UNO SVILUPPO SOSTENIBILE DELLA MOBILITA ELETTRICA NELLA PROVINCIA DI TRENTO

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1 UNO SVILUPPO SOSTENIBILE DELLA MOBILITA ELETTRICA NELLA PROVINCIA DI TRENTO

2 INTRODUZIONE MOBILITÀ ELETTRICA QUALITÀ DELL ARIA CLIMA ECONOMIA La mobilità con mezzi elettrici produce effetti positivi sulla qualità dell aria, sul clima e sull economia perché non produce emissioni dannose, migliorando quindi la qualità della vita. Investire nel trasporto elettrico significa investire nell innovazione e nello sviluppo della sostenibilità offrendo opportunità per nuove aziende.

3 INTRODUZIONE PROGETTI PILOTA EUROPEI Amsterdam: Oltre 300 stazioni pubbliche di ricarica Irlanda: 2000 stazioni di ricarica private, 1500 pubbliche e 30 stazioni veloci Portogallo: 1300 stazioni pubbliche di ricarica, di cui 50 veloci Spagna: 259 stazioni di ricarica nella sola Barcellona

4 INTRODUZIONE INCENTIVI PER L UTILIZZO DI VEICOLI ELETTRICI: parcheggi di attestamento gratuiti con possibilità di ricarica rete di colonnine elettriche sufficiente alla mobilità sul territorio live point: punti info ausiliari (es. web kiosk nei parcheggi, numero verde..) incentivi e riduzione tasse per i veicoli elettrici

5 INTRODUZIONE SITUAZIONE IN ITALIA 351 colonnine elettriche di ricarica per veicoli elettrici 42 province fornite DUE IN PROVINCIA DI TRENTO: Ravina (Trento) Ziano di Fiemme

6 INTRODUZIONE PROGETTI PRESENTI IN PROVINCIA PER IL 2012:

7 INTRODUZIONE OBIETTIVI EUROPEI: La sfida energetica: Uno degli obiettivi prioritari per l'unione Europea è la lotta contro il cambiamento climatico e lo sviluppo della sostenibilità ambientale legata alla produzione dell'energia. Si pone l'obiettivo di una riduzione sostanziale delle emissioni di anidride carbonica entro l'anno Da qui la volontà di definire un programma strategico per l'energia, che indichi le priorità negoziandole con imprese, cittadini ed associazioni di categoria proponendo scelte e soluzioni innovative attraverso la redazione del Piano Energetico Comunale (PEC).

8 INTRODUZIONE PREVISIONI: In Europa al 2020 saranno installati 4,1 milioni di punti di ricarica. Lo dice la più recente indagine di PIKE Research (il più autorevole istituto di ricerca internazionale sulle clean technologies ), che prevede globalmente una crescita media annuale dei ricavi del 49%.

9 1. PACCHETTO per una azienda pubblica o privata che fornisce il progetto e l installazione delle colonnine elettriche (alimentate da un eventuale impianto fotovoltaico) ed uno studio sulla valutazione economica e ambientale di tale scelta (es. PEC per i comuni). OBIETTIVI: 3. Studio di sistemi di accumulo per l energia elettrica per diverse tipologie di impianti: grandi impianti pubblici o privati lotti di impianti privati pensiline fotovoltaiche OBIETTIVI 2. Studio mobilità nella provincia di Trento: numero minimo e posizionamento intelligente delle colonnine di ricarica pensiline fotovoltaiche per la produzione di energia elettrica pulita tecnologia di ricarica wireless : studio fattibilità

10 1 OBIETTIVO ES. PROGETTO BASE DI 2 VETTURE PER IL COMUNE DI TRENTO Il progetto di partenza per il comune di Trento consiste nell adozione di due veicoli ad alimentazione elettrica supportati da un apposita colonnina per la ricarica.

11 1 OBIETTIVO VEICOLI Abbiamo optato per due Citroen C-Zero: auto elettriche a 0 emissione di CO2 con le seguenti caratteristiche: Prezzo: euro Autonomia: 150 Km Velocità max: 130 Km/h Lunghezza: 347 cm Larghezza: 147 cm Numero porte: 5

12 1 OBIETTIVO Colonnina per la ricarica Le colonnine per la ricarica in commercio si possono dividere in 4 tipologie: 1) Colonnina a corrente alternata da 3 KW (ricarica 6-8 ore) 2) Colonnina a corrente alternata da 6 KW (ricarica 3-4 ore) 3) Colonnina a corrente continua da 20 KW (ricarica min ) 4) Colonnina a corrente continua da 40 KW (ricarica min) Abbiamo optato per una colonnina da 6 KW. Il cui prezzo si aggira attorno ai euro.

13 1 OBIETTIVO CONTRIBUTI PAT PER IL 2012:

14 INCENTIVI STATALI 1 OBIETTIVO Se si consegna una macchina da rottamare, si ha diritto ad un contributo statale per l acquisto di un auto nuova elettrica o ibrida. Gli incentivi vengono erogati per scaglioni annuali: nel 2013, fino a euro di bonus per i veicoli con emissioni di CO 2 non superiori a 50 g/km; e fino a euro, per i mezzi con emissioni superiori a 50 g/km e non superiori a 95 g/km. nel 2014, fino a euro di incentivo per i veicoli con emissioni non superiori a 50 g/km di CO 2 ; e fino a euro per quelli con emissioni oltre a 50 g/km ma sotto i 95 g/km di CO 2. nel 2015, fino a euro di bonus per i veicoli con emissioni inquinanti non superiori a 50 g/km di CO 2 ; e fino a 800 euro, per i mezzi con emissioni oltre i 50 g/km ma non oltre 95 g/km di CO 2. Il tutto con un vincolo: il contributo scatta se il venditore pratica uno sconto almeno pari al 30% del bonus. Inoltre, il testo unificato fissa un piano nazionale infrastrutturale che consenta l installazione di punti di ricarica, nonché tariffe agevolate per incentivare il mercato.

15 1 OBIETTIVO SPESA AUTO ELETTRICA IN 10 ANNI Prezzo auto Incentivi Sconto Prezzo al cliente = A questo valore vanno aggiunte le seguenti voci: - il cambio quinquennale delle batterie per usura (ogni pacco di batterie ha un costo approssimativo sui euro) = x 2 (1 ogni 5 anni) = euro - il consumo di corrente elettrica nei 10 anni (2 euro per una ricarica) 2 x 20 (giorni lavor) x 12 (mesi) x 10 (anni) = euro - costo colonnina ( diviso 2 in quanto ci sono 2 macchine = 2.500) Costo totale: =

16 SPESA AUTO A BENZINA IN 10 ANNI Un auto equivalente per dimensioni e caratteristiche, alimentata però a benzina, ha un costo inferiore di circa il 40% quindi si stima una spesa per l acquisto del mezzo pari a euro. Con una differenza quindi di euro. 1 OBIETTIVO A questo va aggiunto il costo della benzina per 10 anni contando che il veicolo percorra 150 Km al giorno per 5 giorni alla settimana ( stessa percorrenza dell auto elettrica). 1,8 (prezzo benzina ogni 10 Km = 1L) x 15 x 20 x 12 x 10 = Costo totale: Prezzo auto Prezzo benzina = Il costo della macchina elettrica dopo 10 anni è molto inferiore e si risparmierebbero euro

17 1 OBIETTIVO PREZZO BENZINA Da precisare che nel calcolo è stata considerata la benzina con prezzo costante, per restare a favore di sicurezza. In realtà se poniamo uno sguardo all andamento negli ultimi anni possiamo ipotizzare che nel 2022 il prezzo della benzina sarà triplicato rispetto a quello attuale.

18 1 OBIETTIVO EFFICIENZA BATTERIE Attualmente la media delle batterie garantiscono un autonomia di Km. Un team dell Università La Sapienza di Roma ha progettato una batteria per auto elettriche in grado di offrire il 40% di autonomia in più rispetto ai modelli attuali. Si tratta di un evoluzione delle classiche batterie agli ioni di litio, ma più efficiente e più affidabile.

19 1 OBIETTIVO EFFICIENZA BATTERIE Ulteriore sviluppo futuro potrebbero essere le batterie al Litio aria. In generale all interno di un accumulatore si sfrutta una reazione chimica per fornire energia elettrica precedentemente immagazzinata. Le nuove batterie Litio-aria non fanno eccezione: viene utilizzato l ossigeno presente nell atmosfera e fatto reagire con gli ioni di litio presenti all interno della batteria. Questo consente di generare elettricità in fase di scarica, mentre in fase di ricarica avviene il procedimento opposto, con la cessione dell ossigeno preso in prestito dall aria circolante. I vantaggi legati a questo tipo di tecnologia sono notevoli. A parità di energia immagazzinata lo spazio occupato da queste batterie è decisamente inferiore, arrivando ad avere una densità energetica paragonabile a quella della benzina. In pratica con questi accumulatori si riuscirebbe ad avere un autonomia media prossima agli 800 km senza però dover accettare il peso delle batterie attualmente utilizzate e lo spazio da loro occupato. Per l arrivo sul mercato delle batterie Litio-aria tuttavia occorrerà aspettare per trovare una soluzione per i difetti insiti in questa tecnologia.

20 1 OBIETTIVO ULTERIORI VANTAGGI ECONOMICI: L assicurazione della macchina elettrica ha un costo medio inferiore del 45% rispetto alla vettura a benzina. Attualmente le auto elettriche sono esenti dal pagamento del bollo.

21 1 OBIETTIVO INQUINAMENTO L inquinamento delle vetture è in rapporto è dato dalla quantità di CO2 che viene prodotta dal veicolo e viene calcolato in g/km. Con un calcolo approssimativo: 1 litro di benzina = 2,4 kg di CO2 Quindi: se la vostra auto è un utilitaria e percorre in città 12 km con un litro, allora l inquinamento è pari a 2,4/12=0,2 kg = 200 g/km! se la vostra auto consuma molto anche 4 km con un litro, allora sparate in atmosfera qualcosa come 2,4/4=0,6 kg = 600 g/km!

22 1 OBIETTIVO INQUINAMENTO Se prendiamo un autovettura media che emette nell atmosfera 400 g/km di CO2 e percorre in media Km all anno abbiamo: 400 x = Kg di CO2 anidride carbonica liberata nell atmosfera all anno da un singolo veicolo. Emissione CO2 dell auto elettrica = 0 g/km!!!!!!!!!!!!!! Quindi ogni individuo che passerà ad un auto elettrica contribuirà ad un risparmio annuale di kg di CO2

23 1 OBIETTIVO COLONNINA ELETTRICA CON PENSILINA FOTOVOLTAICA Per fare in modo che la tecnologia delle auto elettriche sia completamente pulita la produzione dell elettricità stessa deve avvenire da fonti rinnovabili. Questo potrebbe accadere con l istallazione di una pensilina con opportuni pannelli fotovoltaici collegati direttamente alla colonnina.

24 1 OBIETTIVO PROGETTI PUBBLICI:

25 2 OBIETTIVO MOBILITÀ AUTO ELETTRICHE Il problema principale delle auto elettriche è la scarsa autonomia: le più piccole percorrono solo 70 km con un ricarica. Bisogna quindi creare una rete adeguata per il rifornimento elettrico che copra tutto il territorio, preoccupandosi prima della città per arrivare all intera regione e Stato. Per quanto riguarda i punti di ricarica pubblici è meglio puntare su stazioni veloci, in modo da poter caricare le auto in tempi sufficientemente brevi, quindi la scelta ricadrà su i punti di ricarica da 20 KW o 40KW.

26 2 OBIETTIVO Ipotetiche stazione di ricarica necessarie nella città di Trento Trento est Viale Verona Via Brennero sud Via Travai Trento sud Via Brennero nord Trento nord P S. Severino P Monte Baldo

27 MOBILITÀ AUTO ELETTRICHE Si prevede un numero minimo di 9 colonnine da 20 KW per garantire il fabbisogno di una prima utenza di veicoli elettrici (non superiore a 500 veicoli/giorno) per la città di Trento. Da considerare che questi punti sono per la ricarica veloce in quanto si conta che ogni privato possa anche ricaricare la vettura nel proprio posto auto vicino a casa. Il numero considerato è sufficiente dato che il comune di Trento ha un estensione modesta. 2 OBIETTIVO

28 2 OBIETTIVO IPOTETICHE STAZIONI DI RICARICA NECESSARIE IN REGIONE

29 2 OBIETTIVO IPOTETICHE STAZIONI DI RICARICA NECESSARIE IN REGIONE Come si può vedere nella cartina precedente è necessaria una colonnina da 20 KW in ogni centro del Trentino-Alto Adige ( Trento, Bolzano, Rovereto, Merano, Riva del Garda, Mezzolombardo, Brunico, Borgo, Predazzo, Madonna di Campiglio, Tione, Ora, Ala, Vipiteno) in modo da garantire una copertura totale anche per le vetture con più scarsa autonomia 70Km. Infatti il percorso più lungo è di 55 Km, quindi in perfetta sicurezza. Da precisare che i centri che vengono attraversati dall autostrada dovranno predisporre due colonnine: - una ad uso esclusivo autostradale - una ad uso esterno all autostrada

30 3 OBIETTIVO SISTEMI DI ACCUMULO: L accumulo di energia è considerato una delle principali soluzioni per aumentare la flessibilità e l efficienza delle reti elettriche. La difficoltà di immagazzinare l energia elettrica in modo efficiente ed economico è un dato ben noto, che determina la notevole complessità dei sistemi di regolazione impiegati per garantire istante per istante il bilanciamento fra energia prodotta e richiesta

31 3 OBIETTIVO Stima dei costi dell unità di energia elettrica accumulata. LUEC: prezzo a cui occorrerebbe vendere l energia generata da ciascun sistema di accumulo per coprire tutti i costi relativi alla costruzione ed all esercizio dell impianto (oneri finanziari e tasse inclusi) ed ottenere un determinato ritorno sul capitale proprio investito (si è assunto un tasso di ritorno del 12 %). Si è fatto riferimento ad un applicazione di time shift (4 ore /giorno di immissione in rete) SISTEMI DI ACCUMULO:

32 3 OBIETTIVO SISTEMI DI ACCUMULO: Esistono tuttavia numerose altre soluzioni che consentono di accumulare energia elettrica, sotto forma di: Energia meccanica: pompaggio idroelettrico, pressione/espansione di aria immagazzinata in cavità sotterranee, e i volani Energia elettrochimica: batterie ricaricabili di vari tipi Energia elettrostatica: supercondensatori Energia chimica: ad es. accumulo di idrogeno.

33 SISTEMI DI ACCUMULO: Per quanto riguarda l accumulo di energia elettrochimica ci sono in commercio una serie di accumulatori di varia dimensione e varia potenza di accumulo: VRB: Batterie a flusso Vanadio Redox Batterie al Litio Ni-Cd: Nichel-Cadmio Pb-H2 SO4: Batterie al Piombo-acido e Piombo-gel Ni-NaCl: Batterie Z.E.B.R.A. Ni-MH: Batterie Nichel-idruri Ni-Zn: Batterie Nichel-Zinco Zn-Br: Batterie a flusso Zinco-Bromo Na-S: Batterie Zolfo-Sodio PSB: Batteria a flusso Poli-Solfuro Bromuro Batterie Metallo-aria

34 SISTEMI DI ACCUMULO: Alcuni sistemi in progettazione sugli accumulatori: 1) Sistema di stoccaggio dell energia ad aria compressa: La più recente tecnologia per conservare l energia intermittente. Il sistema di stoccaggio dell energia ad aria compressa è uno dei sistemi ampiamente utilizzati per immagazzinare l energia in eccesso, prodotta da fonti rinnovabili. Essa porta ad una situazione in cui grandi quantità di energia rinnovabile possono essere immagazzinate e utilizzate successivamente per scopi efficienti. Lo svantaggio di questa tecnologia è che non può immagazzinare energia sotto forma di energia elettrica, quindi questa dovrebbe essere convertita in qualche altra forma. Questo porta a grandissime perdite di efficienza e si afferma come una non-soluzione economicamente sostenibile. Lo stoccaggio di energia ad aria compressa lavora col principio che l energia in eccesso presente sulla griglia alimenta un motore elettrico che viene utilizzato per l azionamento del compressore.

35 SISTEMI DI ACCUMULO: 2) Beacon Power: La soluzione di stoccaggio dell energia Beacon Power, con volani ad alta energia Beacon Power ha messo a punto un idea unica e fantastica per immagazzinare e sfruttare l energia rinnovabile su larga scala. Ha costruito alcuni tipi di volani che sono in grado di immagazzinare energia. Questo tipo di stoccaggio con i volani non è una novità, ma la società sostiene che questa nuova tecnologia è stata implementata anche con fibra di carbonio. Questi volani sono in grado di immagazzinare fino al 2-3% dell energia prodotta. L azienda ha iniziato a costruire più volani di questo tipo e mira a raggiungere un numero di 200 per il suo nuovo impianto. Ogni volano utilizzato pesa 907 kg e gira a giri al minuto.

36 SISTEMI DI ACCUMULO: Il più grande sistema di accumulatori elettrochimici e di 48 MWh installato a Tokyo ma e prevista a breve termine una installazione da 120 MWh a Barford in Inghilterra. Nostra proposta è verificare la fattibilità di uno, o più facilmente, più accumulatori (anche di grandi dimensioni) nella città di Trento in modo da creare una sorta di polmone elettrico Questo avrebbe il compito di assorbire l energia in eccesso prodotta durante il giorno dai pannelli fotovoltaici e ridistribuirla la sera nel momento del bisogno.

37 SISTEMI DI ACCUMULO:

38 1. PACCHETTO per una azienda pubblica o privata che fornisce il progetto e l installazione delle colonnine elettriche (alimentate da un eventuale impianto fotovoltaico) ed uno studio sulla valutazione economica e ambientale di tale scelta (es. PEC per i comuni). OBIETTIVI: 3. Studio di sistemi di accumulo per l energia elettrica per diverse tipologie di impianti: grandi impianti pubblici o privati lotti di impianti privati pensiline fotovoltaiche RICAPITOLO OBIETTIVI 2. Studio mobilità nella provincia di Trento: numero minimo e posizionamento intelligente delle colonnine di ricarica pensiline fotovoltaiche per la produzione di energia elettrica pulita tecnologia di ricarica wireless : studio fattibilità