Modelli e metodi di ottimizzazione per l’allocazione delle risorse destinate dal PNRR alla sperimentazione dell’idrogeno per il trasporto stradale e ferroviario
Models and methods for the optimal allocation of resources assigned by the PNRR to hydrogen experimentation for road and rail transport
Responsabile Scientifico e PI: prof. Luca D'Acierno
Responsabile scientifico di unità locale: prof. Mariano Gallo
Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) è organizzato in 6 missioni; tra queste, la missione 2 “Rivoluzione verde e transizione ecologica” comprende gli interventi riguardanti la mobilità sostenibile; tra questi, all’interno della componente “M2C2.
Energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile”, sono previsti due specifici ambiti di intervento riguardati l’utilizzo dell’idrogeno per i trasporti: 1) “Investimento 3.3: Sperimentazione dell’idrogeno per il trasporto stradale”, cui sono destinati 230 milioni di euro; 2) “Investimento 3.4: Sperimentazione dell’idrogeno per il trasporto ferroviario”, cui sono destinati 300 milioni di euro.
L’investimento 3.3 fa riferimento all’utilizzo di veicoli stradali merci alimentati ad idrogeno e prevede la creazione di 40 stazioni di rifornimento, collocate strategicamente sul territorio nazionale, lungo le rotte più densamente percorse da veicoli merci a lungo raggio. Il piano prevede che si possa raggiungere un tasso di penetrazione di veicoli merci pesanti a celle a combustibile che arrivi al 5-7% entro il 2030. L’investimento 3.4, invece, prevede che si possano convertire circa 9 stazioni di rifornimento su 6 linee ferroviarie non elettrificate, in modo da sostituire con treni alimentati a idrogeno i treni diesel che svolgono il servizio; nella localizzazione di queste stazioni, si darà priorità a quelle in aree dove siano possibili sinergie con le stazioni di rifornimento previste per i veicoli merci.
Il progetto sarà articolato su due linee di ricerca. Una linea di ricerca si occuperà dell’individuazione delle linee ferroviarie non elettrificate sulle quali prevedere i treni alimentati ad idrogeno e la localizzazione delle relative stazioni di rifornimento, mentre l’altra linea di ricerca studierà la localizzazione ottimale delle stazioni di rifornimento per i veicoli merci su tratte di lunga percorrenza sulla rete stradale nazionale, individuando le aree ottimali anche in base alla possibilità di creare sinergie con le stazioni di rifornimento previste per il trasporto ferroviario.
Per raggiungere gli obiettivi della ricerca, sono previste le seguenti attività principali:
Att 1.1) analisi dell’offerta di trasporto ferroviario nazionale;
Att 1.2) individuazione delle linee non elettrificate e analisi dei relativi treni-km/anno;
Att 1.3) formulazione di un modello per l’individuazione delle linee su cui prevedere treni a idrogeno;
Att 1.4) formulazione di un modello di localizzazione ottimale delle stazioni di rifornimento;
Att 2.1) costruzione di un modello di offerta di trasporto stradale nazionale;
Att 2.2) stima della domanda di trasporto merci nazionale, con un livello di zonizzazione territoriale almeno provinciale;
Att 2.3) stima dei flussi di traffico stradale delle merci;
Att2.4) formulazione di un modello di localizzazione ottimale delle stazioni di rifornimento per il trasporto stradale;
Att 3.1) localizzazione ottimale congiunta delle stazioni di rifornimento.
The Italian National Recovery and Resilience Plan (Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza – PNRR) is organized into 6 missions; among these, mission 2 “Green revolution and ecological transition” includes interventions concerning sustainable mobility; among these, within the "M2C2. Renewable energy, hydrogen, grid and sustainable mobility ", two specific areas of intervention are envisaged regarding the use of hydrogen for transport: 1) “Investment 3.3: Hydrogen testing for road transport”, which is funded with 230 million of Euros; 2) “Investment 3.4: Hydrogen testing for rail transport”, which is funded with 300 million Euros.
Investment 3.3 refers to the use of hydrogen-powered road freight vehicles and provides for the creation of 40 refuelling stations, strategically located throughout the country, along the routes most densely travelled by long-range freight vehicles. The plan foresees that it will be possible to achieve a penetration rate of heavy freight vehicles with fuel cells that reach 5-7% by 2030.
Investment 3.4, on the other hand, foresees that about 9 refuelling stations on 6 non-electrified railway lines can be converted, to replace the diesel trains that perform the service with hydrogen-powered trains; in the location of these stations, priority will be given to those in areas where synergies with the refuelling stations provided for freight vehicles are possible.
The project will be articulated on two research lines. One research line will deal with the identification of non-electrified railway lines on which to adopt hydrogen-powered trains and the location of the related refuelling stations, while the other research line will study the optimal location of refuelling stations for freight vehicles on long-distance routes on the national road network, identifying the optimal areas also based on the possibility of creating synergies with the refuelling stations provided for rail transport.
To achieve the research objectives, the following main actions are planned:
Action 1.1) supply analysis of the national rail transport;
Action 1.2) identification of non-electrified lines and analysis of the related train-km/year;
Action 1.3) formulation of a model for identifying the lines on which to provide hydrogen trains;
Action 1.4) formulation of an optimal localization model of refuelling stations;
Action 2.1) construction of a national road transport supply model;
Action 2.2) estimation of the demand for national freight transport, with at least a provincial level of territorial zoning;
Action 2.3) estimation of road traffic freight flows;
Action 2.4) formulation of an optimal localization model of refuelling stations for road transport;
Action 3.1) joint optimal localization of refuelling stations.
