Auto elettriche e gestione della rete futura

Chi ideologicamente è contrario alla mobilità elettrica, cerca di trovare qualsiasi scusa per affossarla.

Una che si “sente dire in giro” è quella che il sistema elettrico non potrebbe reggere qualora le auto elettriche (BEV) aumentassero.

Ci viene in aiuto un lavoro scientifico tutto italiano (link nei commenti).

Premessa: nei prossimi anni aumenterà la capacità di generazione di energia elettrica da fotovoltaico e eolico (progetto europeo “FIT for 55” e altre previsioni) e nel contempo aumenteranno le BEV circolanti.

Quindi queste due transizioni vanno esaminate assieme per capire come impatteranno sul sistema elettrico nazionale.

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Fotografia del 2019 (anno di riferimento scelto appositamente perchè contiene tutti i dati completi prima delle varie crisi arrivate dopo):

Parco circolante auto passeggeri: 40 milioni (la fetta di auto che consuma di più)

Percorso medio: 10400Km/anno

Consumo annuale combustibili fossili: 265 TWh (miliardi di chilowattora)

(Poi ci sono i veicoli commerciali leggeri e pesanti, che sono molti meno, ma consumano una fetta di energia non trascurabile (38 e 59 TWh) ma ora parliamo di auto passeggeri)

Due scenari (2030 e 2040)

Si prevede (forse ottimisticamente) che le BEV arriveranno al 10% del parco auto nel 2030 e al 40% nel 2040 e ci sarà un incremento dei consumi elettrici rispettivamente di 6,27 e 25,09 TWh nel 2030 e nel 2040

Nel 2019 abbiamo consumato circa 320TWh di energia elettrica (35% da rinnovabili)

Tutte le previsioni mostrano che solare ed eolico aumenteranno vertiginosamente nei prossimi anni

Ora, mentre la generazione di elettricità con le centrali termoelettriche alimentate da combustibili fossili è modulabile e programmabile a piacimento (più o meno), le fonti rinnovabili essendo intermittenti non permettono una produzione costante e quindi programmabile.

In futuro però cambierà la tendenza alla “programmabilità” e la generazione elettrica sarà sempre più frammentata e distribuita. Insomma dovremo bilanciare tutte le fonti diverse e tutti i consumi per rendere stabile il tutto, come si vede in figura 1

In figura si vede che le BEV non saranno solo dei “carichi”, dei pesi sul sistema, ma potranno anche aiutarlo. Si potranno adattare alle esigenze della rete (V1G) o potranno fungere addirittura da grandi batterie che potranno fornire energia (V2G)

Nei due scenari considerati e in base all’ipotetico aumento di richiesta da parte delle BEV si valuta un carico elettrico annuale aggiuntivo del 3% nel 2030 e del 13% nel 2040.

E’ considerato un impatto limitato e sopportabile, ma non è detto lo sia dal punto di vista dei picchi di potenza e quindi del bilanciamento del sistema.

Cioè in alcuni casi la richiesta puntuale potrebbe essere troppo alta, benchè il totale dell’energia che servirà in più sarà poca cosa.

In figura 2 si vedono i picchi di una generica settimana del 2040 (per il 2030 il problema non si pone) rispetto al 2019 aggiungendo le BEV previste, ma SENZA una loro gestione del carico.

Potrebbero aumentare i picchi di potenza fino a una decina di GigaWatt in più e proprio nel pomeriggio-sera, momento in cui GIA’ adesso ci sono domande aumentate.

Pertanto spostare la ricarica delle BEV in altri orari sarebbe un modo per gestire la criticità. Quando?

Potremmo pensare la notte, ma forse sbaglieremmo. Siccome in futuro avremo più fotovoltaico in azione forse sarebbe meglio spostare le ricaricare durante il giorno come si vede in figura 3

Lo spostamento nelle ore diurne ha più effetti positivi:

1. Aumenta lo sfruttamento e la penetrazione delle rinnovabili riducendo le emissioni di CO2

2. Riduce l’overgeneration di rinnovabili cioè la “perdita” di energia quando ce ne è tanta a disposizione ma non si può usare: usandola per ricaricare se ne sprecherebbe meno (in questo studio è stata volutamente esclusa la discussione sullo stoccaggio di energia in accumuli esterni, cioè il V2G e altri accumuli)

3. Soprattutto si riduce il PICCO di generazione residua riportandolo a valori vicini a quelli del 2019 SENZA considerare l’accumulo! (cioè il V2G e altro)

Vantaggi economici: l’uso di energia nelle ore centrali, porterebbe a prezzi inferiori a causa della elevata penetrazione del fotovoltaico.

Lo studio stima un risparmio di 4-10 centesimi di euro a KWh che potrebbero andare a favore di chi sceglie di ricaricare nelle ore migliori della giornata.

https://www.mdpi.com/1996-1073/17/2/348

Sistema elettrico e ricarica dei BEV? Una sfida e un’opportunità