Infrastruttura: contro la range anxiety

Ecco perché l’elettrico è davvero pulito e vincerà molto presto. Il punto di vista di Motus-e in una serie di articoli (parte 2 di 5)

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“Mancano le colonnine!” è la frase più sentita sulle auto elettriche, un’espressione che genera la sindrome antielettrica nota come range anxiety, ansia da autonomia. Infatti la ricarica è uno dei temi più spinosi quando si parla di diffusione dei veicoli elettrici. Andiamo ad analizzare i dati disponibili.

Le molte facce dell’infrastruttura di ricarica

A fine luglio 2018, l’European Alternative Fuels Observatory calcola la presenza su suolo italiano di 3.124 colonnine di ricarica normale e rapida, con un aumento del 14% rispetto al 2017. E non è finita qui.

Nel novembre 2017, Enel ha lanciato il Piano nazionale per l’installazione delle infrastrutture di ricarica dei veicoli elettrici che prevede la creazione di una rete di circa 7 mila colonnine entro il 2020, per arrivare a 14mila nel 2022. L’obiettivo di questo piano è quello di permettere la crescita della mobilità elettrica in Italia, attraverso la creazione di una capillare ed efficiente infrastruttura di ricarica su tutto il territorio nazionale, da nord a sud e nelle isole.
La situazione europea è listata qui.

Le colonnine nell’immediato futuro

La diffusione delle colonnine pubbliche favorirà la diffusione dei veicoli elettrici e del car sharing elettrico free floating. Le colonnine high power charging o HPC, che finalmente si stanno presentando sul mercato, garantiranno finalmente una ricarica nell’ordine dei minuti, simile a quella delle pompe di benzina.

Auto elettrica: costo vs. carica 2010/2017 (elaborazione Quartz su fonte IEA)
Auto elettrica: costo vs. carica 2010/2017 (elaborazione Quartz su fonte IEA)

Le colonnine esistono con diversi formati. Nel caso delle colonnine quick a 22kW, essendo ricariche in AC, la tensione è fissata dalla rete (400V per la trifase) e la corrente conseguente alla potenza richiesta (32 ampère). Ad oggi andare sopra i 43 kW in AC non è conveniente per motivi di cavi e correnti ma è anche dipendente dal tipo di caricatori AC/DC interni alle auto. Perciò si opta per le DC dai 50kW in su.

Tensione sulle correnti

In questo caso, però, rimane il problema della tensione. Ad oggi la maggior parte delle batterie delle auto, e in particolare il BMS interno, non accettano più di 500V in DC. Per aumentare la potenza delle colonnine in DC e non incorrere in problemi di surriscaldamento dei cavi, e di dimensionamento degli stessi all’aumentare della corrente, bisogna aumentare la tensione in uscita dalla colonnina (ad esempio le ricariche a 150kW conduttive per i bus elettrici arrivano anche a 900V), ma rimane il problema della tensione massima accettabile in ingresso per le auto elettriche.

Per questa ragione, molti costruttori prevedono di lanciare sul mercato modelli che possano accettare tensioni in ingresso maggiori dei 500V e poter perciò usare gli High Power charger a potenze maggiori delle fast a 50kW di oggi. Ne è un esempio il progetto Ionity, del quale Greenstart ha già scritto qui.

Smart charging

È giusto però rimarcare che a potenze alte corrispondono connessioni alla rete più complicate e maggiori oneri di connessione e maggiori quote potenza nell’approvvigionamento dell’energia elettrica.

Per questo si sta lavorando molto sullo smart charging e sull’accoppiamento di colonnine HPC con storage statici per diminuire la potenza richiesta alla rete. Alcuni progetti presentano accoppiamenti con storage statici costituiti da batterie delle auto recuperate e riassemblate in pacchi di capacità significative (nell’ordine dei MW e MWH).

Per le colonnine V2G, inoltre, serve un particolare protocollo di comunicazione. Al momento solo le auto con standard Chademo sono equipaggiate e i convertitori AC/DC presenti nelle colonnine devono essere adeguati a uno scambio bidirezionale. In tal caso si richiedono specifiche caratteristiche nella conversione DC/AC anche in termini di “pulizia” dai disturbi della corrente immessa. Per questo non basta che una colonnina sia in DC.

Azioni contro la range anxiety

La range anxiety, l’ansia per l’autonomia, è uno dei temi più caldi quando si parla di elettrico. Se da una parte come già detto le reti di ricarica pubbliche, sia fast sia quick, vanno potenziate.

Si dovrà favorire anche l’installazione nei condomìni, nelle aziende o nei parcheggi a pagamento dei sistemi di ricarica lenta (come le wallbox da 3-4kW). Oltre il 95% delle percorrenze giornaliere delle auto in Europa sono al di sotto dei 150 km, distanze coperte da quasi tutti i veicoli elettrici a batteria sul mercato.

Inoltre l’autonomia media cresce, mentre diminuisce sensibilmente il costo di acquisto del mezzo (Elaborazione Quartz su fonte IEA). Questo è dovuto alla impressionante corsa al miglioramento delle batterie agli ioni di litio da parte delle industrie asiatiche a americane, una tecnologia ben lontana dai limiti fisici e quindi in crescita per gli anni a venire.

Batteria: capacità vs. peso 2015-2019 per la VW eGolf
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AUTO ELETTRICA: ECCO PERCHÉ VINCERÀ MOLTO PRESTO

Il logo di Motus-E
Il logo di Motus-E

Qual è la situazione di mercato? Motus-E ha rilasciato un articolo che chiarisce i punti principali, al netto di alcune recenti spiegazioni più o meno scientifiche che hanno trovato stampa favorevole. Ne abbiamo tratto cinque articoli.

1) Auto elettrica / Mobilità: multimodalità e vehicle to grid
2) Auto elettrica / Infrastruttura: contro la range anxiety
3) Auto elettrica / Economia: incentivi, aste e pedaggi
4) Auto elettrica / Tecnologia: assalto a Fort Knox
5) Auto elettrica / Belpaese: l’Italia è appetibile?

Photo by Javier García on Unsplash

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