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Quando la transizione elettrica sarà più che consolidata nel nostro Bel Paese, ci sarà abbastanza energia per caricare le auto elettriche in circolazione? Questa domanda e, più in generale, questo argomento li leggiamo spesso nella sezione commenti dei nostri articoli e per questo motivo abbiamo deciso di indagare più a fondo nella questione.
Come abbiamo anticipato in un articolo relativo agli e-Fuel dove si evidenzia che la produzione di carburante sintetico non sarà mai sufficiente ai ritmi attuali, alla stessa stregua un problema analogo potrebbe nascere nei processi di ricarica di auto elettriche. Terna, Enel e GSE (Gestore dei servizi energetici) hanno fatto uno studio a riguardo alcuni mesi fa illustrando uno scenario decisamente poco roseo. Nelle scorse ore, in Cina, si sono registrati diversi blackout che hanno -potenzialmente- minato alla crescita nella vendita di vetture elettriche; assisteremo a qualcosa di analogo anche in Italia? Il vero nodo nel passaggio all’elettrico, oltre alla presenza delle necessarie infrastrutture, è lo stoccaggio dell’energia (soprattutto quella a medio e lungo periodo) e la produzione da fonti rinnovabili.
Fortunatamente, sul lato infrastrutture, ci sono importanti novità a riguardo: nel corso degli ultimi mesi è stata registrata un'importante crescita nell'installazione di nuovi punti di ricarica. Sebbene la rete sia ancora sottodimensionata per i soddisfare la domanda del futuro, si stanno muovendo i primi passi nella giusta direzione. Inoltre, quando i tempi saranno più maturi, non è da escludere che arrivino i primi pad wireless già in sperimentazione in Inghilterra e, a breve, anche su un tratto della Brebemi.
Lo scenario del futuro
Un italiano percorre in media 10mila km all’anno (secondo un report di Quattroruote del 2016) e ogni auto elettrica ha un fabbisogno elettrico di circa 2 MWh. Di conseguenza, un milione di auto necessita di 2 TWh, 10 milioni di 20 milioni di TWh e così via. Se consideriamo l’attuale parco circolante italiano di circa 40 milioni di veicoli saranno necessari teoricamente 76 TWh per alimentarlo.
Come sappiamo, però, la conversione da endotermico a elettrico non avverrà dall’oggi al domani e l’attuale tasso di sostituzione è ben inferiore al 10% all’anno; con questi ritmi, anche se domani si vendessero solo auto elettriche, si arriverebbe a tetto massimo nel 2050. Tornando a numeri più concreti e reali, il Piano Nazionale Energetico (PNIEC) prevede che nel 2030 circoleranno 4 milioni di veicoli a batteria e 2 milioni ibridi plug-in (quindi benzina/diesel + batteria).
Terna suggerisce che il fabbisogno elettrico sarà di circa 10 TWh all’anno, ossia poco più del 3% del fabbisogno nazionale del 2019 di 320 TWh.
Cosa succederà nel 2050?
Se al momento non sembrano esserci problemi a livello energetico, nel 2050 quando le emissioni saranno azzerate lo scenario potrebbe drasticamente cambiare. Entro quell’anno, come richiesto dall’Unione Europea, i carburanti fossili saranno messi al bando da tutti i settori e l’Italia consumerà più del doppio della energia elettrica attuale. Si stima che la crescita sarà così elevata da superare anche i 700 TWh.
Nonostante questo valore, però, non sarà necessario installare centrali nucleari come richiesto a gran voce da più esponenti di vari partiti. Stando al rapporto, sarà sufficiente attuare le strategie previste dal PNIEC ovvero installare circa 7 GW di nuovi impianti da fonti rinnovabili, ogni anno e fino al 2050.
Solo elettrico?
Allo stato attuale l’Italia genera poco più di 100 TWh di energia pulita e in futuro, tra qualche decina d’anni, dovremmo raggiungere un valore 7 volte superiore: saremo in grado? Le proiezioni di Terna, Enel e GSE dicono di sì. I report suggeriscono che circa 400 TWh arriveranno dal fotovoltaico, 150 TWh da impianti eolici e la fetta restante dall’idroelettrico, geotermico e biomasse. Di quei 700 TWh annui, solo 200 saranno necessari infine per produrre idrogeno “verde”.
Per molti esperti del settore, l’idrogeno è un assurdo energetico in quanto richiede un grande quantitativo di energia per produrlo e il rendimento, al momento nel settore dell’automotive, è piuttosto scarso. L’industria energivora è decisamente ampia e, mentre in alcuni settori l’idrogeno può essere battuto dall’elettrico, nella siderurgia ad esempio non esiste ancora una soluzione tecnologica elettrica abbastanza matura. Un altro esempio può essere rappresentato dal settore dei trasporti pesanti, ancora in ritardo con lo sviluppo di soluzioni elettriche affidabili, quello navale e soprattutto quello aereo.
Lo stoccaggio è fondamentale
Le fonti rinnovabili, come sappiamo, sono intermittenti e non programmabili: una giornata può essere molto ventosa e soleggiata, ma al tempo stesso può piovere per diversi giorni consecutivi. Allo stato attuale le centrali termiche operano come una sorta di soluzione “tampone”, ma un domani che non ci saranno più cosa useremo? In Germania, di recente, sono stati sprecati 650 GWh di elettricità prodotta in eccesso dall’eolico.
In un’ottica futura di “eccesso di energia”, l’idrogeno avrà il suo ruolo in campo; è l’unico vettore non fossile che può essere accumulato e conservato ad oltranza anche per anni. In aggiunta all’idrogeno, verranno utilizzati grandi accumulatori statici nati dal riciclo di batterie per auto elettriche non più particolarmente prestazionali.
Vehicle Grid Integration (VGI)
Non è da escludere che in futuro i milioni di auto elettriche previste ci aiuteranno a formare una grande batteria collettiva, capace di tamponare eventuali squilibri energetici. Considerata la loro natura di dispositivi decentralizzati e distribuiti, potranno ricaricarsi quando l’energia sarà disponibile e cederla qualora venga richiesta per sopperire ai picchi di fabbisogno.
La batteria di un’auto elettrica ha mediamente una capacità di 50 kWh, pertanto i 4 milioni di auto previste da PNIEC avranno una capacità totale di 200 GWh. Anche se è probabile che non tutte saranno in sosta collegate alla rete di ricarica, di sicuro rappresentano una cruciale riserva di energia.
La tecnologia in soccorso
Saranno due le principali innovazioni tecnologiche che ci permetteranno di tenere sotto controllo la ricarica e la cessione di corrente elettrica da e verso la rete. Smart Charging (V1G) permetterà di ricaricare a prezzi vantaggiosi nelle fasce orarie dove sarà presente un eccesso di corrente, mentre Vehicle to Grid (V2G) consentirà di cedere energia e bilanciare il fabbisogno. Di V2G ne abbiamo parlato anche di recente, in occasione della presentazione di KIA EV6, la berlina 100% elettrica coreana, che offre la possibilità di alimentare utensili e addirittura ricaricare altre vetture.