Verso l’infrastruttura di ricarica

MOBILITA' ELETTRICA –

Nuovi provvedimenti legislativi, nuovi standard tecnici, iniziative industriali: numerosi elementi contribuiscono a comporre un quadro che preannuncia la creazione della futura infrastruttura di ricarica, indispensabile per la diffusione dei veicoli elettrici.

L'anno da poco concluso ha segnato un forte aumento dell'interesse per i veicoli elettrici: praticamente tutti i costruttori di automobili hanno presentato almeno un modello a batteria (chi ha visitato l'ultimo Motor Show di Bologna ha potuto rendersene conto) e il titolo di Auto dell'Anno è stato assegnato a una vettura elettrica, la Nissan Leaf. Le previsioni di mercato, però, continuano a dirci che ancora per parecchi anni la stragrande maggioranza dei veicoli circolanti sarà dotata di un tradizionale motore a scoppio. Difficile dire se gli analisti siano troppo cauti o se invece l'industria e i governi stiano assegnando troppa importanza a quella che per anni rimarrà una piccola nicchia di mercato. In ogni caso, per consentire la circolazione dei veicoli elettrici è necessario creare un'infrastruttura di ricarica e il quadro degli elementi necessari inizia a comporsi.

Diverse modalità di ricarica
Il settore si sta orientando verso un modello che prevede diverse modalità e diverse occasioni di ricarica, anche grazie al fatto che le moderne batterie agli ioni di litio sono esenti dal cosiddetto “effetto memoria” e quindi accettano anche ricariche parziali. La modalità principale sarà presumibilmente la ricarica domestica notturna, che grazie al lungo tempo di sosta può essere effettuata lentamente. Si prevedono poi altre possibilità di ricarica lenta nelle circostanze di sosta lunga del veicolo: innanzitutto sui luoghi di lavoro (le auto dei dipendenti, ferme per ore nel parcheggio aziendale, avranno tutto il tempo per assorbire energia dalla rete) e in secondo luogo nei grandi parcheggi a pagamento. Esisterà infine un'infrastruttura di ricarica veloce, paragonabile alla attuale rete dei distributori di carburante; le postazioni saranno collocate lungo le strade e consentiranno in pochi minuti di ripristinare l'autonomia del veicolo. In questo modello misto la ricarica veloce ha un ruolo secondario, poiché si presume che per la maggior parte degli automobilisti (almeno nei giorni lavorativi) le colonnine installate in casa e sul luogo di lavoro saranno più che sufficienti a coprire i chilometri percorsi.

Le leggi italiane
Per quanto riguarda il quadro normativo italiano, la delibera 56/10 dell'Autorità per l'Energia ha rimosso i vincoli che ostacolavano la predisposizione di punti di ricarica presso le utenze domestiche. Secondo una vecchia normativa, infatti, ai consumatori domestici era vietato disporre di un duplice punto di fornitura elettrica nella stessa unità immobiliare. Per effetto della nuova delibera sarà ora possibile - nelle abitazioni private e loro pertinenze, o negli spazi condominiali - richiedere al proprio fornitore di energia elettrica più punti di fornitura, ognuno dotato di un proprio contatore, destinati espressamente all'alimentazione di veicoli elettrici. Il provvedimento dell'Autorità si estende anche alle aree aziendali destinate a parcheggio di flotte di veicoli. Va inoltre ricordata una proposta di legge presentata alla Camera dei Deputati, che mira a rendere obbligatoria l'installazione di colonnine di ricarica per ogni posto auto ai fini del conseguimento dell'abitabilità per gli edifici di nuova costruzione e per gli interventi di ristrutturazione. La proposta prevede inoltre che le assemblee condominiali possano deliberare in merito con maggioranza semplice e non possano impedire ai condomini l'installazione di colonnine private.

Gli standard tecnici internazionali
La norma di riferimento per le stazioni di ricarica è la Iec 61851-1, che prevede quattro diverse modalità di ricarica; in questo articolo non entreremo nei dettagli dello standard, limitandoci a dire che - ovviamente - le modalità di ricarica veloce richiedono l'erogazione di potenze più alte. La norma prevede un'elettronica di controllo che utilizza un sistema di comunicazione universale tra la stazione e il veicolo attraverso un circuito Pwm (Pulse Width Modulation). Va segnalato inoltre che la Commissione Europea ha dato mandato a Cenelec di definire entro marzo 2011 un unico sistema di ricarica europeo per i veicoli elettrici stradali. Un discorso a parte meritano i connettori, cioè le spine e le prese da utilizzare per collegare i veicoli alle colonnine. Il processo di standardizzazione - al momento non ancora concluso - sarà basato sulle nuove norme internazionali Iec 62196-1 e Iec 62196-2, che prevedono tre tipi diversi di connettore promossi da altrettanti produttori o consorzi: Yazaki, Mennekes e EV Plug Alliance. Il connettore realizzato dalla società giapponese Yazaki è già stato adottato come standard negli Usa dalla Society of Automotive Engineers con la sigla Sae J1772. Il connettore realizzato dalla società tedesca Mennekes è stato sviluppato su richiesta del gestore elettrico Rwe e di Daimler ed è già stato standardizzato in Germania da Vde. Il connettore EV Plug deriva invece da un prodotto della società bergamasca Scame. La EV Plug Alliance è un'iniziativa creata da Schneider Electric, Legrand (di cui BTicino è capofila in Italia) e dalla stessa Scame (Parre, BG). Le spine e le prese EV Plug si differenziano dalle altre anche perché sono dotate di otturatori di sicurezza che impediscono il contatto accidentale con le parti sotto tensione.

Le alleanze e le iniziative
Mentre il quadro complessivo si avvia a un chiarimento, si moltiplicano le iniziative delle aziende che desiderano giocare un ruolo in questo mercato. Nel 2010 sono stati siglati almeno due accordi di collaborazione finalizzati allo sviluppo della mobilità elettrica: a livello europeo tra Enel, Endesa e Renault-Nissan; a livello nazionale tra Peugeot Italia e Sorgenia, operatore privato italiano nel mercato dell'energia. Sono inoltre stati lanciati almeno due progetti pilota di mobilità elettrica, comprendenti l'installazione di colonnine e l'impiego di flotte di veicoli: a livello nazionale Enel e Smart hanno avviato una sperimentazione nelle città di Roma, Pisa e Milano; a livello regionale Renault ha lanciato un'iniziativa simile in collaborazione con A2A nelle città di Milano e Brescia. Va infine ricordato che, per iniziativa di Assoknowledge (Confindustria) e di Ata (Associazione tecnica dell'automobile), nel 2010 è stata creata la Piattaforma Italiana per la Mobilità Elettrica, il soggetto che riunisce le aziende e le università italiane interessate a questo settore. Numerosi soggetti, infine, hanno recentemente presentato i loro modelli di colonnine: tra essi BTicino, Schneider Electric e Rittal.

Il ruolo dell'elettronica
Il ruolo dell'elettronica nell'infrastruttura di ricarica riguarderà varie funzioni tra cui la sicurezza degli utilizzatori, lo scambio di informazioni tra il veicolo e l'infrastruttura stessa, l'interfaccia utente, la supervisione, l'integrazione con altri sistemi. Per quanto riguarda la sicurezza degli utilizzatori nei confronti di possibili shock elettrici, alcuni standard prevedono l'impiego di un segnale che impedisce il movimento dell'auto quando il cavo di ricarica è inserito. Lo scambio di informazioni tra veicolo e colonnina riguarda principalmente i dati sul livello di carica. L'interazione con l'utilizzatore può avvalersi di lettori Rfid che consentono di iniziare e terminare la ricarica avvicinando alla colonnina una card personale. Le colonnine possono essere dotate di modem Gprs per la supervisione tramite rete di telefonia cellulare, mentre alcune delle soluzioni proposte per la ricarica domestica prevedono la possibilità di integrazione con il sistema domotico.

Veicoli elettrici e ibridi
in cerca della tecnologia del futuro

L'aumento del costo del carburante tradizionale, la maggiore sensibilità per le problematiche ambientali, le nuove leggi e gli incentivi statali, hanno determinato un'espansione esponenziale del mercato dei veicoli elettrici e ibridi elettrici. Tutti i maggiori produttori del settore automobilistico stanno già lanciando sul mercato vari modelli a emissioni ridotte, o hanno già dei progetti molto avanzati. Si prevede perciò che, entro i prossimi due anni, molte delle maggiori case automobilistiche daranno inizio a una produzione di massa di vetture elettriche e ibridi elettrici.
Sebbene al momento si pensi che la diffusione dei veicoli a emissioni ridotte o nulle sarà importante, non è ancora chiara la rapidità con cui questa nuova tecnologia verrà adottata dai consumatori con previsioni generalmente variabili  tra l'1% e il 10% del mercato globale automobilistico verso il 2015/20. Tuttavia, anche considerando un mercato al punto minimo del suo potenziale sviluppo, quello dei veicoli elettrici appare già come un importante nuovo settore di mercato che aprirà sfide e opportunità uniche per tutti i soggetti interessati alla progettazione e produzione.
Nonostante l'impegno profuso dalle maggiori aziende produttrici di veicoli ad emissioni ridotte, rimane ancora da stabilire quale sarà la tecnologia che riscuoterà il maggior successo. In tutto il mondo, case produttrici diverse stanno seguendo percorsi diversi di sviluppo. Pertanto, nei prossimi due o tre anni, assisteremo ad una crescente offerta di veicoli elettrici e ibridi elettrici e conseguentemente una scelta sempre maggiore per i consumatori. I modelli a disposizione comprenderanno una vasta gamma di ibridi, inclusi micro ibridi (che scollegano il motore convenzionale e lo riaccendono automaticamente), i semi ibridi (come ad esempio la Toyota Prius), gli ibridi perfetti (nei quali il veicolo può essere alimentato indifferentemente a  motore elettrico e motore tradizionale) e gli ibridi plug-in (ad esempio ibridi perfetti nei quali la batteria può essere ricaricata in modo indipendente attraverso una presa di corrente). La Chevrolet Volt, che uscirà a breve, offre un approccio leggermente diverso, con una batteria da 65km alimentata da un motore a combustione convenzionale di gamma.
Molto avanzati sono anche i progetti di produzione su vasta scala di veicoli elettrici alimentati esclusivamente da una batteria ricaricabile. Tra i modelli per i quali è già stato previsto il lancio ricordiamo la nuova Renault/Nissan, che sarà disponibile entro il 2011 con 160km di autonomia della batteria.
Oltre che dalle performance automobilistiche, il tipo di mercato dei veicoli elettrici e ibridi elettrici dipende anche dagli sviluppi della tecnologia delle batterie in termini di peso, costo, energia, velocità e disponibilità di sistemi di ricarica. E' probabile che i veicoli elettrici verranno usati principalmente  come seconda auto o soltanto per spostamenti brevi. Tuttavia l'“ansia” da distanza percorribile rimane un fattore di limite essenziale per tutti i modelli esclusivamente elettrici e non verrà veramente superato fino a quando i consumatori non troveranno facile accesso a punti di ricarica rapidi. Immaginate di far rifornimento ad un'auto convenzionale con soltanto 8 litri di carburante (corrispondenti all'autonomia di un veicolo elettrico) e provate a pensare a come vi sentireste voi…

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