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l tema della elettrificazione dei trasporti rappresenta un elemento decisivo nella penetrazione delle fonti rinnovabili nel settore della mobilità. Una crescita così sostenuta sugli investimenti aziendali e sulla produzione che ha aperto un fronte di dibattito su quali possibili conseguenze un numero elevato di mezzi, sia totalmente elettrici sia ibridi, possa indurre sul sistema di produzione e di distribuzione elettrica. Diversi elementi di analisi hanno già rassicurato circa la disponibilità di energia per sostenere un deciso incremento del parco di veicoli circolante, cosi come la piena affidabilità della rete di trasmissione. Un punto interrogativo resta invece l’impatto che diversi milioni di veicoli elettrici potrebbe aver sul sistema di distribuzione in media e bassa tensione. 

RSE ha svolto nel corso degli ultimi anni numerosi studi per la valutazione di tali impatti. Rispetto a scenari apocalittici e pessimistici i risultati delle analisi propongono un quadro decisamente rassicurante. L’attuale carico di utilizzo della rete in bassa tensione in Italia appare infatti assolutamente in grado di supportare un progressivo, e da molti auspicato, aumento del numero di veicoli elettrici. Questa previsione resta confermata anche nell’eventualità di una decisa crescita del numero di mezzi elettrici utilizzati da aziende di trasporto pubblico locale, per altro già pianificata in molte della città italiane. In questo caso si renderebbe necessario un adeguamento della rete di media tensione, compatibile nei tempi e negli investimenti con l’aumento dei mezzi pubblici circolanti, per garantire un’adeguata potenza di ricarica a mezzi equipaggiati con batterie da circa 240 kWh che richiedono sistemi ricarica fino a 100 kW.

ATM, l’azienda dei trasporti milanese, prevede che dal 2020 tutti i nuovi veicoli immessi in rete saranno dotati di motore elettrico. La previsione è di dotarsi di una flotta di 1200 bus elettrici nel 2030, equipaggiati con batterie da circa 240 kWh. Questi potranno essere ricaricati durante la notte tramite colonnine di ricarica da 80-100 kW. Per questo la potenza impegnata complessivamente in un deposito bus potrà raggiungere diversi MW. Questo livello di potenza richiederebbe, come detto, di adeguare la rete media tensione e, nell’ipotesi di completa elettrificazione del trasporto pubblico, di rivedere parte dell’infrastruttura elettrica cittadina.

Per quanto riguarda il trasporto privato si deve considerare la batteria di un mezzo elettrico come un carico flessibile: le modalità attuali tipiche di utilizzo delle auto in ambito urbano fanno sì che per il 90-95% del tempo esse siano ferme, e quindi disponibili per una ricarica. Secondariamente, le percorrenze giornaliere medie delle auto sono piuttosto ridotte, dell’ordine al più di qualche decina di km, il che corrisponde a un consumo di qualche kWh al giorno. Le simulazioni effettuate indicano come le attuali reti di distribuzione elettrica nazionali siano invece significativamente “sottoutilizzate”. Le analisi svolte sulle reti di distribuzione di Milano hanno, ad esempio, dimostrato come il tasso di utilizzazione della rete - inteso come rapporto tra il flusso di potenza medio nel periodo considerato e il flusso di potenza massimo ammissibile dalla rete - superi di poco il 30% della potenza del trasformatore nelle prime ore della sera, con punte massime che non vanno oltre il 60%.

Per determinare un buon sfruttamento della capacità disponibile delle reti di distribuzione, bisogna quindi incentivare gli utenti a effettuare ricariche nelle ore in cui le reti sono meno utilizzate. Per farlo è possibile inviare all’utente segnali di prezzo dell’energia variabili in funzione del tempo (dynamic pricing), passando da tariffe cosiddette time-of-use - caratterizzate da prezzi diversi in gruppi di ore prefissati - alle tariffe critical peak pricing - in cui si applicano prezzi estremamente elevati nei momenti di picco di carico - fino alle tariffe di tipo real time pricing, in cui il prezzo varia ora per ora, in funzione delle condizioni del sistema. È tuttavia necessario evitare che segnali di prezzo uguali per tutti portino a una concentrazione delle ricariche nello stesso momento, generando quindi nuovi picchi di carico anche nelle ore precedentemente fuori picco. A questo riguardo, si può ipotizzare la stipula tra distributore e consumatore di contratti “a capacità variabile”, secondo cui la potenza disponibile all’utente può essere modulata dal distributore in funzione delle condizioni di carico della rete.

Sono stati studiati due diversi profili di ricarica, ossia la ripartizione nelle 24 ore dell’energia necessaria a ricaricare un determinato parco di veicoli elettrici. Una prima modalità definita “smart”, dove l’energia disponibile per la ricarica è spalmata uniformemente su tutte le ore della sera/notte. Una seconda che si attua in maniera non controllata, con picchi che possono verificarsi al rientro delle auto in rimessa con immediata ricarica. In entrambi i casi, anche nel più sfavorevole per la rete, si resterebbe significativamente distanti da una condizione di insostenibilità, con un minimo del 30% di utilizzo della potenza del trasformatore fino ad un massimo di circa l’80% del carico massimo sostenibile.

RSE ha valutato l’impatto sulle reti in bassa tensione di Milano, derivante dalla ricarica “lenta” di veicoli elettrici presso le utenze domestiche con normale contratto da 3-6 kW, attraverso il calcolo del margine di potenza disponibile nelle varie ore - dato dal confronto tra la somma dei profili di carico (in assenza di EV) e il limite tecnico della porzione di rete considerata. In conclusione, i trasformatori MT/BT della città di Milano appaiono mediamente adeguati ad accogliere le auto elettriche, che ci si aspetta possano essere ricaricate nei parcheggi e ricoveri privati.

Diventa perciò indispensabile per gli utenti potere contare su una rete capillare di punti dove potere disporre dell’energia necessaria. Per diminuire il tempo necessario occorre aumentare la potenza di ricarica da pochi kW a potenzialmente centinaia di kW - passando pertanto a colonnine di ricarica veloce, tipicamente in corrente continua, allacciate alla Media Tensione (MT). Secondo uno studio effettuato da RSE, anche disporre di colonnine di ricarica veloce in ciascun distributore di carburante nell’area di Milano non comporterebbe criticità generalizzate.