Auto elettrica, l’importanza di una rete di ricarica capillare e interconnessa

Possiamo solo immaginare lo stato d’animo dei pionieri del trasporto su gomma quando la rete di distribuzione del carburante non era capillare. L’ansia di restare a secco e dover essere costretti a rivolgersi alla trazione animale per essere accompagnati presso il più vicino rifornimento per acquistare la benzina.
Le risate dei detrattori delle automobili che le ritenevano inutili anche per
questa ragione.
Oggi le stesse paure ed ansie vengono manifestate da chi pensa di acquistare
un veicolo elettrico.
Quanti chilometri si possono percorrere con le batterie cariche? Quanto tempo servirà per ricaricarle? E se durante il viaggio non si trova una colonnina di ricarica che si fa?
Queste sono le classiche domande che si pone chi si trova di fronte ad un veicolo elettrico e, magari, quando si sente dire che con le batterie completamente cariche si possono percorrere 300 o 400 km gli sembrano pochi perché con la sua auto diesel riesce a farne 700 con un pieno.
Tutta questa paura il più delle volte è ingiustificata. Infatti se pensiamo al modo in cui ognuno di noi utilizza l’auto, ci accorgiamo che è più il tempo in cui resta ferma in garage o in un parcheggio che quello in cui si muove.
Ma non solo. Quanti di noi percorrono giornalmente 300 o 400 chilometri? Pochi. Quindi non si capisce il motivo per cui bisogna preoccuparsi di un problema che la maggior parte di noi non dovrà affrontare se non in poche occasioni.
La diffusione della trazione elettrica comporterà comunque la necessità di dotarsi di una rete di ricarica capillare che possa soddisfare sia i bisogni di chi deve percorrere pochi chilometri sia quelli di chi, per lavoro o per altri motivi, deve percorrerne di più. L’ideale sarebbe che questi ultimi si servano di una modalità di trasporto intermodale grazie alla quale cambiare vari mezzi di trasporto. Ma non possiamo pensare di imporre il nostro pensiero a tutti, anche perché non è detto che sia sempre possibile un trasporto intermodale.
La variabile principale che frena la scelta di un veicolo elettrico, oltre alla distanza percorribile con le batterie cariche, è il tempo di ricarica. Infatti se per riempire il serbatoio di un autoveicolo bastano pochi minuti, per ricaricare le batterie scariche di un’auto elettrica possono servire anche diverse ore, il che può incidere non poco nella durata di un viaggio se ci si deve fermare ogni 300 o 400 chilometri.
Per superare questo limite e permettere tempi di ricarica accettabili, servono colonnine di ricarica ad alta potenza grazie alle quali un’auto completamente scarica può essere caricata in poche decine di minuti, generalmente 30. Tali colonnine, naturalmente, vanno installate prevalentemente lungo le direttrici stradali principali, ovvero nelle stazioni di rifornimento stradali e autostradali.
Ci sono poi casi in cui il tempo non è così determinante in quanto si percorrono tratti non troppo lunghi alla fine dei quali il veicolo può stare fermo anche per ore. Si pensi ad un veicolo fermo dentro il box durante la notte o in un parcheggio in prossimità del posto di lavoro. In questi casi non c’è bisogno di colonnine rapide e si possono installare colonnine a bassa potenza.
Ma se la colonnina di ricarica dentro il box è compatibile con l’auto che si possiede, siamo sicuri che quelle che si trovano lungo la strada lo siano altrettanto?
Infatti, al pari di quanto avviene con le prese elettriche che cambiano da Paese a Paese, anche per i veicoli elettrici possono aversi diversi tipi di connettori. Il rischio è che si arrivi davanti ad una colonnina di ricarica e ci si trovi di fronte ad un connettore che non è compatibile con quello di cui è dotato il nostro veicolo. Per questa ragione si rende necessario standardizzare i connettori.
In Europa sono stati definiti quattro tipi di connettori. Un tipo per la ricarica domestica, uno per i punti di ricarica pubblici a bassa potenza, uno per la ricarica delle moto e dei quadricicli e uno per la ricarica rapida. Questi connettori sono utilizzati per le colonnine a corrente alternata, monofase o trifase.
Ma ciò pare non sia bastato in quanto l’evoluzione tecnologica impone sempre degli standard nuovi. Così negli ultimi anni sono state introdotte delle colonnine rapide a corrente continua che richiedono dei connettori specifici.
Un altro problema riguarda l’accesso al sistema di ricarica. Infatti le colonnine che troviamo lungo le strade appartengono ad aziende diverse ognuna delle quali, in genere, richiede una procedura di registrazione online dopo la quale fornisce una card che permette l’avvio della ricarica.
In altri casi si potrebbero trovare delle colonnine installate dalle case produttrici di auto elettriche che, per ragioni commerciali, potrebbero limitare l’utilizzo alle auto di marche diverse.
Per queste ragioni oggi il proprietario di un veicolo elettrico, prima di partire, deve programmare il viaggio informandosi sulla presenza di colonnine di ricarica, la tipologia di connettori presenti e la modalità di accesso ai vari sistemi che può incontrare.
L’auspicio è che nei prossimi anni la crescita del numero di veicoli elettrici in circolazione spinga i legislatori ad unificare non solo i connettori ma anche le modalità di accesso alle colonnine senza necessità di registrazioni preventive.
L’energia che serve ai veicoli elettrici deve essere prodotta da qualche parte.
Naturalmente la trazione elettrica ha senso quando l’energia viene prodotta
con fonti rinnovabili. Per questo motivo l’incremento del numero di veicoli
elettrici in circolazione comporterà un aumento della produzione di energia
da fonti che per lo più non sono programmabili. Questo incremento, senza dei sistemi di accumulo adeguati, potrebbe provocare dei problemi alla rete elettrica e generare dei black out.
Per cercare di evitare questo rischio, perché non utilizzare proprio le batterie dei veicoli elettrici come un grande sistema di accumulo virtuale?
Questo è l’obiettivo che si pone di raggiungere la tecnologia V2G, Vehicle to Grid, che è stata sviluppata, tra gli altri, da Enel in collaborazione con Nissan. L’idea è proprio quella di utilizzare le colonnine non solo per prelevare dalla rete elettrica energia con cui caricare le batterie, ma anche per cedere alla rete elettrica una parte dell’energia accumulata nelle batterie. In pratica si verrebbe a creare un internet delle colonnine di ricarica in cui i veicoli rappresentano i server e l’energia elettrica rappresenta le informazioni scambiate dalla rete. Per realizzare tutto ciò, al pari di quanto avviene con la rete internet, bisogna definire dei protocolli e utilizzare dei software che permettano alle auto di dialogare con le colonnine e a queste ultime di dialogare tra di loro.
La prima batteria virtuale di questo tipo è stata realizzata in California dove circa 10.000 colonnine di ricarica sono connesse tra di loro consentendo di ottenere una batteria virtuale avente una capacità complessiva di 70 MWh.
La carica delle batterie dei veicoli elettrici non avviene solo per mezzo di
colonnine.
Esistono anche sistemi di ricarica, pensati prevalentemente per i mezzi pesanti, nei quali i mezzi dotati di pantografi si connettono a dei conduttori aerei. La ricarica può avvenire mentre il mezzo è fermo o mentre è in movimento. La ricarica con mezzo fermo è stata pensata per il trasporto pubblico locale e prevede la presenza di un sistema ad ogni fermata dei bus.
La ricarica in movimento, invece, è stata pensata prevalentemente per il trasporto merci e prevede la costruzione di autostrade elettriche nelle quali una corsia è dotata di conduttori aerei, tipo quelli delle ferrovie.
Le prime autostrade elettriche sono già state realizzate in Svezia, in Germania e in California.
Poi sono in fase di sviluppo anche dei sistemi wireless che ricaricano le batterie per induzione.
Anche in questo casi si pensa a due modalità di ricarica. Una che ricarica
i veicoli quando sono fermi e un’altra che permette la ricarica del veicolo in
movimento mentre percorre una corsia dedicata.
I sistemi di ricarica dei veicoli elettrici sono in continua evoluzione e anche
da essi dipenderà il successo della trazione elettrica. Infatti la presenza di un sistema di ricarica capillare ed efficace che permetta di caricare una batteria scarica in pochi minuti, consentirà anche di ridurre la capacità delle batterie a bordo dei veicoli con conseguente riduzione dei pesi, dei consumi energetici e delle materie prime necessarie per la costruzione degli accumulatori.