Come la crescita dei veicoli elettrici influisce sulla rete elettrica e sul consumo di elettricità

Il mercato dei veicoli elettrici (EV) ha registrato una rapida crescita negli ultimi anni, grazie ai miglioramenti nella tecnologia delle batterie, al rafforzamento delle normative ambientali e ai sussidi governativi. Secondo gli analisti, il numero di veicoli elettrici sulle strade del mondo aumenta ogni anno e questa tendenza continua a prendere piede. La crescente popolarità dei veicoli elettrici sta avendo un impatto significativo su vari aspetti delle infrastrutture, tra cui la rete elettrica e il consumo di elettricità.

Crescita del consumo di elettricita

Nel 2024, le vendite globali di veicoli elettrici continueranno a crescere. Nel 2023 sono stati venduti circa 14 milioni di veicoli elettrici in tutto il mondo, pari al 18% di tutti i veicoli venduti, rispetto al 14% del 2022. Si prevede che le vendite di veicoli elettrici raggiungeranno i 17 milioni nel 2024, rappresentando più di un quinto di tutte le auto vendute a livello globale. In particolare, la quota di veicoli elettrici potrebbe raggiungere il 45% in Cina, il 25% in Europa e oltre l’11% negli Stati Uniti.

Attualmente negli Stati Uniti sono presenti circa 2,44 milioni di veicoli elettrici, pari a circa lo 0,86% del numero totale di veicoli immatricolati. Sebbene i tassi di adozione dei veicoli elettrici varino da Stato a Stato, la California è in testa con il 16,2% delle vendite di veicoli elettrici nel 2023. Entro il 2028, si prevede che i veicoli elettrici rappresenteranno il 17,65% di tutte le vendite di veicoli negli Stati Uniti.

Le previsioni indicano che il numero di veicoli elettrici continuerà a crescere ed entro il 2030 un’auto su tre in circolazione in Cina sarà elettrica. Tendenze simili sono previste negli Stati Uniti e nell’Unione Europea, dove la quota di veicoli elettrici potrebbe raggiungere rispettivamente il 20% e il 18%.

Questi dati mostrano un costante aumento della popolarità dei veicoli elettrici, che a sua volta aumenta il consumo di elettricità. La transizione verso i veicoli elettrici richiede cambiamenti significativi nei sistemi energetici per fornire le necessarie infrastrutture di ricarica e soddisfare la maggiore domanda di elettricità.

Impatto sull’infrastruttura del sistema elettrico

Modernizzazione della rete

Il crescente numero di veicoli elettrici (EV) in Europa sta creando la necessità di una significativa modernizzazione delle reti elettriche. Secondo la Rete europea dei gestori dei sistemi di trasmissione dell’elettricità (ENTSO-E), entro il 2030 dovranno essere investiti 584 miliardi di euro per modernizzare ed espandere le reti. Questi investimenti serviranno a collegare nuove fonti di generazione, comprese quelle rinnovabili, e a migliorare l’interconnessione tra le regioni. Nell’ambito del piano REPowerEU, la Banca europea per gli investimenti ha stanziato altri 15 miliardi di euro per accelerare il finanziamento della modernizzazione delle reti.

Condivisione del carico

Con l’aumento del numero di veicoli elettrici, sorgono nuove sfide legate ai picchi di carico sulla rete elettrica. La ricarica dei veicoli elettrici, soprattutto nelle ore serali, può aumentare significativamente il consumo di elettricità. In alcuni Paesi europei, i picchi di consumo superano già la capacità dell’infrastruttura esistente. In risposta, si stanno sviluppando reti intelligenti e sistemi di gestione del carico che includono la tariffazione dinamica e l’uso di contatori intelligenti. Queste tecnologie consentono una condivisione efficiente del carico ed evitano la congestione della rete.

Investimenti e costi

La crescita sostenibile dell’elettromobilità in Europa richiede investimenti significativi nelle infrastrutture delle stazioni di ricarica. Nel 2023, in Europa sono state installate circa 375.000 stazioni di ricarica pubbliche e questo numero è destinato ad aumentare fino a 3 milioni entro il 2030. Ciò richiederà un investimento di circa 80 miliardi di euro. Il costo annuale dei collegamenti infrastrutturali interstatali è di circa 6 miliardi di euro fino al 2040. Questi investimenti contribuiranno a migliorare la sicurezza dell’approvvigionamento e la competitività del mercato europeo dell’energia, fornendo l’infrastruttura necessaria a sostenere la crescita dei veicoli elettrici.

Integrazione dei veicoli elettrici nella rete elettrica

Il concetto di Vehicle-to-Grid (V2G) e i vantaggi della comunicazione bidirezionale tra il veicolo elettrico e la rete.

La tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) offre la possibilità ai veicoli elettrici (EV) non solo di consumare elettricità, ma anche di restituirla alla rete. Ciò è particolarmente utile per integrare fonti di energia rinnovabile spesso variabili, come l’energia eolica e solare. In Europa, questa tecnologia è in fase di sviluppo attivo; ad esempio, progetti pilota che utilizzano il V2G sono già in corso nei Paesi Bassi e in Germania, dove i veicoli elettrici possono agire da cuscinetto, mantenendo la stabilità della rete (Gruppo ABB).

In Germania e nel Regno Unito, il mercato V2G sta crescendo a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) previsto rispettivamente del 23% e del 25,2% dal 2023 al 2030. Ciò è dovuto al crescente numero di veicoli elettrici e alla necessità di gestire i carichi sulla rete elettrica. Attualmente, le tecnologie V2G possono fornire risparmi significativi ai proprietari di veicoli elettrici e agli operatori di rete, riducendo i costi di approvvigionamento energetico e di supporto alle infrastrutture.

Stazioni di ricarica intelligenti

Le stazioni di ricarica intelligenti, come quelle utilizzate dalla start-up svizzera Amp-IT.ch, svolgono un ruolo fondamentale nell’integrazione dei veicoli elettrici nella rete. Consentono di gestire il processo di ricarica in modo da ridurre al minimo il carico sulla rete e utilizzare l’elettricità nel modo più efficiente. Queste stazioni possono caricare le auto di notte, quando il consumo energetico è basso, e utilizzare l’energia immagazzinata durante le ore di punta.

In Europa esistono già progetti per lo sviluppo di stazioni di ricarica intelligenti in grado di adattarsi alle mutevoli condizioni della rete e alle esigenze degli utenti.

Conclusione

Il crescente numero di veicoli elettrici ha un impatto significativo sulla rete elettrica e sul consumo di elettricità. Da un lato, ciò richiede investimenti significativi per l’ammodernamento e l’espansione della rete elettrica e per lo sviluppo dell’infrastruttura delle stazioni di ricarica. D’altro canto, tecnologie innovative come il Vehicle-to-Grid (V2G) e le stazioni di ricarica intelligenti offrono nuove opportunità per una gestione più efficiente della rete e per l’integrazione delle fonti di energia rinnovabili.

I veicoli elettrici possono contribuire ad aumentare la quota di energia rinnovabile nella rete, offrendo la possibilità di immagazzinare l’energia in eccesso e restituirla alla rete durante i periodi di picco della domanda. Ciò ha il potenziale di attenuare le fluttuazioni nella generazione di tali fonti energetiche e di ridurre la dipendenza dalle fonti energetiche convenzionali.

Di conseguenza, il passaggio ai veicoli elettrici non solo contribuisce a ridurre le emissioni di carbonio e a migliorare l’ambiente, ma stimola anche lo sviluppo di tecnologie innovative e la modernizzazione delle infrastrutture energetiche, creando un sistema energetico più sostenibile ed efficiente per le generazioni future.

Fonti:

1. Global EV Outlook 2023: [International Energy Agency (IEA)] (https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2023).
2. European Commission: [European Green Deal] (https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en).
3. ENTSO-E: [Annual Report 2023] (https://www.entsoe.eu/news/annual-reports/).
4. European Environment Agency: [Renewable Energy in Europe] (https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/renewable-energy-sources/renewable-energy-in-europe-2023).
5. Energy, Sustainability and Society: [Integration of Renewable Energy Sources and Electric Vehicles] (https://energsustainsoc.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13705-023-00310-5).