Con il crescente numero di veicoli elettrici e ibridi plug-in sulle strade, alcune persone hanno espresso preoccupazione su come una maggiore adozione di tali veicoli potrebbe avere un impatto sulla rete energetica. Questo articolo elenca le principali affermazioni riguardanti l'argomento e poi le affronta.
La domanda principale sembra essere se la rete elettrica riuscirà a tenere il passo con la crescente domanda, dal momento che gli esperti prevedono che i veicoli elettrici costituiranno il 58% delle vendite globali di veicoli entro il 2040, rispetto al 10% di oggi. La previsione più pessimistica è più o meno questa: se prendiamo come esempio il Regno Unito, secondo il Dipartimento dei trasporti alla fine del 2020 c'erano 32.697.000 automobili. Se tutti fossero alimentati a batteria e si caricassero contemporaneamente a una velocità tipica di ricarica domestica di 7 kW, avrebbero bisogno di 229 GW di potenza, più del doppio dell’attuale capacità della rete del paese di 101 GW.
La rete non riesce a gestire tutti i veicoli elettrici in arrivo!
Mettiamoci subito a nostro agio: sì, le reti energetiche possono gestire il carico aggiuntivo dei veicoli elettrici. Calcoli come quelli sopra riportati si basano su presupposti errati e inutilmente allarmistici. L’esempio sopra è in realtà impossibile da replicare nella vita reale. Per prima cosa, si presuppone l’adozione di massa dei veicoli elettrici da un giorno all’altro.
Ciò semplicemente non accadrà per una serie di ragioni, ma soprattutto, l’aumento della produzione di veicoli elettrici non può avvenire a quel ritmo. In secondo luogo, non tutte le persone nel mondo (o in qualsiasi Paese specifico) passeranno a un veicolo elettrico nello stesso momento. Ciò non ha senso: le persone generalmente mantengono le loro auto esistenti per alcuni anni come fanno normalmente, e poi il loro prossimo acquisto potrebbe essere un veicolo elettrico. E poiché non tutti hanno acquistato la loro attuale auto ICE nello stesso momento, non tutti la sostituiranno con veicoli elettrici nello stesso momento, anche se nel mondo ci fosse abbastanza capacità di produzione di veicoli elettrici per questo, cosa che non c’è.
Si caricheranno tutti allo stesso tempo!
Il punto di vista “scettico” presuppone anche che i veicoli elettrici si caricheranno sempre tutti nello stesso momento, il che è difficilmente possibile. In primo luogo, perché non ci sarà una domanda effettiva da parte dei proprietari, e in secondo luogo, perché semplicemente non ci saranno abbastanza caricabatterie in giro per questo, almeno non per un po’, durante il quale la rete potrà adeguare la propria capacità di produzione.
Seguendo la stessa logica, se tutti gli inglesi accendessero la lavatrice contemporaneamente, richiederebbero circa 51,4 GW di energia, un valore ben superiore alla domanda media giornaliera di 30 GW, e questo è l’intero consumo medio di energia nel Regno Unito in un giorno intero, di cui ovviamente le lavatrici sono solo una piccola parte.
Ma le auto vengono guidate molto e i veicoli elettrici hanno bisogno di molta potenza!
Se volessimo essere più realistici, dovremmo esaminare la distanza media percorsa dalle auto e il consumo medio di un veicolo elettrico. In media, le auto in Gran Bretagna hanno percorso circa 6.500 miglia nel 2019. Per semplificare il calcolo, supponiamo che il consumo medio di veicoli elettrici sia di 0,346 kWh per miglio. Ciò porterebbe il consumo annuo per auto nel Regno Unito a 2.249 kWh se immaginiamo che tutti i veicoli in Gran Bretagna siano elettrici. Moltiplicando questa cifra per il numero complessivo di automobili si ottiene una risposta di 73,5 TWh all’anno di energia necessaria per alimentare ogni automobile nel Regno Unito. Ciò equivale a circa il 22% della produzione di elettricità del paese per il 2019. Il 22% di capacità di rete aggiuntiva dipinge sicuramente un quadro diverso rispetto al 200%.
La scelta di un altro paese o regione offre risultati simili. Ad esempio, nell’Unione Europea, la distanza media percorsa da un’auto nel 2019 è di 11.300 km (o circa 7.021 miglia). Se accettiamo la premessa che tutte le auto nell’UE sono diventate elettriche e consumano in media 0,346 kWh per miglio, ciò porta il consumo annuo a 2.429 kWh per auto. Moltiplicando questo numero per il numero totale di autovetture nella regione arriviamo a 589,5 TWh, ovvero circa il 21% dell’energia elettrica generata.
Negli Stati Uniti i numeri sono leggermente più alti a causa delle maggiori distanze di viaggio, ma non sono comunque allarmanti. Nel 2019, gli americani hanno percorso in media poco più di 14.000 miglia per auto, il che porta il consumo medio di veicoli elettrici a circa 4.844 kWh per auto all’anno nel nostro scenario immaginato in cui tutti i veicoli sono elettrici; moltiplicandolo per il numero di veicoli in funzione si ottiene un totale di 1.354,4 TWh, ovvero il 33% della produzione totale della rete. Ciò è coerente con l’aumento del 30% della produzione di elettricità calcolato che sarebbe necessario se tutti i veicoli a benzina negli Stati Uniti diventassero improvvisamente elettrici.
Semplicemente non c’è abbastanza energia per andare in giro!
Nessuno dei dati disponibili ci fornisce un reale motivo di preoccupazione. L’ultimo decennio è stato un periodo di diminuzione della domanda di elettricità grazie alla diffusione di un’elettronica di consumo più efficiente, al declino della produzione industriale, ecc. Negli anni 2010, l’elettricità generata è diminuita del 3% negli Stati Uniti e di un enorme 18% in Gran Bretagna.
Inoltre, non dimentichiamo che una volta che i veicoli elettrici si diffonderanno, la domanda di veicoli con motori a combustione interna diminuirà. A sua volta, ciò influenzerà la produzione di benzina, contribuendo alla tendenza alla riduzione del consumo di elettricità nella produzione industriale complessiva. Pertanto, l’elettricità liberata da qualsiasi settore industriale potrebbe invece essere utilizzata per alimentare tali veicoli elettrici.
Aumentare la produzione di elettricità per soddisfare la domanda è impossibile!
In effetti, aumentare la produzione di energia elettrica è possibile anche senza innovazioni radicali nel settore. La Norvegia ne è un ottimo esempio. Il paese nordico è tra i più avanzati nell’adozione dei veicoli elettrici: il 12% dei suoi veicoli sono ora elettrici. La Norvegia sembra aver gestito la crescente necessità di elettricità senza intoppi. Dal 1990 i consumi sono aumentati del 26%, ma la produzione è riuscita a soddisfare la domanda, come mostra il grafico sottostante.
Il tasso di adozione graduale è un’altra ragione significativa per cui le persone non dovrebbero preoccuparsi della capacità delle reti elettriche di gestire i veicoli elettrici. Contrariamente ai nostri esempi teorici, non possiamo agitare una bacchetta magica e trasformare sul posto tutti i veicoli elettrici. Negli ultimi 10 anni le vendite di veicoli elettrici sono salite alle stelle. Solo nel Regno Unito, le autovetture elettriche immatricolate sono passate da 1.544 nel 2010 a 314.966 nel terzo trimestre del 2021, un aumento di quasi il 5000% che sembra incredibile ma guarda il numero di base: quella crescita è iniziata con soli 1.544 veicoli e 314.966 sono ancora una goccia nel mare.
Gli esperti prevedono tassi di adozione costantemente accelerati nel prossimo futuro. Ad esempio, EY ed Eurelectric prevedono che il parco veicoli europeo raggiungerà i 65 milioni di veicoli elettrici entro il 2030 e i 130 milioni entro il 2035 (ma nel 2019 il parco veicoli totale per l’UE è di 242 milioni, quindi anche se quel numero rimane lo stesso, i veicoli elettrici costituiranno solo il 53% dei veicoli in circolazione). Rispetto ai magri 3,2 milioni di veicoli elettrici di oggi sulle strade europee, si tratta di un aumento di oltre il 2.000% e il 4.000%, eppure, in questo scenario saremmo ancora molto lontani dal fatto che tutte le auto in circolazione siano veicoli elettrici. Non sorprende quindi che il rapporto citato concluda che la rete non crollerà e riuscirà a far fronte con successo anche al previsto aumento di massa del numero di veicoli elettrici.
Per quanto riguarda gli Stati Uniti, U.S. Drive ha condotto uno studio approfondito che mette a confronto i veicoli con diversi elettrodomestici in base alla loro relativa velocità di adozione, ipotizzando quindi tre scenari per l’adozione dei veicoli elettrici: basso, medio e alto. In tutti e tre gli scenari, hanno concluso che la rete statunitense potrebbe gestire la nuova domanda poiché ha affrontato sfide simili in passato.
Il picco dei consumi salirà alle stelle!
Tutto ciò non significa che non ci siano problemi con il previsto aumento della domanda di elettricità dovuto all’adozione di massa dei veicoli elettrici. La preoccupazione più grande è la stessa degli altri prodotti elettronici di consumo, ovvero il sovraccarico della rete nelle ore di punta. La ricarica non gestita potrebbe influire direttamente sulla qualità dell'alimentazione elettrica e provocare fluttuazioni di tensione e perdite di potenza.
I distributori di elettricità dovranno investire in una maggiore capacità dell’“ultimo miglio” e soprattutto in una maggiore capacità di punta, ma potrebbero anche incentivare i consumatori a caricare al di fuori delle ore di punta abbassando i costi, ad esempio, nel cuore della notte. Ciò viene già fatto in molti paesi con tariffe notturne più economiche, ma potrebbe essere ulteriormente migliorato per attirare in particolare gli utenti di veicoli elettrici.
Un’altra soluzione è l’ulteriore integrazione delle reti intelligenti, che migliorerà l’efficienza delle infrastrutture energetiche e introdurrà modi migliori per gestire la domanda nelle ore di punta. A ciò si collega l’idea di soluzioni Vehicle-to-Grid (V2G) che potrebbero essere introdotte in futuro. V2G è una tecnologia che consente alle batterie delle auto di caricare la rete se la richiesta di energia è eccessiva.
Ovviamente, questo non può accadere nel mondo di oggi poiché il V2G pone molti problemi. Tra questi c'è l'ulteriore esaurimento delle batterie agli ioni di litio nei veicoli, imponendo loro cicli aggiuntivi. C’è anche il problema delle persone che generalmente vogliono acquistare veicoli elettrici per poterli utilizzare come veicoli elettrici e non come batterie per il potenziamento della rete. Tuttavia, tale soluzione potrebbe essere utilizzata in combinazione con la tecnologia delle reti intelligenti, soprattutto in un sistema chiuso, ad esempio una casa alimentata da energia verde in cui un veicolo elettrico potrebbe svolgere un ruolo integrante come fonte di energia in caso di emergenza o durante la notte.
Tutto si sta muovendo così velocemente!
Alla fine, tutto fa pensare che la rete sia in grado di gestire bene i veicoli elettrici, data la natura graduale dell’aumento di adozione (ed è ancora graduale anche se le valutazioni più ottimistiche si rivelano vere). Inoltre, uno studio dopo l’altro ha dimostrato che l’effetto dell’adozione di massa di veicoli elettrici sulla rete è più che gestibile.
Non dimentichiamo che in passato abbiamo dovuto affrontare sfide simili alle infrastrutture elettriche esistenti con l’adozione di numerosi apparecchi elettrici di cui non possiamo vivere senza nel mondo di oggi. Un secolo fa il consumatore medio non utilizzava l’elettricità per molto altro che accendere le luci, e ora ne facciamo sempre più affidamento per il lavoro, il tempo libero e, ovviamente, i viaggi.
A volte può sembrare che l’adozione dei veicoli elettrici stia procedendo troppo velocemente, molto più velocemente di quanto sia mai avvenuta l’adozione di uno qualsiasi di questi apparecchi, ma ciò è accaduto nel 20° secolo e non siamo più lì. Energia eolica, solare, reti intelligenti, batterie: nessuna di queste cose era disponibile quando è avvenuta la rivoluzione degli elettrodomestici, e lo sono adesso.
Quindi facciamo tutti insieme un respiro profondo e smettiamo di preoccuparci di catastrofi che non accadranno. E forse, *solo forse*, goditi tutti i vantaggi che i veicoli elettrici ci offrono rispetto alle auto ICE senza vivere in un costante stato di ansia su "cosa questo significa per la rete" o qualcosa del genere.
TL;DR
Ci sono molte sfide che ostacolano l’adozione diffusa dei veicoli elettrici, ma la produzione di elettricità e la rete elettrica non sono tra queste.
