“L’impatto della E-Mobility sul sistema di distribuzione elettrico”: le conclusioni degli esperti EnergyLab e RSE

Nello scenario energetico in transizione da un modello centralizzato unidirezionale (dalla produzione alle utenze) e monolitico fatto di grandi e spesso inquinanti poli energetici concentrati, che ci ha accompagnato sino ad oggi, il nuovo modello energetico distribuito che si va mano a mano delineando, disegnato da una coralità di nuove energie pulite e rinnovabili, tecnologie di efficienza energetica applicate agli edifici, fatto anche di microgenerazione, propone sempre nuove analisi evolutive dei fenomeni. Assolutamente inclusi a pieno titolo nei nuovi scenari, sicuramente nuovi sistemi di mobilità sostenibile, in cui la mobilità elettrica si appresta a recitare un ruolo da assoluta protagonista anche con l’avanzare delle tecnologie innovative di accumulo dell’energia. In questo contesto mi piace riprendere un interessante tema, oggetto di studio di un Tavolo degli Esperti dal titolo “L’impatto dell’e-emobility sul sistema di distribuzione elettrico”, organizzato lo scorso febbraio, presso la sede del Politecnico di Milano Bicocca, dalla Fondazione Energy Lab e finalizzato alla presentazione congiunta di alcuni studi svolti nell’ambito del Laboratorio Mobilità Sostenibile e del Laboratorio Smart Grid della Fondazione stessa. A presentare i risultati i due coordinatori del Laboratorio Mobilita Sostenibile e del Laboratorio Smart Grid, Professor Senn e Professor Silvestri. 

Un tavolo tecnico che ha evidenziato le strette correlazioni tra le due tematiche delle reti intelligenti o smart grid e della mobilita sostenibile che trovano proprio nella mobilità elettrica la loro naturale convergenza.
Un connubio fondamentale per dare una corretta direzione alla mobilità sostenibile per andare oltre la semplice valutazione delle prestazioni dei veicoli elettrici estendendo invece l’analisi alle condizioni urbane per rendere veramente efficace l’utilizzo dei nuovi veicoli attraverso l’implementazione e la messa a punto di nuove strategie non confinate a chi studia il problema della mobilita sostenibile ma anche tenendo conto di chi ne vede le problematiche concrete.
Il professor Silvestri del laboratorio smart grid, ha evidenziato come l’evoluzione della distribuzione elettrica italiana verso le smart grid non può prescindere dalla piena sintonia con i programmi e le iniziative europee, correlandosi necessariamente con la mobilita elettrica, dove, a fronte della aleatorietà delle fonti rinnovabili e le problematiche per l’accumulo elettrico, la generazione diffusa proiettata nella nuova dimensione di “consumatore-produttore”, determina un accumulo di tipo mobile corrispondente di fatto ad un accumulo di tipo distribuito. Fondamentale in questo senso, il ruolo di servizio delle smart grid come servizio alla mobilità elettrica come gestore integrato con la rete elettrica delle infrastrutture di ricarica, un legame assolutamente irrinunciabile come punto di partenza del modello di generazione distribuito. Ad integrare il concetto, il contributo del Professor Maurizio Delfanti del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano, afferente al Laboratorio Smart Grid della Fondazione Energy Lab, che, nella sua presentazione L’evoluzione in corso: verso le smart grid, (scaricabile in calce al post), ha messo in evidenza come un corretto e massiccio sviluppo della mobilità elettrica renderebbe disponibili delle grandi quantità di energia, puntualizzando come la generazione diffusa si sia resa necessaria a fronte della Direttiva 20-20-20: l’evoluzione in atto è stata rapidissima proprio in Italia e in Germania, andate ben aldilà del target 20-20 sul fotovoltaico.

Come avevo accennato nel post di alcuni giorni fa “Mercato elettrico e PUN: segnali evidenti di rinnovabili”), segnali evidenti di rinnovabili sono proprio degli ultimi tempi. Significativo il fenomeno delle Marche, dove da un anno all’altro si è manifestato un salto evidente della distribuzione quotidiana della potenza di trasformazione AltaTensione/MediaTensione, con il verificarsi, nelle ore di picco di produzione fotovoltaica si è ripetutamente verificata l’inversione di flusso dall’utente al gestore.

Fonte: Polimi

Una situazione per la quale appare molto probabile che presto molte cabine secondarie funzioneranno in senso inverso, con una rete pensata per funzionare con una logica inversa e per la quale è necessario ripensare le logiche. Un sistema elettrico oggi palesemente in difficoltà, con una limitatissima capacità regolante, alla ricerca di nuove risorse, solo se si pensa TERNA, governa oggi la Sicilia, in alcuni periodi dell’anno, essenzialmente tramite le rinnovabili. Secondo il Professor Delfanti sarebbe quindi necessaria una “tempesta perfetta”, una autentica rivoluzione concettuale capace di dare una svolta verso il sistema di generazione diffuso, con le smart grid come il vero fattore abilitante verso un nuovo modo di vedere alcuni carichi del sistema. Una rigidità di sistema allargato certo a livello continentale, che richiede un nuovo pacchetto di regole comuni per governare il nuovo sviluppo e la pianificazione delle reti elettriche. Importante, in tal senso, l’impegno normativo di CENELEC, Il “Comitato Europeo per la Standardizzazione Elettrotecnica” che sta operando per conseguire una Technical Specification sui generatori, vale a dire un documento non vincolante a livello nazionale. Anche il nostro CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) ha recitato un ruolo importante nella stesura delle nuove regole tecniche, elaborando una serie di prescrizioni che evidenziano lo stato di difficoltà in cui versano i sistemi elettrici continentali orientate ha gestire i diversi impatti sulle diverse tipologie di generatori come quelli fotovoltaici per quanto attiene la gestione dei corto circuiti o le sottofrequenze o le sovrafrequenze. Sono in corso, in questa direzione, anche interessanti sperimentazioni in campo di sistemi di accumulo sia a livello di reti di trasmissione che di reti di distribuzione, con TERNA che con due sistemi di accumulo sperimentali di potenza in Sicilia e in Sardegna, con due diverse tecnologie (vedi post “Rinnovabili e nuovi sistemi di accumulo: connubio vincente”). TERNA è oggi il primo TSO (Transmission Sistem Operator) al mondo che implementa in campo sistemi di accumulo sperimentali attraverso gli introiti delle bollette, rivestendo un ruolo molto importante in ambito di ricerca e normazione tecnica.

Ha completare il quadro della situazione il Direttore del Dipartimento T&D Technologies di Ricerca sul Sistema Energetico di RSE S.p.a. (Ricerca Sistema Energetico oggi gruppo GSE), Michele De Nigris, che, nella sua presentazione (scaricabile in calce al post) dal titolo “Impatto sul sistema energetico nazionale della potenziale diffusione dei veicoli elettrici”. Una presentazione nella quale De Nigris ha illustrato i risultati di un progetto di ricerca in corso in RSE sulla e-mobility, evidenziandone l’approccio di multidisciplinarità, dal momento che il tema rende necessario affrontare esaustivamente tutti gli aspetti attinenti la mobilita elettrica a partire dalla genesi del veicolo elettrico affrontando poi tutti gli aspetti tecnici inerenti la compatibilità della rete elettrica tenendo conto delle esigenze di ricarica del parco circolante elettrico previsto al 2030. RSE ipotizza diversi scenari di sviluppo della mobilita elettrica, valutandone le future necessità di sviluppo del sistema energetico, e stimando, con un approccio integrato, l’impatto ambientale complessivo della mobilita elettrica, con un focus sui potenziali di riduzione delle emissioni climalteranti di gas ad effetto serra, oltre che della ancor più grave delle emissioni iquinanti localizzate, fatte di un crescente numero di killer silenziosi come PM, PM2.5, CO, NOx, COV, benzene, etc., valutando tutte le conseguenti mitigazioni in termini di qualità dell’aria in Italia, e specificatamente nell’area più vulnerabile della pianura padana, attraverso l’ausilio della modellistica della dispersione degli inquinanti in atmosfera.
Nella presentazione di De Nigris, è stato poi prospettato uno scenario evolutivo di 10 milioni di veicoli elettrici al 2030, valutandone l’impatto complessivo sul sistema di Distribuzione con particolare riferimento alle conseguenze sulla rete elettrica delle diverse opzioni di ricarica lenta e veloce, di cui avevo approfondito i diversi aspetti nel post “auto elettriche: ricarica in mezz’ora con fast-recharge di ENEL”). Secondo i ricercatori di RSE, 10 milioni di auto elettriche al 2030, incrementerebbero la domanda elettrica di pochi punti percentuali, non richiedendo particolari incrementi di capacità di generazione con l’unico eventuale impatto rilevante sulle già congestionate reti di distribuzione urbane, ma andando oltre, addirittura potendo essere viste come una risorsa per fornire servizi ancillari per il sistema energetico nazionale (garanzia della sicurezza dell’intero sistema elettrico)., tanto importanti con l’avvento delle rinnovabili non programmabili come eolico e fotovoltaico. L’azione RSE ha svolto anche una azione di simulazione rivolta ad infrastrutture e tipologie di ricarica dell’autoveicolo (lenta/veloce), nell’ambito della Provincia di Milano nello scenario ipotizzato al 2030, arrivando alla conclusione che, ad esempio, al netto di eventuali aumenti di domanda sulla rete a Media Tensione attestata alla cabina primaria di Lambrate sarebbe sufficiente a sostenere la ricarica rapida di veicoli elettrici anche facendo a meno della presenza di accumuli di energia. Una immagine che evidenzia sostanzialmente, un sistema elettrico italiano capace di ricevere e fornire energia dalle/alle autovetture elettriche previste al 2030, altra cosa sarà invece il verificarsi di questa presenza di veicoli elettrici nello scenario considerato.

Al riguardo, secondo De Nigris, la significativa diffusione delle autovetture elettriche potrà avvenire solo a partire dal 2020, similmente prevedibile una De Nigris ha concluso che evoluzione delle tecnologie degli accumulatori e delle smart grid insieme potranno spingere verso la mobilità elettrica, capace di dare risposte ai temi di ordine ambientale di vivibilità urbana e di economicità logistiche e di gestione per i cittadini e le municipalità, senza un significativo aumento dei consumi di elettricità consentendo nel contempo il migliore sfruttamento delle fonti di energia diffuse non programmabili e degli impianti di produzione di base. In aggiunta a tutto questo, saranno poi le smart grid che potranno affrontare al meglio, attraverso le misure elettroniche e le telemisure nei punti di ricarica integrate con i sistemi di gestione delle reti.

A seguire i due interessanti articoli pubblicati dall’ottima “Rivista dei Combustibili” sul n°1 2013

• Scarica la presentazione “L’evoluzione in corso: verso le smart grid” – Prof. Maurizio Delfanti – Politecnico di Milano Dipartimento di Energia
  

• Scarica la presentazione “Impatto sul sistema energetico nazionale della potenziale diffusione dei veicoli elettrici” – Michele de Nigris e Giuseppe Mauri – RSE SpA (Ricerca sistema energetico)
  

Sauro Secci