Electrified highways represent far more than a mere opportunity to reduce CO₂ emissions and our dependence on fossil fuels: they offer a chance to rethink an entire logistics system in pursuit of greater efficiency and resilience. In this thesis, I investigate the technical and economic feasibility of Electric Road Systems (ERS), from overhead catenary to inductively energized rails, to understand how these technologies might be integrated within Europe’s transport networks. Beginning with an analysis of the current state of freight transport and its environmental challenges, I examine the latest technological advancements and pilot projects deployed across Europe and beyond. Using simulation models and economic assessments, I evaluate the performance of heavy-duty vehicles under dynamic charging systems, considering energy efficiency, infrastructure costs, environmental impact, and regulatory incentives. The results demonstrate that electrified highways deliver tangible sustainability benefits but require substantial investment and close public–private collaboration. I further contend that integrating onboard battery storage with dynamic charging infrastructure could enhance the system’s overall flexibility and effectiveness. In the concluding chapter, I propose development scenarios and operational strategies aimed at policymakers and industry stakeholders, offering practical recommendations to transform these infrastructures from a promising concept into a concrete reality in the coming years.

Le autostrade elettrificate rappresentano molto più di una semplice opportunità per ridurre le emissioni di CO₂ e la dipendenza dai combustibili fossili: sono l’occasione per ripensare un intero sistema logistico verso maggiore efficienza e resilienza. In questa tesi esploro la fattibilità tecnica ed economica degli Electric Road Systems (ERS), dalle catenarie aeree ai binari elettrificati a induzione, per capire come queste tecnologie possano integrarsi nel contesto delle reti europee. Partendo da un’analisi dello stato attuale del trasporto merci e delle sue criticità ambientali, analizzo i più recenti sviluppi tecnologici e i progetti pilota realizzati in Europa e oltre. Attraverso modelli di simulazione e valutazioni economiche, analizzo le prestazioni dei veicoli pesanti in ricarica dinamica, considerando efficienza energetica, costi infrastrutturali, impatto ambientale e incentivi normativi. I risultati mostrano che le autostrade elettriche offrono benefici concreti in termini di sostenibilità, ma richiedono investimenti significativi e una stretta collaborazione tra pubblico e privato. Ritengo inoltre che l’integrazione di batterie di bordo e sistemi di ricarica dinamica possa aumentare la flessibilità e l’efficacia complessiva del sistema. Nelle conclusioni propongo scenari di sviluppo e strategie operative rivolte a decisori politici e operatori del settore, offrendo spunti pratici per trasformare queste infrastrutture da idea promettente a realtà concreta nei prossimi anni.

Analisi di fattibilità delle autostrade elettriche per il trasporto merci

Urbinati, Matteo
2024/2025

Abstract

Electrified highways represent far more than a mere opportunity to reduce CO₂ emissions and our dependence on fossil fuels: they offer a chance to rethink an entire logistics system in pursuit of greater efficiency and resilience. In this thesis, I investigate the technical and economic feasibility of Electric Road Systems (ERS), from overhead catenary to inductively energized rails, to understand how these technologies might be integrated within Europe’s transport networks. Beginning with an analysis of the current state of freight transport and its environmental challenges, I examine the latest technological advancements and pilot projects deployed across Europe and beyond. Using simulation models and economic assessments, I evaluate the performance of heavy-duty vehicles under dynamic charging systems, considering energy efficiency, infrastructure costs, environmental impact, and regulatory incentives. The results demonstrate that electrified highways deliver tangible sustainability benefits but require substantial investment and close public–private collaboration. I further contend that integrating onboard battery storage with dynamic charging infrastructure could enhance the system’s overall flexibility and effectiveness. In the concluding chapter, I propose development scenarios and operational strategies aimed at policymakers and industry stakeholders, offering practical recommendations to transform these infrastructures from a promising concept into a concrete reality in the coming years.
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
23-ott-2025
2024/2025
Le autostrade elettrificate rappresentano molto più di una semplice opportunità per ridurre le emissioni di CO₂ e la dipendenza dai combustibili fossili: sono l’occasione per ripensare un intero sistema logistico verso maggiore efficienza e resilienza. In questa tesi esploro la fattibilità tecnica ed economica degli Electric Road Systems (ERS), dalle catenarie aeree ai binari elettrificati a induzione, per capire come queste tecnologie possano integrarsi nel contesto delle reti europee. Partendo da un’analisi dello stato attuale del trasporto merci e delle sue criticità ambientali, analizzo i più recenti sviluppi tecnologici e i progetti pilota realizzati in Europa e oltre. Attraverso modelli di simulazione e valutazioni economiche, analizzo le prestazioni dei veicoli pesanti in ricarica dinamica, considerando efficienza energetica, costi infrastrutturali, impatto ambientale e incentivi normativi. I risultati mostrano che le autostrade elettriche offrono benefici concreti in termini di sostenibilità, ma richiedono investimenti significativi e una stretta collaborazione tra pubblico e privato. Ritengo inoltre che l’integrazione di batterie di bordo e sistemi di ricarica dinamica possa aumentare la flessibilità e l’efficacia complessiva del sistema. Nelle conclusioni propongo scenari di sviluppo e strategie operative rivolte a decisori politici e operatori del settore, offrendo spunti pratici per trasformare queste infrastrutture da idea promettente a realtà concreta nei prossimi anni.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/243465