motori a idrogeno, attenzione alla circolarità di processi e materiali: come cambia il settore ferroviario per essere sempre più green.

Nonostante la forte battuta d’arresto causata dalla pandemia di Covid-19, nel prossimo futuro la domanda globale di mobilità non è destinata a scendere. Anzi, da qui al 2050 – scrive l’Ocse nel rapporto ITF Transport Outlook 2019 – i passeggeri per chilometro diventeranno 122 trilioni (10¹²), quasi il triplo rispetto ai 44 trilioni del 2015. E le ferrovie extraurbane saranno il mezzo di spostamento che già “entro il 2030 dovrebbe crescere più rapidamente di tutti”.
Una tendenza positiva dal punto di vista ambientale, visto che quello ferroviario è il sistema di trasporto più adatto ad accompagnare gli impegni diretti alla limitazione del riscaldamento globale e alla transizione verso un’economia circolare. Per spiegarlo basta qualche numero: secondo l’International Energy Agency (IEA), il settore dei trasporti nel suo complesso è responsabile annualmente di oltre metà della domanda globale di petrolio, e di circa un quarto delle emissioni di CO2. I servizi ferroviari, però, anche se trasportano ogni anno l’8% dei passeggeri e il 7% delle merci che si muovono nel mondo, rappresentano solo il 2% della richiesta globale di energia. Il loro fabbisogno giornaliero è infatti di 290 terawattora di elettricità, poco più dell’1% del consumo mondiale, e di meno di 600.000 barili di petrolio (circa lo 0,6%), mentre le loro emissioni dirette di CO2 ammontano soltanto allo 0,3% del totale. Aspetti che “rendono la promozione delle ferrovie una strategia promettente” per raggiungere gli obiettivi di sviluppo sostenibile indicati dalle Nazioni Unite: secondo la Iea, “spostare i servizi passeggeri e merci da modalità più impattanti come automobili, camion e aeroplani ridurrebbe in modo sostanziale l’uso netto di energia e le emissioni”.

Un settore già molto “circolare”

Un’idea fatta propria anche dall’Unione Europea nell’ambito del progetto Green Deal. Entro il 2050 la Commissione mira infatti a trasferire su ferro e vie d’acqua la maggior parte del 75% delle merci che attualmente vengono trasportate su gomma. E lo scorso marzo ha proposto al Consiglio e al Parlamento di designare il 2021 Anno europeo delle ferrovie, allo scopo di “accelerare il ritmo della loro modernizzazione, necessaria per renderle un’alternativa più interessante ai modi di trasporto meno sostenibili”. Una modernizzazione che passa dal rinnovo del parco mezzi per aumentare l’efficienza energetica, ma anche dall’utilizzo di tecnologie green: in particolare sulle linee ancora non elettrificate, che in Europa sono in media il 46% (secondo dati Ue riferiti al 2016). Proprio in questo campo negli ultimi anni i costruttori e le aziende di trasporto ferroviario hanno avviato progetti per la realizzazione e la messa in circolazione di treni alimentati da batterie elettriche, ibridi (diesel + batterie) e a idrogeno.
Secondo Transformative Rail, un report pubblicato a marzo 2020 da Arup, il prestigioso studio britannico di servizi professionali per l’ambiente edile, grazie anche alla crescente consapevolezza dei cittadini sull’impronta ecologica dei diversi mezzi di trasporto, “negli anni a venire le credenziali ecologiche della rete ferroviaria diventeranno un fattore sempre più importante per indurre le persone a passare dalle automobili al trasporto di massa”. Sempre nel rapporto Andrew Went, uno dei responsabili della divisione ferroviaria di Arup, aggiunge che in questo processo di transizione le ferrovie hanno anche un altro punto a favore, cioè il fatto che il concetto di economia circolare “non è del tutto nuovo al settore: le strutture ferroviarie sono progettate per essere longeve, il che significa che i materiali selezionati devono essere molto resistenti; in molti casi, alla fine del loro ciclo di vita, i materiali possono essere riciclati e riutilizzati (per esempio, le rotaie vengono riutilizzate per i binari di raccordo e le aree in cui i treni viaggiano a bassa velocità o le traversine di cemento possono essere tagliate a metà per l’uso sulle ferrovie turistiche e in quelle nei parchi)”.

Le traverse ecologiche di Greenrail

Proprio nell’ambito della costruzione e manutenzione dei binari, in Italia nel 2012 è nato un progetto radicalmente innovativo, che da subito ha messo al centro i princìpi della circolarità. È quello di Greenrail, azienda fondata dal siciliano Giovanni Maria De Lisi per dare seguito a un’intuizione: introdurre sul mercato delle traversine fatte di materiale riciclato, con cui insidiare il primato del calcestruzzo e rendere le rotaie una best practice per la sostenibilità e la produzione di energia rinnovabile. Le traverse prodotte da Greenrail hanno un’anima in calcestruzzo rivestita da una miscela di plastica e gomma, ottenute dal riciclo di rifiuti urbani e pneumatici fuori uso: 1.670 traversine, l’equivalente di un chilometro di linea, consentono il riciclo di 35 tonnellate di materiale. Il primo tratto pilota è stato inaugurato a settembre 2018 sul percorso Reggio Emilia-Sassuolo, dove sono state installate anche due altri tipi di traverse attualmente in fase di pre-industrializzazione: le Link-Box, che integrano dei sistemi per la diagnostica, la manutenzione predittiva e le telecomunicazioni, e le Solar, che grazie a dei pannelli fotovoltaici trasformano una linea ferroviaria in un generatore di energia. In questo modo, dice De Lisi, “l’infrastruttura viene sfruttata e ha un impatto positivo anche durante quel 95% del tempo durante il quale non svolge il suo compito primario”.

La frontiera dell’idrogeno

Dal punto di vista dei mezzi che percorrono le rotaie, una delle soluzioni più interessanti per combinare risparmio energetico e abbattimento delle emissioni sono i treni a idrogeno, che secondo la società di consulenza Roland Berger nel 2030 potrebbero arrivare al 20% delle quote del mercato. Il primo prototipo al mondo, il Coradia iLint, è stato realizzato dai francesi di Alstom, che a inizio di giugno 2020 hanno stipulato un accordo quinquennale con Snam per sviluppare questa tecnologia anche in Italia. Il treno è stato pensato per essere utilizzato sulle linee non elettrificate, dove ancora dominano i convogli diesel: le celle del motore trasformano l’idrogeno stoccato sul tetto e l’ossigeno dell’aria nell’elettricità necessaria alla trazione. Il sistema è estremamente silenzioso e produce come scarico acqua condensata e vapore. I primi due prototipi hanno iniziato il servizio passeggeri su una linea regionale della Bassa Sassonia a settembre 2018, e dal 2022 quattordici treni sostituiranno sulla stessa tratta l’attuale flotta a gasolio. Quanto all’Italia, dove ci sono 4.763 km di binari non collegati alla rete elettrica (in Sardegna e Valle d’Aosta sono il 100%), l’intesa siglata da Alstom e Snam prevede la realizzazione, già all’inizio del 2021, di progetti di mobilità ferroviaria riguardanti sia i treni e la loro manutenzione (di cui si occuperà l’azienda francese), sia l’infrastruttura tecnologica necessaria alla produzione, al trasporto e al rifornimento dell’idrogeno, che sarà curata dal gruppo italiano.

I progetti green dei vettori

Anche le compagnie ferroviarie sono sempre più impegnate nel raggiungimento di obiettivi di sostenibilità ed economia circolare. Negli Stati Uniti, dove il dominio di auto e aerei ha frenato per decenni lo sviluppo dell’alta velocità ferroviaria, Amtrak – l’operatore nazionale di proprietà del governo federale – nel 2019 ha trasportato 32,5 milioni di passeggeri, il numero più alto di sempre: una crescita registrata non solo nell’area delle grandi città del Nord-Est, ma anche sulle tratte a lungo raggio. Nel dicembre 2019, Caroline Decker, vicepresidente della Northeast Corridor Service Line, in un’intervista al sito di Business Traveller, ha spiegato che “la forte domanda di modalità di trasporto alternative sta creando uno scenario economico migliore” per gli investimenti nel comparto ferroviario. Amtrak, infatti, ha in programma di spendere 151 miliardi di dollari entro il 2040 per implementare la rete ad alta velocità e migliorare le infrastrutture esistenti, con la previsione di dimezzare i tempi di viaggio su tratte da 400 miglia (circa 640 chilometri), rendendoli comparabili a quelli dell’aereo.
Da questa parte dell’Atlantico, oltre a perseguire l’obiettivo della carbon neutrality entro il 2050 fissato dall’Ue in base agli Accordi di Parigi, le maggiori aziende di trasporto ferroviario hanno incorporato nei loro piani di sviluppo diverse azioni che mirano alla riduzione dell’impatto ambientale. In Francia SNCF prevede di introdurre treni a idrogeno su alcune tratte regionali dal 2021 e di togliere dalla circolazione tutti i mezzi diesel entro il 2035. La tedesca Deutsche Bahn, invece, sta testando su alcuni convogli dei sistemi di condizionamento dell’aria per mezzo di refrigeranti naturali, ed entro quest’anno ha l’obiettivo di dimezzare il livello di rumore dei suoi treni.

E in Italia?

Nel Belpaese, entro il 2030 FS Italiane ha l’obiettivo di trasferire il 5% degli spostamenti dalle auto private alla mobilità dolce condivisa, rispetto ai dati del 2015. Nel 2019 il gruppo che gestisce Trenitalia e la rete ferroviaria nazionale ha diminuito le sue emissioni di CO2 di 2,6 milioni di tonnellate (-1,6%) rispetto al 2018, mentre negli ultimi dieci anni i convogli ad alta velocità hanno ridotto le emissioni in atmosfera di 20 milioni di tonnellate.
Proprio i treni AV dell’ultima generazione – spiegano dalla società – sono i primi al mondo nel loro genere a vantare una Dichiarazione ambientale di prodotto: i Frecciarossa 1000 sono stati infatti progettati per ridurre i consumi energetici fino al 30% rispetto ai modelli precedenti, e sfruttano le frenate per recuperare fino al 15% di energia elettrica da restituire alla rete. Inoltre, sono costruiti con più del 20% di materie prime riciclate, e a fine vita saranno a loro volta riciclabili quasi totalmente.
Per il trasporto regionale invece – la cui flotta sarà rinnovata fino all’80% entro i prossimi cinque anni – lo scorso gennaio Trenitalia ha commissionato a Hitachi 43 treni ibridi con propulsione diesel, pantografo per il collegamento alla rete elettrica e batterie per effettuare l’ultimo miglio sulle linee non elettrificate, evitando di usare il motore: un sistema che permetterà di ridurre il rumore e diminuire del 20% i consumi di carburante. I primi convogli arriveranno già nel 2021 in Sicilia, Sardegna, Toscana, Valle d’Aosta e Lazio.

Per approfondire: scarica e leggi Materia Rinnovabile #32 dedicato al turismo sostenibile