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2024-02-25 05:42

Innovazione Green: Comprare l’Auto Elettrica per Stare Fermi

VEICOLI ELETTRICI E STORAGE DI RETE

di: 
Giovanni Brussato

La disperata ricerca di soluzioni per supportare la stabilità di una rete elettrica che si immagina alimentata da sole fonti rinnovabili intermittenti, porta a formulare proposte stravaganti come quella di ricorrere alle batterie delle auto in sosta nelle ore di punta della domanda di elettricità. Nel futuro green, cioè, le auto riempirebbero le strade, come oggi. Ma, in caso di mancanza di vento, resterebbero anche ferme.

Foto di copertina: Pexels (https://www.pexels.com/it-it/@kelly-1179532/ )

 

Oggi inizia a diventare evidente, anche ai non addetti ai lavori, che la produzione e la conservazione dell’energia elettrica sono due aspetti complementari se le fonti energetiche sono rinnovabili ed intermittenti. E che conservare l’energia, in grandi quantità, è più complesso e costoso che produrla: il vero problema delle energie rinnovabili, eolico e fotovoltaico, è come soddisfare la domanda quando il vento non soffia e il sole non splende.

Inoltre l’aumento dei veicoli elettrici richiederà l'uso di più energia rinnovabile al fine di non incorrere negli sfortunati effetti di quanto accade oggi in Germania: quando Eolo smette di soffiare, ed i veicoli elettrici vengono ricaricati con energia prodotta dalle centrali a carbone, le emissioni sono di 300 gCO₂ / km (Tutti i fatti sulle auto elettriche | autozeitung.de). Circa il doppio di quelle emesse da un veicolo alimentato a diesel.

Dopo un periodo in cui sembrava che la discesa dei costi delle batterie sarebbe stata inarrestabile oggi assistiamo ad un ritorno alla realtà, con una crescente consapevolezza che costruire abbastanza strutture di stoccaggio dell’energia per compensare l’intermittenza delle rinnovabili sarà proibitivamente costoso oltre che particolarmente oneroso per il Pianeta. Anche se questo problema pare non turbare affatto taluni ambientalisti: le materie prime necessarie non sarebbero comunque estratte nel “loro Pianeta”.

Come abbiamo imparato a comprendere, i tassi di utilizzo più bassi delle centrali termoelettriche porteranno inevitabilmente a costi maggiori dovendo comunque assorbire i costi operativi (Il ricatto del gas 2.0. Dalla padella russa alla brace azera - Panorama). Ciò si traduce in un aumento generalizzato delle tariffe elettriche per i consumatori, nonché in potenziali picchi di prezzo. In considerazione della necessità di aumentare la loro capacità di generazione per soddisfare questa nuova domanda.

Ma ecco pronta una nuova tecnologia salvifica: il "vehicle-to-grid" (V2G) che dovrebbe integrare le rinnovabili intermittenti nella rete elettrica utilizzando i veicoli elettrici dotati di tecnologia V2G per fungere da unità di stoccaggio per l'energia rinnovabile. Questa tecnologia dovrebbe consentire una miglior integrazione delle fonti rinnovabili intermittenti nella rete utilizzando le batterie delle auto elettriche come storage ogni volta che è necessario. Alternativamente i veicoli possono reimmettere l’energia rinnovabile nella rete durante i periodi in cui l'energia solare o eolica non può essere generata. Naturalmente durante le ore di punta della produzione i veicoli elettrici possono assorbire l’energia che diversamente sarebbe soggetta al “curtailment”.

L’idea è di suggerire al consumatore che investendo in un’auto elettrica potrebbe diventare un fornitore di storage alla rete elettrica per bilanciare la domanda. Questo in considerazione del fatto che la maggior parte delle auto rimane parcheggiata per circa 23 ore al giorno, ed i viaggi giornalieri, di solito, richiedono solo una frazione della capacità della batteria di un EV. Pertanto, nelle ore di punta della domanda, i proprietari di veicoli elettrici potrebbero vendere l'energia inutilizzata nelle loro batterie EV e quindi diventerebbe economico avere un’auto dotata di una batteria di capacità elevata per i momenti di scarsità o di aumento dei prezzi dell'energia.

Naturalmente è opportuno fare qualche considerazione aggiuntiva. La prima è che una rete, in grado di gestire un sistema del genere, non esiste. Certo è allo studio un protocollo comune per la comunicazione tra EV e rete ma se si cerca di approfondire le tempistiche si scopre che “incoraggiare l'adozione di massa del V2G richiederà forti cambiamenti comportamentali e di buy-in da parte dei consumatori, nonché il continuo sviluppo e digitalizzazione delle reti elettriche e una maggiore collaborazione tra i partecipanti all'ecosistema come i governi.” (How innovative Vehicle-to-Grid technology can support a renewable future (hyundai.news))

D’altra parte, è facilmente intuibile per chiunque la complessità e l’impegno economico di elettrificare tutti i parcheggi pubblici oggi disponibili dando per scontato che nel frattempo questo sia già avvenuto per case, condomini, scuole, uffici ed in generale per tutti quegli edifici che dispongano di aree riservate al parcheggio.

La realtà delle reti attuali è che non sono in grado nemmeno di gestire l’energia rinnovabile che viene immessa. La Germania, che in Europa dispone della maggior potenza rinnovabile installata, oltre 120 GW tra eolico e fotovoltaico, è preda del “Geisterstrom”, o “energia fantasma”: elettricità prodotta che non viene immessa in rete poiché l’infrastruttura è del tutto inadeguata.

Oggi la situazione è talmente lontana da quanto viene descritto come “un’opportunità da cogliere al volo” che in Germania il governo dei Verdi, del cancelliere Scholz e del ministro Habeck, ha allo studio un nuovo progetto di legge che prevede la possibilità, per gli operatori di rete, in situazioni di crisi, di ridurre a tempo indeterminato la fornitura di energia alle pompe di calore, auto elettriche private ed ai sistemi di accumulo domestici.

Il costo dell'infrastruttura necessaria per il V2G per trasmettere e ricevere energia dalla rete da tutti quei veicoli elettrici parcheggiati richiederà tecnologie che costeranno miliardi di euro. Oltre all'aggiornamento dei sistemi di distribuzione locali quindi nuovi ed enormi investimenti per un’Unione Europea già dissanguata dai sussidi alle fonti rinnovabili.

E cosa succederà se i consumatori e le aziende non vorranno che le loro batterie vengano scaricate dall'azienda elettrica locale? Perché, se è semplice trovare qualcuno disposto a farsi ricaricare la batteria dell’auto finché la lascia parcheggiata da qualche parte, magari a gratis, questo qualcuno potrebbe non essere disponibile a lasciare che scarichino la batteria della sua auto per sostenere la rete.

Per quanto oggi l’auto non venga più considerata un simbolo di libertà, ma piuttosto sia sinonimo di costo ambientale ed economico restiamo ancora saldamente ancorati ad essa per le emergenze, come uscire di casa per andare a riprendere un figlio in difficoltà o per una qualsiasi situazione imprevista, anche non dovuta necessariamente ad eventi tragici, o solo per la semplice fretta, imposta a molti dal proprio lavoro e dagli impegni familiari. Quanti sono disposti a dover uscire di casa di corsa e trovarsi l’auto scarica?

Supponiamo che, in una fredda giornata invernale del 2030, tutti i 15 milioni di veicoli elettrici della Germania siano collegati alla rete elettrica dello stato. Nessuno viene guidato e tutti sono completamente carichi. E supponiamo che ciascuna batteria fornisca una media di 60 kWh di elettricità: si tratta di 900 gigawattora (GWh). Secondo le previsioni del governo dei Verdi la domanda totale di elettricità in Germania, per quella data, sarà aumentata del 50% rispetto all’attuale, anche a seguito dell’istallazione di 6 milioni di pompe di calore ed un numero imprecisato di batterie. La domanda di elettricità in un giorno del genere potrebbe raggiungere un picco di oltre 110 gigawatt, GW, e, se quel carico persistesse per un giorno intero, sarebbe necessario fornire alla rete oltre 2.500 GWh di elettricità.

Quindi quei 15 milioni di veicoli elettrici potrebbero coprire circa il 35% del fabbisogno di elettricità: approssimativamente 9 ore. In realtà, ovviamente, non tutti questi veicoli sarebbero collegati alla rete elettrica. Molti sarebbero in uso. E non tutti sarebbero completamente carichi. Se solo il 50% del totale dei veicoli elettrici fosse disponibile fornirebbero alla rete poco più di quattro ore di backup. Inoltre, una volta scaricate, queste batterie dovrebbero essere ricaricate. Se si verificasse un secondo giorno consecutivo nuvoloso e senza vento, evento non raro in Germania, milioni di veicoli elettrici rimarrebbero inutili nei garage e nei parcheggi.

Forse la tecnologia renderà attuabile il V2G un giorno. Ma oggi i proclami e le teorie per cui il V2G rafforzi la rete elettrica suonano privi di fondamento: rafforzare qualcosa significa che questa esiste. Quello che invece emerge è un tecno-ottimismo che tende ad associare il progresso della tecnologia energetica con ciò che abbiamo visto nella tecnologia informatica e delle telecomunicazioni. Un’analogia priva di senso nel mondo reale della fisica energetica: non sono paragonabili il carico energetico delle persone in movimento rispetto a quello dei dati in movimento.

Solo nella visione irrealistica di una società trasformata e completamente elettrica la tecnologia energetica avanza al ritmo delle tecnologie dell'informazione ossia della Legge di Moore. Nella realtà è vero l’esatto contrario: costruire un’auto elettrica comporterà, per l’inevitabile contrazione delle risorse nel Pianeta, una sempre maggiore materialità.

Come ho già avuto modo di sottolineare (http://www.edizionimontaonda.it/it/panorami/giovanni_brussato_energia_ve...) una batteria del peso di500 chilogrammirichiede la movimentazione di circa 226 tonnellate di roccia. E questo peso è destinato ad aumentare non a diminuire: l’esatto contrario della Legge di Moore.

Basterebbe solo il PV......e l'eolico

Buongiorno per avere una visione più organica e completa su un possibile futuro energetico basato su energia prodotta al 100% solo da PV ed Eolico vi consiglio questo bell'articolo:
https://ieeexplore.ieee.org/document/9837910

Cordiali saluti,

Marco Vasina