A seguito delle osservazioni di molti lettori sull'articolo "Quante auto elettriche può caricare la rete nazionale?", che avevo pubblicato nei giorni scorsi, ho deciso di scrivere questo secondo articolo per chiarire alcuni aspetti che non avevo approfondito o alcuni "numeri" che avevo utilizzato senza darne motivazione. Torniamo quindi alle domande della volta scorsa: Cosa succede se "troppe" macchine si allacciano alla rete per ricaricarsi? Le nostre infrastrutture sono dimensionate per sopportare una simile "rivoluzione"? Vediamo assieme quali sono i punti critici e gli elementi da tenere in considerazione.
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Riepilogo della puntata precedente
Nel precedente articolo ho fatto alcuni semplici calcoli sulla base delle curve di carico della rete elettrica nazionale, trovando che la potenza di generazione che abbiamo a disposizione oggi, potrebbe tranquillamente caricare più di 2,5 Milioni di autovetture elettriche (BEV) che siano in carica lenta durante la notte. Questo quantitativo di auto "full electric" richiederà comunque non meno di 5 anni per essere immesso sul mercato, periodo che potrebbe permettere azioni di potenziamento della rete elettrica o l'attuazione dei protocolli di comunicazione tra rete elettrica e stazioni di ricarica.
L'articolo precedente lo potete trovare a questo Link Quante auto elettriche può caricare la rete nazionale?
Livelli del problema
E' comunque vero che l'adozione di auto elettriche su larga scala comporta problemi su tutti i livelli della rete elettrica, dagli impianti di generazione fino al punto di consegna nelle abitazioni o nelle aziende, mentre nel precedente articolo ho solamente esaminato la disponibilità di potenza messa a disposizione nel complesso delle centrali di produzione elettrica e della capacità di trasmissione della rete elettrica nazionale.
Questa prima stima mi ha permesso di ricavare un semaforo verde per una prima adozione di auto a batterie o ibride numericamente rilevante, a partire da 2,5 milioni fino a coprire circa il 25% del parco auto nazionale.
E' comunque vero che l'articolo precedente non ha affrontato la problematica delle reti elettriche "locali" che curano la distribuzione cittadina, argomento che per essere trattato richiede un ulteriore articolo, al quale sto lavorando.
Parola d'ordine: Media
Una parola comunque vi chiedo di tenere in considerazione per questi articoli, cioè media. Qui infatti ragioneremo sul comportamento medio degli utenti, l'orario medio di lavoro, i consumi medi nazionali e tanto altro, cioè cercheremo di capire cosa succede a carattere generale. Con questi articoli infatti sto cercando di individuare quello che in futuro potrà essere il comportamento medio dei possessori di auto elettriche e le relative conseguenze.
I casi personali tipo “devo caricare immediatamente l'auto elettrica per andare domani a trovare la nonna” ci stanno, e ce ne sono tanti altri, ma fanno parte dei tanti casi che contribuiscono alla media nazionale.
Diurno e Notturno
Per le riflessioni che seguiranno è indispensabile prendere in considerazione i comportamenti della popolazione. Ad esempio è chiaro che nella società in cui viviamo il grosso delle attività si svolge nell'intervallo 7 – 20, orari al di fuori dei quali le attività umane si riducono sensibilmente e di conseguenza si riduce il traffico stradale.
Che questa sia la fascia oraria “attiva” per la stragrande maggioranza della popolazione è dimostrata anche dalla curva di carico della potenza elettrica assorbita dal “sistema Italia” riportata da Terna ogni giorno.
Quindi, sempre nella media, è logico desumere che di notte la stragrande maggioranza dei veicoli è ferma, sia che si tratta di veicoli aziendali che di veicoli privati. E' quindi molto probabile che tali orari siano scelti da una larga fetta dei possessori di veicoli elettrici per caricare la batteria.
Ma, come vedremo a breve, questa considerazione non è dovuta solo ad aspetti comportamentali ma anche ad aspetti economici, tecnici e tariffari.
Potenza Impegnata, Potenza Contrattuale
Un altro fattore che incide nella scelta dell'orario in cui ricaricare la batteria della nostra auto elettrica è la potenza contrattuale. Se durante il giorno nella mia unità immobiliare, che sia una azienda o una abitazione, l'impianto elettrico è “impegnato” con le utenze elettriche tradizionali quali elettrodomestici, computer, ecc., le probabilità di avere margine di potenza a disposizione per caricare un'auto elettrica saranno basse.
Oppure il margine c'è ma l'utente medio non è in grado di percepirlo o, soprattutto, non è disposto a correre il rischio di interrompere la continuità elettrica della casa o dell'azienda per superamento della potenza contrattuale.
Questi utenti dovranno quindi scegliere tra:
- Aumentare la potenza contrattuale della fornitura elettrica, oppure
- Caricare l'auto in orari meno "affollati", come ad esempio durante la notte
Naturalmente il primo punto deve avere una giustificazione "economica" visto che l'aumento della potenza contrattuale impone degli oneri che si faranno sentire per tutto l'anno, scelta che potrebbe essere d'obbligo per chi fa un uso intensivo dell'auto.
Un piccolo artigiano o trasportatore che opera in città, ad esempio, potrebbe voler caricare il proprio furgone elettrico durante la pausa pranzo, quindi l'aumento di potenza dei suo contatore potrebbe essere giustificato.
L'utente medio italiano, comunque, non ha questa necessità (lo vedremo tra poco) per cui sarà portato ad utilizzare la carica lenta diluita durante la notte, che non si sovrappone con altri elettrodomestici e non necessita l'aumento della potenza contrattuale.
L'azione degli organi di controllo
In tutti i ragionamenti (e le contestazioni) che si trovano in rete sull'argomento "impatto" sulla rete della ricarica dei veicoli elettrici manca un elemento tutt'altro che trascurabile: l'azione degli enti di controllo.
L'ente che sovraintende tariffe e regolamentazioni sulla rete elettrica è l'ARERA (ex Autorità per l'Energia), ente di controllo che ha tutti gli strumenti per “indirizzare” il comportamento degli utenti acqua, luce e gas.
In una materia delicata e di fondamentale importanza come il Sistema Elettrico Nazionale, non è pensabile che il regolatore stia a guardare comportamenti che possano mettere a rischio il funzionamento di un servizio così strategico senza prendere contromisure; in questi casi infatti, possono essere introdotti dei regolamenti per invitare gli utenti all'uso corretto delle risorse, come ad esempio tariffe agevolate su base oraria.
In medito alle prese di ricarica delle auto elettriche ARERA e GSE lo stanno già facendo(https://www.gse.it/servizi-per-te/news/mobilit%C3%A0-sostenibile-pubblicata-la-sezione-agevolazioni-per-la-ricarica-dei-veicoli-elettrici).
Nello specifico, dal prossimo 1°Luglio, i possessori di possessori di auto elettriche avranno la possibilità di assorbire fino a 6kW dal contatore di casa negli orari notturni e festivi senza dover richiedere un aumento di potenza. In pratica pagheranno per 3 kW anche se in alcuni orari potranno assorbirne 6.
Italiano medio e km medi
Un altro dato di fondamentale importanza per stimare i consumi delle auto elettriche su larga scala, è la percorrenza media dell'automobilista italiano, pari a 35 km al giorno. Si tratta di un dato veramente modesto, soprattutto alla luce del fatto che un'auto elettrica con una carica completa percorre in media 200km.
Dal punto di vista energetico, anche ipotizzando che alcuni utenti scelgano di ricaricare l'auto ogni volta che tornano a casa, dato il consumo energetico delle auto a batteria di circa 150Wh per ogni km percorso, in media avranno bisogno di 5 kWh al giorno per ripristinare il livello di carica della loro batteria.
Ricapitolando: l'automobilista italiano medio percorre 35 km al giorno; se ha un'auto di tipo elettrico che necessita di essere periodicamente ricaricata può scegliere due strade:
- Ricarica l'auto tutti i giorni per mantenere la batteria al 100%; per farlo dovrà consumare circa 2,5kW per 2 ore; tale comportamento avrà un impatto marginale sulla rete elettrica, perché è un assorbimento similare ad un grande elettrodomestico (ad esempio una asciugatrice).
- Ricarica "a fondo" della batteria circa una volta alla settimana, cosa che la maggioranza degli utenti farà di notte per i motivi che abbiamo visto ai punto precedenti (contratto, tariffe agevolate, orari di lavoro, ecc).
Questa seconda scelta, come abbiamo visto, non costituisce un problema a livello nazionale, ma semmai avrà delle ripercussioni in ambito locale quando il numero di autoveicoli elettrici, soprattutto privati, sarà rilevante.
Gita fuori porta
Da parte degli automobilisti privati vedo un solo potenziale rischio sulla ricarica di numerosi veicoli elettrici: la notte del venerdì. Il nostro italiano medio potrebbe infatti, sollecitato dalla moglie, ricordarsi all'ultimo momento che il weekend era prevista la gita in montagna, quindi niente di meglio che mettere sotto carica la macchina la notte del venerdì per avere l'auto pronta per la gita fuori porta del fine settimana.
Questo evento non è improbabile, ma potrebbe costituire un problema?
Con in numeri attualmente in nostro possesso è un problema che si potrebbe manifestare, ma solo quando ci sarà un numero di veicoli elettrici privati in circolazione superiore a 5 milioni, cioè tra circa 10 anni. Abbiamo quindi tutto il tempo per introdurre degli strumenti correttivi, soprattutto dei sistemi centralizzati per il controllo delle stazioni di ricarica.
Utenti "intensivi"
Tutti i ragionamenti di cui sopra non escludono che esistono ed esisteranno veicoli elettrici o ibridi di uso intensivo tanto da richiedere ripetute operazioni di ricarica durante il giorno o il ricorso a potenze maggiori dei 4kW ipotizzati per la carica notturna delle auto private.
Ad esempio un autobus elettrico durante la notte potrebbe essere messo in carica con potenze tra gli 11 e 22kW, mentre i mezzi aziendali come auto elettriche a lunga percorrenza o furgoncini, potrebbero richiedere una carica notturna tra i 7 e gli 11 kW. Questi mezzi andranno ad incidere nei consumi nazionali ed ovviamente peseranno sul sistema di distribuzione locale in Media e Bassa Tensione, ma non solo durante la notte.
Molti di questi mezzi infatti dovranno essere caricati anche durante il giorno, con operazioni veloci di elevata potenza ma con una bassissima contemporaneità; significa che pur facendosi sentire nei consumi nazionali, la loro potenza sarà diluita nelle ore del giorno.
Pausa Pranzo
Un ulteriore problema che potrebbe derivare dai veicoli elettrici, aziendali e privati, è il periodo della pausa pranzo. Molti infatti potrebbero scegliere questo lasso temporale per ricaricare il mezzo, con il rischio di sovraccaricare il sistema sia nazionale che locale.
Un utile punto di riferimento anche in questo caso sono i dati che ci forniscono le curve di carico giornaliere di Terna; osservando il grafico di un qualunque giorno è infatti chiaro che dopo le 12 il carico generale della rete elettrica scende sensibilmente (probabilmente molti italiani lavorano part-time!) e quindi c'è largo spazio per ricaricare i mezzi elettrici, in una fascia oraria che vede tra l'altro un contributo importante degli impianti fotovoltaici.
Conclusione
La generazione elettrica italiana può sostenere 56 GW di potenza alle 18 di sera in dicembre, significa che durante il giorno, quando abbiamo anche l'apporto degli impianti fotovoltaici, il sistema elettrico nazionale può sopportare un carico ancora maggiore. Lo stesso dicasi per i consumi notturni, che dopo le 21 scendono sensibilmente dandoci ampio spazio per la ricarica di veicoli elettrici durante la notte.
Non c'è quindi un problema di potenza se vogliamo ricaricare 2 o 3 Milioni di autoveicoli durante la notte; il parco mezzi elettrici "circolante" potrà inoltre essere anche molto maggiore, perché l'automobilista medio non ha bisogno di tutta questa energia tutti i giorni, ma si limiterebbe ad una o due ricariche alla settimana.
Resta il problema della rete locale, soprattutto di bassa tensione. Quanti utenti con auto elettrica può sostenere prima di costituire un collo di bottiglia? Lo vedremo in un prossimo articolo.
Link Utili
Articolo precedente https://www.electroyou.it/m_dalpra/wiki/quante-auto-elettriche-pu-caricare-la-rete-nazionale
Grafico Terna consumi nazionali https://www.terna.it/it/sistema-elettrico/transparency-report