Impatto sul sistema elettrico della potenziale diffusione di auto elettriche: uno scenario al 2030

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1 Impatto sul sistema elettrico della potenziale diffusione di auto elettriche: uno scenario al 2030 Milano 2 Luglio 2010 Michele Benini

2 Tipologie di veicoli elettrici considerate Si intende valutare l impatto al 2030 della penetrazione di auto elettriche Sono di interesse auto elettriche ricaricabili da rete, con una significativa capacità di accumulo Plug-in Electric Vehicles: PEV Plug-in Hybrid Electric Vehicles: PHEV 2

3 Ipotesi sull andamento della popolazione in Italia Fonte: ISTAT Istituto Centrale di Statistica high ~ 62 milioni central low 3

4 Estrapolazione del numero di abitanti per auto Fonte: Tandem su dati ISTAT ed ACI Automobile Club d Italia in Scenari di mobilità connessi alla diffusione dei veicoli PEV/PHEV, ERSE 2010 ~

5 Estrapolazione del numero di auto circolanti al 2030 ~ 40 milioni Auto circolanti 5

6 Evoluzione del parco auto Si è assunto che entro il 2030 entreranno nel mercato tre nuove tipologie di auto convenzionali EURO 6 (già definito), vendute dal 2012 al 2020 EURO 7 (non ancora definito), vendute dal 2017 al 2025 EURO 8 (non ancora definito), vendute dal 2022 al 2030 Si è assunto che entro il 2030 entreranno nel mercato due nuove generazioni di auto PEV e PHEV PLUGIN1, vendute dal 2010 al 2020 (bassa penetrazione) PLUGIN2, vendute dal 2017 al 2030 (alta penetrazione) 6

7 Evoluzione della composizione del parco auto Fonte: Tandem su dati ISTAT ed ACI Automobile Club d Italia in Scenari di mobilità connessi alla diffusione dei veicoli PEV/PHEV, ERSE

8 Suddivisione tra PEV e PHEV Con la tecnologia corrente, le batterie delle auto PEV consentono una percorrenza di 130 km per auto del segmento A-B e 170 km per auto del segmento C-D Per contro le auto PHEV sono molto più flessibili e il loro impiego non si limita alle aree urbane Per questa ragione, nello scenario analizzato si assume una penetrazione maggiore di PHEV rispetto a PEV 1 a generazione ( ): 80% PHEV1 e 20% PEV1 2 a generazione ( ): 70% PHEV2 e 30% PEV2 (batterie con maggior capacità) 8

9 Penetrazione auto PEV e PHEV (numero) PARCO AUTO PEV1 tutte auto segmento A-B PEV2 50% segmento A-B 50% segmento C-D PHEV1 e PHEV2 tutte auto segmento C-D 9

10 Penetrazione auto PEV e PHEV (%) PARCO AUTO PEV1 tutte auto segmento A-B PEV2 50% segmento A-B 50% segmento C-D PHEV 1 e PHEV2 tutte auto segmento C-D 10

11 Percorrenza annua dei veicoli elettrici PEV1 PEV2 PHEV1 PHEV km per year Più vecchia è l auto, minore è la distanza annua percorsa

12 Fattore di utilizzo dei PHEV: frazione della percorrenza con energia prelevata dalla rete Fonte: elaborazione ERSE su dati EPRI Minore è la distanza percorsa, più alto è il fattore di utilizzo 12

13 Consumi specifici auto elettriche (prestazioni attuali) Consumo medio ciclo standard (1) [Wh/km] Consumo medio real cycle (2) [Wh/km] Auto elettriche segmenti A e B Auto elettriche segmenti C e D CV kmh in 4 sec 1238 kg Wh/km (!) autonomia 400 km (1) Dato relativo al consumo in condizioni operative ideali (senza condizionatore, riscaldamento, ecc.) (2) Dato relativo a ciclo reale, ottenuto dividendo il valore del ciclo standard per 0,9; Fonte: Impatto sul sistema elettrico della potenziale diffusione dei veicoli elettrici Rapporto ERSE n , febbraio

14 Consumi specifici auto elettriche Si è assunta una riduzione del consumo dell 1% annuo, dovuta all incremento della densità energetica specifica delle batterie con corrispondente riduzione di peso dell auto 14

15 Domanda dovuta alle auto elettriche 17,5 TWh Consumo al 2030: 18,6 TWh perdite incluse 15

16 Profilo orario di ricarica Fonte: EPRI - Environmental Assessment of Plug-In Hybrid Electric Vehicles, July

17 Esempio dell impatto del consumo dell auto elettrica sul carico Domanda elettrica in un giorno di primavera anno

18 La metodologia di simulazione utilizzata Simulazione di lungo termine (MATISSE) Parco di produzione al 2030 Simulazione di medio termine 2030 (MTSIM) Dispacciamento orario, consumi di combustibile, emissioni di CO 2, prezzi, ecc. Vincoli operativi degli impianti Vincoli di rete Strategia di offerta ecc. 18

19 Andamento della potenza installata (MATISSE) Con auto elettriche MW cicli combinati MW cicli semplici 19

20 Incremento di produzione al 2030 dovuta alla penetrazione dell auto elettrica (MTSIM) Tecnologia Incremento di produzione [TWh] Ciclo Combinato 12,7 Carbone 4,2 Carbone CCS 1,1 Altro 0,6 L incremento dei consumi dovuto alle auto elettriche è coperto in buona parte dalla produzione dei CCGT Si noti che un contributo non trascurabile della produzione aggiuntiva è fornito dagli impianti a carbone 20

21 Bilancio delle emissioni di CO 2 dovute alla penetrazione dell auto elettrica L incremento di produzione elettrica per alimentare il parco di auto elettriche previsto al 2030 determina un incremento di emissioni di CO 2 del sistema elettrico pari a circa 7,5 Mt Assumendo che l emissione media delle auto convenzionali sostituite sia pari a 95 gco 2 /km (*), si eviterebbero emissioni pari a 10,5 Mt, per una riduzione complessiva di 3 Mt a livello di sistema energetico nazionale (*) obiettivo post 2020 del Regolamento Europeo n. 443/

22 Emissioni di CO 2 per km percorso con alimentazione da rete elettrica Dividendo le emissioni di CO 2 incrementali per i km percorsi con alimentazione da rete, si ottiene il valore delle emissioni specifiche, pari a 68 gco 2 /km 50 gco 2 /km per le auto elettriche più piccole (segmento A-B) 71 gco 2 /km per le auto elettriche più grandi (segmento C-D) Il Regolamento Europeo (CE) no. 443/2009 stabilisce un obiettivo di lungo termine (post 2020) pari a 95 gco 2 /km per le emissioni delle nuove auto 22

23 Impatto sui consumi di combustibili fossili La produzione aggiuntiva di energia elettrica implica consumi aggiuntivi di combustibili fossili pari a 2,9 Mtep: consumi aggiuntivi di gas pari a 2.3 Gm 3 consumi aggiuntivi di carbone pari a 1.5 Mt per un extra-costo di 1.1 miliardi Assumendo di sostituire auto convenzionali da 95 gco 2 /km (*), si eviterebbero consumi di circa 3,6 Mtep di benzina e gasolio, per un risparmio complessivo di circa 0,7 Mtep (*) pari a 24,6 km/l se a benzina e 27,6 km/l se diesel 23

24 Impatto sui prezzi dell energia elettrica L impatto sul prezzo di acquisto dalla borsa elettrica ( PUN ) è stimabile in un aumento medio di 4 /MWh: 85.1 /MWh senza auto elettriche 89.1 /MWh con auto elettriche Il costo totale di acquisto dalla borsa elettrica dell energia necessaria ad alimentare le auto elettriche (perdite di rete incluse) è pari a 1,4 miliardi 24

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