In California, la ricarica di giorno meglio che di notte

Questo il risultato di uno studio della Stanford University sulle migliori soluzioni future per l’infrastruttura: nello stato del Pacifico infatti l’uso diurno attingerebbe alla sovracapacità di energia solare, stressando meno la rete

Nell’Unione Europea che si avvia a mettere al bando il motore termico, di qui al 2035 si dovrà anche adeguare l’infrastruttura a un mercato costituito da un crescente numero di veicoli elettrici che avranno bisogno di attingere energia per marciare.

L’itinerario del Vecchio Continente in questa direzione assomiglia per molti aspetti a quello della California, che a sua volta ha fissato un bando analogo e prevede quindi di aggiungere milioni di auto elettriche alle sue strade e autostrade nei prossimi anni.

Proprio come qui in Europa, anche in California ci si domanda come evitare che la rete rischi il collasso con la flotta che necessita di ricarica e quali passi attuare per evitarlo. Più capacità e adeguamento della rete è una risposta inevitabile, ma anche comportamento e abitudini di chi usa i veicoli fanno parte della risposta, e non necessariamente quella che siamo abituati a dare per scontata.

Non solo per sollecitare comportamenti virtuosi: l’estate scorsa l’iper-tecnologico stato del Pacifico ha rischiato blackout durante una ondata di calore eccezionale. Ma hanno ottenuto un clamoroso successo nel dribblare i rischi potenziali la serie di inviti alla popolazione ad evitare l’uso di elettrodomestici e condizionatori in orari che gli ingegneri della rete elettrica anticipavano nei loro modelli previsionali come critici.

Quello che appare certo è che in futuro non sarà più compatibile con un regolare funzionamento della rete e della flotta di veicoli elettrici il comportamento di ricarica casuale che è invece compatibile con la rete di pompe di carburante, che oggi consente a chi soffre di insonnia di andare a fare il pieno nel cuore della notte.

Per aiutare a gestire la domanda le utility dell’energia e le case auto oggi tendono a offrire incentivi o sconti sugli orari di ricarica, con strategie che possono variare nelle varie proposte. E finora la parte predominante della ricarica si è concentrata sulla notte e a casa, il che offre anche alle case auto la possibilità di proporre contratti e wallbox da usare nei garage.

Negli ultimi mesi è inoltre diventata più popolare in Nord America, con l’uscita di modelli di marchi coreani e soprattutto del pickup elettrico Ford F-150 Lightning, l’opzione della ricarica bi-direzionale, che apre la strada non solo a ricariche in caso di calamità naturali come incendi ed uragani, ma anche alla tecnologia vehicle-to-grid di cui l’Europa e alcuni paesi come la Danimarca sono stati pionieri, per reimmettere in fasi critiche l’energia della batteria nella rete ed usare i veicoli come delle power bank.

Il cambio nelle quote di modelli elettrici nel mercato auto, in California comporterà secondo le stime per il 2030 avere a che fare con la ricarica di 5,4 milioni di veicoli passeggeri (circa cinque volte il totale odierno), nonché poco meno di 200.000 mezzi pesanti o medio-pesanti. L’impatto sulla rete nelle ore di picco di consumo dovrebbe pertanto passare dall’1% attuale facilmente gestibile a circa il 5%, più impegnativo per l’infrastruttura ma sempre alla portata della rete.

Liane Randolph, presidente del California Air Resources Board, l’agenzia statale che si occupa di emissioni e qualità dell’aria e da decenni è leader nel fissare standard sulla sostenibilità (a volte anche contro il volere di chi stava alla Casa Bianca), col quotidiano finanziario Wall Street Journal ha sottolineato che la rete “sarà sotto stress solo in un periodo limitato, per poche ore a inizio serata in un certo genere di giorni. Per la maggior parte del tempo andrà bene”.

Ma questo non significa che gli addetti ai lavori dell’infrastruttura non debbano anticipare le esigenze di fine decennio. Secondo uno studio della Stanford University pubblicato il 22 settembre scorso col titolo “Charging infrastructure access and operation to reduce the grid impacts of deep electric vehicle adoption” sulla rivista scientifica Nature Energy, lo stato e altri vicini sul Pacifico dovrebbero migliorare considerevolmente l’infrastruttura di ricarica pubblica e quella sui luoghi di lavoro in grado di supportare la ricarica diurna.

Per aumentare con successo l’affidabilità e usabilità dei veicoli elettrici californiani nel prossimo decennio senza sovraccaricare la rete elettrica dello stato, molti più automobilisti dovrebbero caricare le loro auto durante il giorno, quando la rete può utilizzare meglio l’energia solare e quindi attingere alla sovra-capacità.

“Se concentriamo molta attenzione sulla costruzione di una grande rete di ricarica pubblica ovunque si trovino le persone durante il giorno (al lavoro, nei luoghi pubblici) sarà una grande vittoria per la rete”, scrive Siobhan Powell, co-autrice dello studio. La maggiore disponibilità di ricarica renderà anche più accessibile la proprietà di veicoli elettrici, hanno concluso i risultati del paper.

Lo studio, emerso dalla Bits & Watts Initiative che è attiva presso l’università della Silicon Valley ed integra i ricercatori coi leader del settore energetico, ha utilizzato programmi di modellazione per prevedere le richieste di ricarica dei veicoli elettrici nel 2035 in undici stati del West americano, inclusa la California, una rete che oggi serve circa 75 milioni di utenti.

Prevedendo che sia l’uso di veicoli elettrici che la dipendenza dall’energia rinnovabile aumenteranno nei prossimi tredici anni, l’équipe di scienziati ha scoperto che i miglioramenti nelle infrastrutture di ricarica pubbliche, riducendo la dipendenza dagli accessi notturni, potrebbero garantire che i veicoli con la presa abbiano effetto minimo sulla rete elettrica.

Secondo lo studio, alcune politiche commerciali attuali di case auto e utility, se applicate in California potrebbero essere perfino controproducenti. È infatti probabile che i proprietari di veicoli elettrici carichino le batterie a domicilio durante la notte, approfittando degli incentivi offerti dalle società elettriche per farlo.

Attualmente viene calcolato che una ricarica notturna media possa corrispondere sulla rete all’impronte di 2,5 impianti di condizionamento. Se queste abitudini di ricarica persistono man mano che l’uso dei veicoli elettrici si espande notevolmente, i ricercatori ritengono che la domanda di elettricità al picco potrebbe aumentare fino al 25%.

Sebbene non si preveda che un passaggio ad una tariffazione diurna più favorevole possa arginare l’aumento della domanda, questo sposterebbe il picco a quando la California ha storicamente avuto capacità in eccesso sulla rete, grazie agli impianti fotovoltaici.

Una modifica ai comportamenti abituali degli automobilisti che guidano elettrico potrebbe anche aiutare gli stati del West americano a prepararsi al forte stress sulla sua infrastrutturale durante le ondate di calore, che continueranno a spingere la rete ai limiti.

Secondo Ram Rajagopal, co-autore dello studio e professore associato di Ingegneria Civile e Ambientale a Stanford, entro quel 2035 in cui la California si è impegnata a porre fine alla vendita di nuovi veicoli a motore termico, l’aumento della capacità renderà l’energia solare più economica per la clientela che dovrà effettuare la ricarica.

Gli fa eco il collega Powell che ha sottolineato: “la ricarica sul posto di lavoro, in particolare, si allinea molto bene con la generazione solare. […] Realizzare un portafoglio ampio di tariffe pubbliche diurne sarà vantaggioso per la rete, ma può anche aiutare a portare l’accesso alla ricarica a più persone”.

Pertanto l’aumento delle postazioni pubbliche che supportano la ricarica diurna “migliorerebbe gli impatti della ricarica dei veicoli elettrici, supporterebbe un’adozione diffusa equa, ridurrebbe le emissioni, supporterebbe l’integrazione delle rinnovabili e agevolerebbe la transizione verso un futuro de-carbonizzato”, si legge nelle pagine dello studio.

La California avrà bisogno di più milioni di stazioni di ricarica pubblica per raggiungere l’obiettivo di 5 milioni di veicoli a emissioni zero su strada entro il 2030. Ma spera che la ricerca possa aiutare a plasmare la politica su come e dove vengono implementate le stazioni.

I risultati della ricerca non puntano a chiedere divieti per le persone che ricaricano comodamente i veicoli elettrici a casa di notte. Piuttosto lo studio spera di influenzare le istituzioni e le aziende che costruiscono stazioni di ricarica, auspicando che si arrivi a una scelta conveniente in cui persone e flotte ricarichino i veicoli in quel momento in cui è meglio per la rete.

Col quotidiano Los Angeles Times che lo ha intervistato dopo la pubblicazione della ricerca Rajagopal, che dirige anche gli Stanford Sustainable Systems Labs, si è dimostrato ottimista: “se abituiamo le persone al comportamento giusto ora, quando la transizione sarà completata faremo già la cosa giusta”.

I risultati dello studio emerso dai laboratori di Stanford lascia pensare che possano essere applicati in Europa in aree con caratteristiche simili, ad esempio nella Penisola Iberica dove la generazione da fotovoltaico si presta ad eccessi di capacità in varie parti dell’anno.

Ma più che a copiarne i risultati, viene anche da recepire il messaggio che nell’infrastruttura per supportare l’auto elettrica non esista la soluzione one-size-fits-all, perché in futuro aree dove rinnovabili hanno caratteristiche differenti, come la presenza di eolico sul Mare del Nord o l’idroelettrico in Scandinavia, potrebbero suggerire l’idoneità di modelli diversi da preferire tra una regione e l’altra e un mercato e l’altro.

Credito foto di apertura: ufficio stampa EvGo