Energia e potenza

È uscito qualche giorno fa sul Sole 24 Ore un lungo articolo sulla Mobilità Elettrica a firma di Andrea Finotto che mi provoca sentimenti ambivalenti.

The good

Da una parte vedo finalmente sottolineata la differenza fondamentale tra energia e potenza, un argomento di basilare importanza che affronta ogni studente di elettrotecnica al primo anno, ma che evidentemente non è patrimonio dei più.

A queste nozioni di base ho cercato di contribuire con uno dei video della eMobility Academy oltre che articoli su questo stesso blog, ma ovviamente molto di più possono fare i grandi organi di informazione.

The bad

D’altronde vi trovo diverse affermazioni a mio parere non rigorose su temi importanti, che avrebbero meritato una maggior precisione.

[…] bisogna strutturare il paese per garantire ricariche rapide, al massimo di qualche minuto. Un tempo paragonabile a quelo necessario per un pieno di carburante tradizionale, con l’aggiunta di un cappuccino e una brioches al bar». Impensabile che un utente possa aspettare ore, al massimo 10-15 minuti. […]

afferma Gian Piero Celata, direttore dipartimento tecnologie energetiche dell’Enea.

L’affermazione è alquanto arbitraria: quella che potremmo definire “sosta semplice” comprendente il solo rifornimento (meno di 5 minuti) è ben diversa da una “sosta complessa” che invece comprende ad esempio anche una visita al bagno ed una sosta al bar. Lo sanno bene le concessionarie autostradali che sulle soste complesse hanno costruito buona parte del proprio modello di business e che ci dicono che queste ultime hanno una durata media di 22 minuti. Dunque se l’automobilista – nelle condizioni giuste ed in presenza di servizi adeguati – è disposto già oggi a sostare per 22 minuti, sembra più che ragionevole proporgli una sosta complessa di 30.

La distinzione non è affatto di lana caprina, perché pone le basi per la successiva affermazione:

Per ricaricare un’auto elettrica in un tempo simile servono potenze nell’ordine dei megawatt.

(cont.)

Questo è proprio un errore: ipotizziamo pure che – in futuro – le batterie delle auto elettriche abbiano capacità ben maggiori di quelle attualmente in circolazione, diciamo 100 kWh; per caricare l’80% di questa ipotetica batteria in 15 minuti serve la potenza 100 * 80% * (60/15) = 320 kW, cioè 0,3 Megawatt. Se poi la sosta (come abbiamo appena visto) raddoppia di durata, la potenza necessaria ovviamente si dimezza.

immaginando che lo 0,5% dei veicoli si connetta contemporaneamente a una presa di ricarica veloce la potenza impegnata sarebbe pari a 18,5 GW

Davide Chiaroni, vicedirettore e co-fondatore del gruppo Energy & Strategy del Politecnico di Milano

In Italia circolano 36M di automobili, lo 0,5% sono 180.000 vetture che, collegate ad un caricatore fast da 50 kW richiederebbero 180k * 50k = 9GW di potenza istantanea

equivalente al 33% della potenza massima impegnata in questi anni

(cont.)

La potenza media impegnata – come risulta dai rapporti annuali Terna citati persino da Wikipedia – è mediamente pari a 37.5GW, valore che però è una specie di “media del pollo” tra i 22GW di potenza richiesta di notte e i 52GW di giorno. Data la loro natura, le ricariche fast si fanno di giorno e dunque questo rapporto è semmai pari a 9 / 52= 17%. Ma c’è di più perché la potenza disponibile è ovviamente maggiore di quella impegnata; in particolare sempre Terna ci dice che la potenza massima erogabile dal sistema elettrico italiano escluse le importazioni è pari attualmente a 117 GW, riducendo il famigerato rapporto al valore di 9 / 117 = 7.6%.

Ci sarebbe poi un altro esercizio interessante che consisterebbe nel calcolare quale quota del parco circolante debba diventare elettrica perché lo scenario di 180.000 vetture contemporaneamente collegate non sia puramente ipotetico: le automobili italiane, infatti, percorrono mediamente 11.200 km / anno, ovvero poco più di 30 km / giorno, ampiamente coperti dall’autonomia persino dei modelli odierni. Un automobilista che può ricaricare il mezzo a casa propria, dunque, solo eccezionalmente avrà bisogno di sostare per un rabbocco; queste soste si distribuiscono in modo non omogeneo  nel corso della giornata rendendo il calcolo assai complesso.

Conclusioni

È del tutto pacifico che, spostando sulla rete elettrica anche la funzione fondamentale della mobilità, essa debba essere oggetto di particolare attenzione con una pianificazione oculata e prudente focalizzata più che altro sull’impegno di potenza richiesto, come del resto è sempre stato fatto in questi decenni.

È altrettanto ovvio inoltre che sia da privilegiare la ricarica notturna a bassa potenza: le stesse 180.000 vetture dell’esempio di sopra, se caricano di notte, richiedono solo 0,5 GW di potenza che si distribuisce durante il periodo di domanda minima. Dunque bisogna operare affinché chi ha una villetta o un box possa ricaricare a basso costo di notte. In parte è già così, ma bisogna “spingere” ancor di più questa modalità.

L’eccessivo allarmismo che talvolta pare di leggere tra le righe mi sembra però rispecchiare più che questa doverosa prudenza o una visione progettuale complessiva, i timori di chi vede minacciato il proprio business da una rivoluzione ormai inarrestabile.


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