Qualche giorno fa un giornale locale pubblicava un articolo dal titolo “I cavi non reggono la tensione, rallentano le colonnine per auto”. Raccontava di un mega parco di ricarica di vetture elettriche in un centro commerciale a S. Donà che ha messo in crisi la locale rete di distribuzione. Il giornalista, riportava correttamente (chapeau, perché quando si tratta di questioni tecniche sui giornali spesso si leggono castronerie) che queste infrastrutture comportano interventi pesanti sulla rete di distribuzione e, sbagliando, concludeva che era un problema di burocrazia.. Non è proprio così. Ma ci torneremo.

Negli stessi giorni vedo in TV la pubblicità di una macchina elettrica in cui il testimonial dice (non ricordo le parole esatte ma il concetto era questo) che non è vero quello che dice la gente che ci si mette tanto a caricare la macchina; infatti posso ricaricare per un’autonomia di 100 km in soli 12 min. Ora, moltiplicate per 5: è come dire che per ricaricare 500 km di autonomia ci si mettono 60 minuti.. I creativi autori dello spot hanno fatto del loro meglio per edulcorare la cruda realtà ma resta il fatto che per “fare il pieno” (ipotizzando questo appunto corrispondente a 500 km di autonomia) ci si mette.. un’ora! Un’eternità, comparandola al tempo che impieghiamo oggi dal benzinaio.

Questi sopra sono due indizi che i nodi stanno venendo al pettine. Ma facciamo un passo indietro.

Una delle principali obiezioni posta dai critici della mobilità elettrica è che, se tutte le macchine in Italia fossero elettriche, il fabbisogno di energia sarebbe insostenibile. Ebbene, è un’assunzione non così definitiva. Facciamo due conti per l’Italia (per brevità non riporto da dove ho tratto i dati, peraltro facilmente reperibili in Rete):

• La percorrenza media di un’auto è di 11.200 km /anno
• Ci sono 39,8 milioni di auto
• Ogni kWh consente di percorrere tra i 4 e gli 8 km, dipende dalla taglia della macchina. Nei nostri calcoli useremo conservativamente un dato vicino alla best practice: 7 km / kWh

Il calcolo è presto fatto: (11.200 x 39,8 ml) / 7 = 64 miliardi di kWh circa. Dunque, l’alimentazione totale del parco macchine (a parità delle altre condizioni) vale 64 TWh (Therawattora). Nel 2023 il consumo totale di elettricità in Italia è stato di 306 TWh. 64 è (arrotondando) il 21% di 306. Ne consegue che se tutte le macchine in Italia oggi fossero elettriche, i consumi elettrici aumenterebbero del 21%. Naturalmente è una stima, basata su assunti semplici ma resta che siamo in quest’ordine di grandezza. Ci dice per esempio che la “leggenda” del raddoppio dei consumi (e quindi della produzione) è un’esagerazione. Non raddoppio, ma circa un quinto in più, il 21% appunto. Parliamo, beninteso, di un incremento molto elevato, assolutamente epocale. A questo si aggiunga che il beneficio ambientale della mobilità elettrica è tale solo a condizione che l’energia utilizzata sia a emissioni zero per la banale considerazione che se l’energia viene prodotta bruciando combustibile fossile, si “sposta” l’inquinamento ma non si guadagna nel bilancio complessivo degli inquinanti e della CO₂. Quindi questo 21% in più deve, pena il venir meno della ratio stessa della strategia, essere prodotto da solare o altre rinnovabili o nucleare. Facciamo un altro conto della serva. Se fosse solo di origine fotovoltaica, tenendo presente che un pannello da un kW occupa circa 5 mq e che produce, facciamo ancora un dato medio, 1200 kWh all’anno, si dovrebbero realizzare circa 26700 ettari di pannelli, pari per dare un’idea a un quadrato di 16,3 km di lato.

Tanti, pochi? Diciamo che sarebbe molto ma molto complicato ma non del tutto impossibile soprattutto se si considerasse almeno in parte di utilizzare il nucleare, ammesso che per i fautori della mobilità elettrica senza se e senza ma “nucleare” non sia una parolaccia..

Questo per quanto riguarda l’energia. Ma veniamo al problema cui accennavo in premessa. Che attiene non all’energia ma alla potenza (ovvero alla energia divisa per il tempo). Finora questo problema è rimasto sottotraccia perché, paradossalmente, nascosto dai limiti tecnologici delle batterie che hanno vincoli dovuti ai rischi di surriscaldamento, alla saturazione, alla capacità intrinseca della batteria, ai cavi di alimentazione ecc. quindi l’enfasi è stata tutta posta sulla tecnologia che via via ha consentito tempi di ricarica più rapidi mediante batterie compatibili con sempre crescenti potenze di ricarica. Ma ammettiamo che la tecnologia arrivi a togliere tutti questi vincoli, che la batteria sia come una… vasca da bagno da riempire d’acqua, senza alcuna resistenza: se vogliamo riempire una vasca d’acqua il tempo dipenderà, oltre ovviamente a quanto grande è la vasca, dalla portata del rubinetto (leggasi la potenza dello stesso) ovvero da quanti litri al secondo è in grado di erogare. È esattamente lo stesso per l’elettricità: per “riempire” (mi si perdoni la terminologia non da elettrotecnici) una batteria con tot kWh questo tot è dato dal prodotto tra i kW di potenza e il tempo di ricarica. Per capirsi: voglio caricare 10 kWh? Se ho a disposizione 10 kW ci metto un’ora, se ne ho 5, due ore, se ne ho 1, 10 ore. E così via. Questo è un limite fisico e dunque invalicabile.

Torniamo ora alla nostra macchina. Abbiamo ipotizzato che faccia 7 km con un kWh. Se vogliamo caricare 500 km, che abbiamo ipotizzato siano un “pieno” ragionevole, avremo bisogno di 500 / 7 = 70 kWh (arrotondiamo). 70 kWh in effetti è un dato congruente con le capacità delle batterie oggi in circolazione (che vanno dai 40 ai 100 kWh) per fare un pieno. Per quanto appena spiegato, una ipotetica postazione da 70 kW implica un tempo di ricarica di un’ora. Se volessimo farlo nel tempo della pubblicità sopra citata (ovvero 12 minuti, un quinto di ora) dovremmo quintuplicare la potenza: 350 kW che è la potenza oggi erogata da una cabina secondaria di distribuzione (ovvero un impianto con un trasformatore collegato alla rete di Media Tensione) di taglia medio grande. Quindi arriviamo a una conclusione semplice, che possiamo tenere come rule of thumb: ipotizzando come accettabili i 12 minuti  (ancorché rispetto a oggi siano un’eternità..) la postazione di carica di una macchina elettrica in tempi accettabili necessita di una cabina secondaria. Qualche dato per capire: 1) una cabina di distribuzione di questa potenza alimenta in ambiente urbano più di 200 forniture. 2) A casa nostra la potenza installata è di 3 (tre..) kW. 3) Le cabine secondarie oggi in Italia sono 450.000.

Proviamo a fare qualche ipotesi più concreta ancorché ovviamente basata su assunzioni che, come tali, possono essere discutibili. Ad oggi le stazioni di rifornimento sono 22770. È un numero eccessivo, a detta di tutti gli esperti del settore, e il benchmark europeo parla di 12000 impianti. Teniamo buono questo numero come quello necessario a servire correttamente i 39,8 milioni di auto in Italia. Quante saranno le (singole) pompe per stazione? Ipotizziamo che oggi siano mediamente 6 (media del pollo, ovviamente). Oggi sono 6, quando si fa il pieno in un minuto o due. Un pieno in 12 minuti comporta ovviamente che il numero di pompe cresca sensibilmente perché è impensabile aggregare ai tempi di carica propri anche quelli delle macchine che precedono (in altri termini, non è pensabile l’eventualità di mettersi in coda..). Immaginiamo dunque che le 12000 postazioni non possano avere sole 6 postazioni ma direi (qui un numero che può essere discusso naturalmente), almeno 10. Quindi in tutto, applicando il benchmark europeo, risulterebbe necessario costruire 12000 x 10 = 120.000 nuove cabine secondarie e, a cascata, tutta la parte di rete che le sottende (nuovi cavi di media tensione, potenziamento della capacità degli impianti primari, delle linee di alta tensione, di quelle di trasmissione ecc.). Utilizzando le cabine secondarie come parametro indicativo dello sviluppo della rete (proprio perché “trascinano” tutto il resto) dovremmo dunque aggiungere 120.000 cabine alle 450.000 esistenti. Il 26% in più.

Naturalmente, è doveroso sottolineare che le assunzioni fatte possono essere discusse e ritoccate sia in un senso sia nell’altro. Per esempio, l’aumento delle postazioni da 6 a 10 è del tutto arbitrario, così come la stima delle postazioni (se anziché 12000 fossero di più) o il tempo accettabile per un pieno (mi si potrebbe obiettare che 12 minuti sono comunque troppi o viceversa che potrei “accontentarmi” di fare il pieno in 20 – 25 minuti). Insomma, nessuna pretesa di un algoritmo deterministico ma un ordine di grandezza ragionevole certamente sì (proprio perché gli assunti sono arbitrari ma ragionevoli). Insomma, pare sensato dire che l’impatto della mobilità elettrica sul sistema di distribuzione elettrica sarà almeno dello stesso ordine di grandezza di quello sul sistema di produzione.

Ora, per la produzione in precedenza ho espresso una posizione sospensiva, dicendo che sì, difficile  e complicato ma (forse) è fattibile. Si potrebbe osservare dunque che è affrontabile anche la sfida sulla distribuzione. Tutto è possibile, ovviamente, ma c’è una differenza sostanziale: gli interventi sulla distribuzione sono capillari, diffusi. Ogni cabina secondaria nuova comporta di intervenire sulla rete di media tensione, comporta un’istruttoria precisa, l’ottenimento di permessi, tempi fisiologici per lasciare il tempo ad eventuali obiezioni, insomma tutta una complessità e una tempistica che sono, ad oggi, assolutamente fuori scala rispetto all’attività business as usual delle aziende distributrici. Altro che “problemi di burocrazia”, come riportava l’articolo citato in premessa: quella è semplicemente la prima emersione di un sistema che non è tarato per una trasformazione così repentina.

A meno che.. non si cambi modello. Leggo che in Cina sta diffondendosi un sistema alternativo: al posto della ricarica in loco, in stazione di rifornimento si attua la sostituzione della batteria con una completamente (pre)caricata. Questa soluzione ovvierebbe in buona parte ai vincoli di potenza (le batterie possono essere caricate in hub energetici, con tutta calma e quindi con potenze più contenute). Ma in questo caso, gli automezzi dovrebbero essere ingegnerizzati in modo completamente diverso, sarebbero da affrontare esigenze di standardizzazione spinta (è ovvio che non sarebbe pensabile gestire  un tipo di batteria per ogni diverso modello).. insomma tutto un altro film rispetto a quello che comincia a muoversi oggi.

Per completezza, c’è un altro “a meno che”… a meno che il costo spropositato dei veicoli elettrici non tagli fuori dei consumatori e cali sensibilmente il numero di autovetture in circolazione, quindi diminuendo l’impatto sia in termini di energia che di potenza. Insomma, i poveri si rassegnino a prendere i mezzi pubblici. Sono, infine, fuori dal tema di quest’articolo e ne accenno solo per completezza del quadro, le altre note controindicazioni in termini di impatto industriale nel Paese, di monopolio cinese sulle terre rare, di possibili impennate dei prezzi dei materiale chiave come il litio..

Siamo davvero sicuri che la corsa alla mobilità elettrica sia un grande affare?

Immagine di copertina: © InsideEVs.it