Un Nuovo Studio Rivela le Sfide Nascoste dell’Elettrificazione del Trasporto Pubblico

Noi esseri umani non amiamo davvero il freddo. Dopotutto, il flusso sanguigno diminuisce, la perdita di calore aumenta e soffriamo di una ridotta destrezza manuale.

Ma che dire delle macchine, in particolare i nostri veicoli elettrici (EV)? Beh, risulta che anche a loro non piace il clima freddo.

Uno studio nuovo¹ ha scoperto che l’energia totale consumata e rigenerata dagli autobus elettrici aumenta in media del 48 % quando la temperatura è compresa tra -4 °C e 0 °C rispetto alla Zona di Temperatura Ottimale (OTZ). Nel frattempo, l’aumento medio nella fascia da -12 °C a 10 °C è del 28,6 %.

Perché l’Elettrificazione Sta Ridefinendo il Trasporto e l’Energia a Livello Mondiale

Gli autobus elettrici fanno parte della tendenza all’elettrificazione, che sta rapidamente plasmando il panorama energetico globale. Questo segna un passaggio verso veicoli elettrici e soluzioni di accumulo energetico, sostituendo l’uso dei combustibili fossili. Queste sostituzioni sono più efficienti, riducono la domanda energetica e decarbonizzano i settori dell’energia e dei trasporti.

Questa transizione non solo riduce le emissioni di gas serra (GHG) ma migliora anche la sicurezza energetica, promuove una crescita economica sostenibile e sostiene lo sviluppo di sistemi energetici più puliti e resilienti a livello globale.

Come parte di questa tendenza, i veicoli elettrici (EV) stanno guadagnando molta trazione, con più di 4 milioni di auto elettriche vendute nel primo trimestre del 2025, ovvero oltre un milione di EV in più venduti nei primi tre mesi di quest’anno rispetto allo stesso periodo dell’anno precedente.

I veicoli leggeri (LDV) come auto e furgoni rappresentano la maggior parte di queste vendite di EV. Secondo il rapporto dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), mentre gli autobus elettrici e i LDV elettrici avevano circa la stessa quota di parco nel 2024, la quota di vendite dei primi sta crescendo più lentamente. 

Si prevede che la quota raggiunga meno del 20 % a livello globale entro la fine di questo decennio nello Scenario delle Politiche Dichiarate (STEPS), che fornisce una valutazione settore per settore delle politiche implementate per raggiungere gli obiettivi energetici dichiarati. Di conseguenza, si prevede che gli autobus elettrici rappresenteranno poco più del 10 % del parco autobus globale entro il 2030.

Tuttavia, si prevede che il mercato globale degli autobus elettrici crescerà da 17 miliardi di dollari nel 2024 a 37,5 miliardi entro il 2030, rappresentando un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 14,2 %.

In linea con questa tendenza, Tompkins Consolidated Area Transit (TCAT), un operatore di trasporto pubblico a Ithaca, New York, ha ottenuto i finanziamenti per acquistare sette autobus completamente elettrici per una prova, ma l’esperienza non si è rivelata così positiva come previsto. Gli autobus hanno effettivamente faticato nel terreno collinoso della zona e sono risultati inaffidabili con un’autonomia ridotta in condizioni di freddo. Pertanto, TCAT si è collegata ai ricercatori della Cornell per ottenere approfondimenti dal loro programma pilota.

Cornell researchers undertook this task and carefully assessed the underperformance of buses in cold weather, as well as its implications for manufacturers, operators, policymakers, schools, cities, and other groups considering the electrification of their fleets.

Perché gli Autobus Elettrici Faticano nel Freddo: Sfide Chiave

Mentre gli autobus elettrici a batteria (BEB) hanno dimostrato un grande potenziale nella riduzione delle emissioni di GHG e si prevede che giocheranno un ruolo chiave nella trasformazione del trasporto pubblico verso alternative energetiche pulite, stanno affrontando sfide che ne limitano l’adozione diffusa.

Tra queste sfide tecniche, la limitata autonomia operativa dei BEB, soprattutto in condizioni di freddo, è un problema importante.

Il punto è che, proprio come qualsiasi altro EV dotato di pacchi batteria ad alta tensione, gli autobus elettrici a batteria subiscono anche una notevole diminuzione dell’efficienza energetica quando operano al di sotto della temperatura ottimale. Questo si applica in particolare a condizioni sottozero, portando a un aumento dei costi operativi totali e all’ansia da autonomia.

Con gli autobus urbani che percorrono in media 42.940 miglia all’anno, quattro volte più di un’auto tipica, e operano su percorsi e orari fissi, la variabilità del freddo nelle prestazioni degli autobus elettrici crea serie sfide nel soddisfare la domanda di trasporto.

Oltre alle complicazioni nella programmazione della ricarica e nella distribuzione dei veicoli, le sfide includono difficoltà nella scelta della dimensione della batteria e nella pianificazione delle infrastrutture di ricarica. Tutti questi fattori possono influire negativamente sulla fattibilità economica dei BEB rispetto agli autobus diesel.

Per quanto riguarda la ridotta autonomia operativa dei BEB in condizioni di freddo, ciò è dovuto a una serie di elementi interrelati.

Soprattutto, le proprietà chimiche delle celle della batteria, sensibili alla temperatura, portano a una capacità ridotta e a tassi di scarica più bassi. Per mantenere le celle della batteria alla temperatura ottimale, sono stati sviluppati sistemi di gestione termica della batteria (BTMS), ma anche questi possono consumare molta energia a seconda delle condizioni operative.

Poi c’è l’aumento del carico energetico dovuto al sistema di ventilazione, riscaldamento e aria condizionata (HVAC), che contribuisce significativamente a ridurre l’autonomia operativa.

L’efficacia dei sistemi di frenata rigenerativa, che catturano energia durante la frenata, è compromessa in condizioni di freddo a causa di vari fattori tecnici e ambientali. Inoltre, i comportamenti di conducenti e operatori, influenzati da condizioni meteorologiche avverse e caratteristiche del percorso, impattano significativamente sull’efficienza energetica dei BEB.

Quindi, comprendere tutti questi fattori umani e meccanici in dettaglio è essenziale per sviluppare strategie efficaci volte a mitigare gli effetti avversi del freddo sui BEB. Ciò, a sua volta, riduce i costi operativi per gli operatori di flotte e consente ai produttori di migliorare il design dei veicoli per una migliore performance in condizioni di freddo.

Diversi studi hanno cercato di quantificare l’impatto del freddo sulle prestazioni dei BEB simulando il consumo energetico e investigando l’influenza della temperatura dell’aria ambiente nel mondo reale.

Tuttavia, permangono lacune significative nella comprensione di come tale impatto sia influenzato in scenari diversi e più complessi, come le fasi di inattività e di guida su percorsi rurali e urbani, il che è cruciale per strategie operative regionali mirate.

Non solo i contributi del riscaldamento della batteria, della frenata rigenerativa e di altri componenti chiave alla performance energetica non sono stati adeguatamente discussi nella programmazione complessa dei percorsi, ma manca anche uno studio reale che copra distanze significative a temperature di congelamento. Inoltre, le informazioni sulla fattibilità dei BEB in condizioni fredde sono limitate, e le linee guida per le strategie operative in clima freddo sono insufficienti.

Pertanto, i ricercatori dell’Università Cornell hanno intrapreso l’analisi dell’impatto del freddo sul consumo energetico e sulla rigenerazione, scomponendo i BEB usando dati reali di due anni provenienti dai sette autobus elettrici a batteria operati da TCAT. Oltre il 40 % dei viaggi di questi BEB si è verificato sotto i 12 °C.

Per quantificare l’impatto, il team ha sviluppato modelli di Zona di Temperatura Ottimale (OTZ) per prevedere il consumo energetico durante l’inattività, la guida e la rigenerazione per ogni viaggio, assumendo temperature ideali.

Avendo identificato i fattori operativi responsabili dell’aumento del consumo, i ricercatori offrono anche raccomandazioni per migliorare il funzionamento degli autobus.

Quantificare l’Impatto del Freddo sull’Efficienza degli Autobus Elettrici

Come descritto in precedenza, lo studio dell’Università Cornell ha rilevato che le batterie degli autobus elettrici consumano fino al 48 % di energia in più in condizioni di freddo, con temperature comprese tra 25 °F e 32 °F. Queste batterie consumano anche quasi il 27 % di energia in più in un intervallo di temperatura più ampio, da 10 a 50 °F.

Questo drastico aumento nel consumo energetico, ha affermato l’autore senior Max Zhang, professore Irving Porter Church di Ingegneria presso Cornell Engineering, è stato inaspettato, ma ha aggiunto che “ogni lezione è una buona lezione. Questo ci aiuta a imparare come società e a fare meglio.”

La quantificazione dell’aumento del consumo energetico della flotta pilota si basa su due anni di dati raccolti da TCAT, rendendola la prima a valutare e analizzare le prestazioni degli autobus elettrici nel nord-est degli Stati Uniti.

In questo modo, TCAT e i ricercatori della Cornell condividono le loro intuizioni e apprendono l’uno dall’altro attraverso dati e collaborazione. Il team di Zhang ha incontrato ripetutamente i funzionari di TCAT man mano che la ricerca progrediva.

È degno di nota che il set di dati di TCAT coprisse una distanza significativa, con un chilometraggio totale di 225.837 chilometri nella contea di Tompkins, New York, operando in condizioni diverse, fornendo così un set di dati più completo rispetto a studi precedenti sui BEB.

Il 4,7 % di questa distanza totale è stato registrato a temperature ambientali medie, cioè sotto zero, mentre circa 50.000 miglia o oltre 80.000 chilometri sono stati registrati a temperature fredde, cioè nell’intervallo da 0 °C a 12 °C.

According to Zhang, who is a provost’s fellow for public engagement:

“Stiamo beneficiando del fatto che TCAT è un leader in questa regione, ed è un vero privilegio avere accesso a questi dati, così possiamo vedere le prestazioni in tempo reale. Una delle lezioni che abbiamo imparato è che questi autobus dovrebbero essere progettati per l’intero paese, inclusi gli stati con climi più freddi. Abbiamo anche scoperto che sono diversi dai tradizionali autobus diesel, con comportamenti differenti, che richiedono strategie diverse per sfruttarli al meglio.”

I ricercatori hanno prima modellato come i veicoli si comporterebbero a temperature ideali per tenere conto di fattori non legati solo alla temperatura, come le variazioni delle condizioni del traffico.

Per questo, hanno sviluppato un modello di base OTZ innovativo che simula le prestazioni dei BEB a temperature ottimali, mantenendo le condizioni non sensibili alla temperatura come quelle al momento dell’operazione reale in condizioni di freddo.

Poi lo hanno confrontato con le loro prestazioni reali su più di 40 percorsi e orari complessi. 

Researchers found that battery self-heating accounts for half of the increased energy use in cold weather. EV batteries perform best around 75°F, so the colder they are at startup, the more energy is needed to warm them.

Il riscaldamento dell’abitacolo dell’autobus è l’altra ragione principale. Le fermate frequenti, soprattutto nei percorsi urbani, comportano l’apertura e chiusura delle porte ogni pochi minuti, il che significa che le batterie devono lavorare di più per riscaldare gli abitacoli.

“Con un veicolo completamente elettrico, la batteria è l’unica fonte di energia a bordo. Tutto deve provenire da essa.”

– Zhang, che è anche senior faculty fellow at the Cornell Atkinson Center for Sustainability

La frenata rigenerativa è stata anche trovata meno efficiente a basse temperature dai ricercatori. Questo meccanismo di recupero energetico rallenta un veicolo in movimento convertendo la sua energia cinetica in energia elettrica che può essere usata immediatamente o immagazzinata per uso futuro.

Questo meccanismo è presente nella maggior parte dei veicoli ibridi e completamente elettrici. A differenza di un sistema di frenata convenzionale, dove il veicolo rallenta a causa dell’attrito tra le pastiglie dei freni e i rotori, con conseguente perdita di quasi tutta l’energia cinetica che spinge il veicolo in avanti, la frenata rigenerativa recupera oltre il 70 % dell’energia.

Ora, questo sistema diventa meno efficiente in condizioni di freddo, probabilmente perché la batteria fatica a mantenere una temperatura uniforme tra le sue celle. La batteria degli autobus elettrici, dopotutto, è circa otto volte più grande di una batteria EV standard, per poter coprire percorsi più lunghi e capacità di passeggeri maggiori.

Ora, la domanda è: cosa si può fare per migliorare le prestazioni degli autobus elettrici a batteria in condizioni di freddo? Per questo, i ricercatori raccomandano di conservare gli autobus al coperto quando non sono in uso per migliorare le prestazioni delle batterie. Oltre a mantenere la temperatura ambientale più calda durante i periodi prolungati di inattività, altre strategie a breve termine consigliate per gli operatori includono la ricarica della batteria quando è ancora calda, l’installazione di coperture laterali per ridurre la convezione d’aria nell’abitacolo e la limitazione della durata dell’apertura delle porte alle fermate.

Per i produttori, i ricercatori hanno raccomandato progetti ottimizzati per il riscaldamento delle batterie e i sistemi HVAC. Lo studio può anche aiutare i responsabili politici a creare linee guida per gli incentivi, valutare la fattibilità e stabilire le priorità dei percorsi del trasporto pubblico elettrificato.

Su scala più ampia, lo studente di dottorato Jintao Gu, primo autore dello studio, ha affermato che questa ricerca evidenzia la necessità di valutazioni e maggiori aggiustamenti nelle infrastrutture per supportare gli autobus elettrici.

“Devi cercare di ottimizzare il programma di tutti gli autobus e considerare la capacità della tua infrastruttura – quante stazioni di ricarica hai, e se hai il tuo garage. Devi formare i conducenti, i dispatcher e gli operatori di servizio. Penso che dal punto di vista operativo e infrastrutturale, ci siano molti messaggi qui per la pianificazione futura dei sistemi di trasporto.”

– Gu

Le rotte rurali e urbane di Ithaca, insieme al suo terreno collinoso, hanno permesso ai ricercatori di ottenere molte più intuizioni sulle prestazioni degli autobus.

Ciò li ha aiutati a scoprire che gli autobus elettrici hanno mostrato un aumento minore dell’utilizzo di energia sulle rotte rurali rispetto a quelle urbane in condizioni di freddo. Secondo lui, tali informazioni potrebbero aiutare i pianificatori di flotte a prendere decisioni strategiche informate quando assegnano percorsi agli autobus elettrici.

Investire nella Tendenza dell’Elettrificazione

REV Group è probabilmente la più grande beneficiaria della crescente tendenza di conversione dei veicoli tradizionali alimentati da combustibili in veicoli elettrici. È un progettista e produttore di veicoli speciali e ricreativi e serve principalmente il mercato nordamericano con i seguenti prodotti:

• Attrezzature per veicoli antincendio sotto i marchi KME, E-ONE, Ferrara e Spartan ER
• Ambulanze sotto i marchi Leader, Horton, Road Rescue, AEV e Wheeled Coach
• Camion terminali sotto i marchi Laymor e Capacity
• Veicoli ricreativi tramite American Coach, Lance Camper, Holiday Rambler, Renegade RV, Fleetwood RV e Midwest Automotive Designs

REV Group (REVG ) 

Nel 2021, REV Fire Group ha introdotto un camion antincendio completamente elettrico chiamato Vector, dotato di 316 kWh di batterie di grado automobilistico. Inoltre, REV Ambulance Group ha annunciato la prima ambulanza totalmente elettrica negli Stati Uniti, offrendo fino a 105 kWh di capacità della batteria. La controllata di REB Group, Capacity Trucks, nel frattempo, ha prodotto il camion terminale a celle a combustibile a idrogeno e un camion terminale elettrico a batteria utilizzando batterie al litio (NMC).

L’azienda era anche coinvolta nel settore della produzione di autobus, ma ha deciso di uscire dal mercato lo scorso anno vendendo il suo marchio di autobus scolastici Collins a Forest River nel 1Q24 per 303 milioni di dollari e la sua divisione di autobus di transito El Dorado National (ENC) a Rivaz nel 4Q25 per 52 milioni di dollari, come parte della sua iniziativa di semplificazione delle operazioni e miglioramento della redditività.

Per quanto riguarda la performance di mercato di REV Group, l’azienda con una capitalizzazione di mercato di 1,9 miliardi di dollari ha goduto di una forte tendenza al rialzo. Al momento della stesura, le azioni REVG sono scambiate a 37,49 $, in rialzo del 17,63 % quest’anno. Il prezzo dell’azione è intorno al suo massimo storico (ATH) di 38,50 $, raggiunto poche settimane fa.

Ha un EPS (TTM) di 1,76, un P/E (TTM) di 21,26 e un ROE (TTM) del 20,13 % offrendo al contempo un rendimento da dividendo dello 0,64 %.

Per quanto riguarda i dati finanziari dell’azienda, REV Group ha registrato vendite nette di 525,1 milioni di dollari, un utile netto di 18,2 milioni di dollari o 0,35 $ per azione diluita, e un EBITDA rettificato record di 36,8 milioni di dollari per il primo trimestre del 2025. Le spese in conto capitale sono anche diminuite notevolmente da 10,5 milioni di dollari nel 1Q24 a 4,9 milioni di dollari nel 1Q25.

Questo record, iniziato nel 2025, ha dichiarato il CEO Mark Skonieczny, dimostra la “forza della nostra esecuzione operativa e l’approccio disciplinato”. Questa performance rafforza la nostra fiducia nello slancio che stiamo costruendo e ci posiziona bene per l’anno a venire.

Utilizzando la sua solida posizione finanziaria, l’azienda ha ripreso i riacquisti di azioni, che Skonieczny ha detto “consideriamo un uso attraente del capitale alla valutazione attuale.”

Nel primo trimestre del 2025, REV Group ha riacquistato circa 0,6 milioni delle sue azioni ordinarie per 19,2 milioni di dollari a un prezzo medio di acquisto di 33,09 $ per azione. Al 31 gennaio 2025, ha riportato 290,2 milioni di dollari di capitale di lavoro commerciale, 108,4 milioni di dollari di debito netto e 31,6 milioni di dollari di liquidità.

Ultime Notizie e Sviluppi sul Titolo REV Group (REVG)

Conclusione: Superare le Barriere del Clima Freddo nel Trasporto Pubblico EV

Mentre il mondo passa ai veicoli elettrici, gli autobus elettrici a batteria offrono una via promettente per raggiungere un trasporto di massa sostenibile. Tuttavia, le loro prestazioni nei climi più freddi presentano sfide critiche che ostacolano una più ampia adozione.

Affrontare queste sfide è essenziale per decarbonizzare il settore dei trasporti, il che richiede la comprensione della complessità dell’uso energetico, delle condizioni operative e degli impatti climatici. L’ultima ricerca completa della Cornell fornisce le approfondite informazioni necessarie su questi fattori, aiutando operatori, produttori e responsabili politici a navigare le promesse e le insidie dell’elettrificazione con una comprensione più approfondita, aprendo la strada a una transizione più fluida e resiliente verso un sistema di trasporto pubblico più pulito.

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Studi Citati:

^{1. Gu, J., Liao, Q., & Zhang, K. M. (2025). Valutare l’impatto del freddo sui bus di transito elettrici a batteria. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 127, 104809. https://doi.org/10.1016/j.trd.2025.104809}