La dislocazione spaziale delle infrastrutture di ricarica dipende, insieme alle caratteristiche delle stesse e della rete di distribuzione, da una serie di fattori direttamente riconducibili alle caratteristiche degli schemi di mobilità dei cittadini e alle scelte tecnologiche che caratterizzano il modello di mobilità prevalente in un dato territorio. Il primo elemento da considerare è dunque quello delle caratteristiche della domanda di mobilità privata che viene soddisfatta attraverso l’utilizzo di veicoli elettrici [27]. Questo tipo di analisi permette quindi di determinare la dislocazione che l’infrastruttura dovrà avere sul territorio per essere effettivamente fruibile dagli utilizzatori di veicoli elettrici. Per quanto concerne invece le quantità di energia che dovranno essere fornite (cap 7) si è già individuato la prevalenza quantitativa della ricarica domestica con l’effetto positivo di non gravare sui picchi di domanda di energia e di moderare i costi di creazione dell’infrastruttura pubblica. La ricarica rapida in luoghi pubblici rappresenta ad oggi un’opzione maggiormente complessa e con maggiori criticità, a fronte di un elevato potenziale futuro in grado di garantire flessibilità ed affidabilità agli schemi di mobilità basati sull’auto elettrica.
8.1 O
FFERTE DI MERCATO COSTIAttualmente a livello nazionale ed attraverso il recepimento di normative europee si è riusciti, e non senza difficoltà, ad imporre uno standard per la ricarica conduttiva in corrente alternata. Questo rende possibile di garantire interoperabilità fra tutti i modelli di EV presenti sul mercato e di predisporre una rete di ricarica compatibile con tutti i veicoli. La norma IEC 61851 prevede inoltre che le colonnine siano equipaggiate con soli connettori di tipo “femmina” e che quindi ogni utente per poter provvedere alla ricarica del proprio veicolo sia munito del cavo di collegamento, svincolando di fatto la tipologia di connettore presente sul veicolo. Questo tipo di ricarica in corrente alternata è denominata “Quick charge” e sfrutta il caricabatterie di bordo del veicolo (vedi cap. 2).
La potenza erogata può arrivare 20 kW e caricare completamente una vettura in circa un’ora. Tuttavia, questa circostanza si verifica difficilmente in quanto solo poche vetture sono dotate di un carica batterie da 20 kW, la taglia più diffusa è di 7,4 kW (monofase). Alla luce dell’elevato tasso di evoluzione tecnologica in materia di consumi, autonomia e capacità delle batterie, limitare gli investimenti a infrastrutture di ricarica “quick” espone a un rischio di rapida obsolescenza e di bassa rispondenza alle esigenze dell’utente di mobilità elettrica privata. Per questo nel prossimo futuro sarà necessario spostare gli investimenti infrastrutturali verso ricarica fast (modo 4) con potenze installate >50 kW in corrente continua. Dall’altro lato l’assenza di uno standard unico per la ricarica in corrente continua costituisce un ostacolo alla diffusione di questa tecnologia, impedimento che si manifesta soprattutto in un maggiore costo di acquisto di una stazione di ricarica, la quale deve essere di tipo multistandard e comprendere due diverse tipologie di presa, Chademo e Combo2. In figura 53 e 54 vengono esposte le analisi di mercato di due differente autori.
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Figura 53. Comparativa dei prezzi di acquisto di una stazione di ricarica secondo lo studio Philip & Wiederer, 2010 [28]. Fattore di conversione 1,32572 €/$
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Queste valutazioni risalgono all’anno 2010 ma non differiscono dai prezzi di mercato attuali riscontrabili in Italia, segno che soprattutto per il mercato nazionale la scarsa diffusione di questo tipo di dispositivi non ha ancora permesso di raggiungere efficienti economie di scala
Alla determinazione del prezzo di vendita dell’energia attraverso una colonnina di ricarica andrà quindi aggiunta una parte di costo legata all’infrastruttura stessa per rendere economicamente sostenibile l’investimento. Utilizzando un semplice modello costi-ricavi [28] è possibile riportare a mezzo di un grafico il sovrapprezzo da applicare ad ogni kWh venduto all’utente finale. La componente costo necessaria per l’installazione e il mantenimento delle infrastrutture è composta da:
• costi per stazione installata, ossia il costo della colonnina sommato a quello del servizio volto all’installazione;
• manutenzione: in questa categoria rientrano i costi per l’ordinaria manutenzione, per i controlli, la pulizia e altre spese necessarie per il corretto funzionamento della struttura di ricarica;
• margine: il margine richiesto non è un costo diretto, tuttavia deve essere compreso nei ricavi generati dall’impianto; per tale motivo nel modello riportato viene considerato come un costo rappresentato dalla componente ROI (Return of Capital Invested). Semplificando attraverso un’equazione:
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑝𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑎𝑧𝑖𝑜𝑛𝑒 = (𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎𝑧𝑖𝑜𝑛𝑒
𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑖 𝑣𝑖𝑡𝑎 ) + 𝑂&𝑀 + (𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎𝑧𝑖𝑜𝑛𝑒 ∗ 𝑅𝑂𝐼) La componente ricavo è ottenibile secondo due modalità:
1. Pay per Use: i ricavi in questo caso derivano dal grado di utilizzo moltiplicato per la capacità in kWh e per il mark-up al kWh:
𝑅𝑖𝑐𝑎𝑣𝑜 = 𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑧𝑜 ∗ 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡à 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑒𝑟𝑜𝑔𝑎𝑡𝑎 ∗ 𝑀𝑎𝑟𝑘 𝑈𝑝
2. Abbonamento: in questo caso il ricavo è dato dal costo dell’abbonamento moltiplicato per il numero di automobili abbonate:
𝑅𝑖𝑐𝑎𝑣𝑜 = 𝑁°𝑎𝑢𝑡𝑜 ∗ 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑓𝑎 𝑎𝑏𝑏𝑜𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
In accordo con quanto ribadito nella direttiva europea 2014/94/UE (della quale un estratto è riportato a termine del presente capitolo), per ogni dieci veicoli elettrici deve essere previsto un punto di ricarica. Secondo le proporzioni sperimentali (vedi cap 6.5) il 20% dell’energia viene caricata dai possessori di EV dalle colonnine di ricarica. Se si considera per un mezzo un uso medio-alto di 20.000 km percorsi ogni anno si ricava un consumo di circa 3.400 kWh dei quali 680 kWh erogati attraverso stazioni di ricarica. Essendo le colonnine dotate in genere di 2 prese per la ricarica, la quantità erogata annualmente si avvicina ai 14.000 kWh. Va detto in anticipo che questo tipo di approccio e soprattutto la quantità totale erogata e di utilizzo si discostano dalla situazione italiana attuale. Negli altri paesi europei i veicoli elettrici sono molto più diffusi e questo fa sì che il grado di utilizzo delle infrastrutture risulti maggiore. Sicuramente la
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sospensione dell’incentivo all’acquisto di auto ecologiche per l’anno 2015 non aiuterà la diffusione di veicoli BEV e PHEV in Italia, ma dal momento che la normativa europea porta di fatto ad una liberalizzazione del mercato è necessario contestualizzare i dati di partenza. Nel successivo capitolo 9, queste considerazioni troveranno fondamento e verranno confrontate con dati reali di utilizzo.
Riportando i dati supposti (680 kWh/anno e 10 veicoli per punto di ricarica) ad un modello di investimento si ottiene:
• Potenza media erogata: 7,5 kW;
• Tempo di utilizzo 5 ore al giorno per tutto l’anno; • Costo di installazione: 7.000 €;
• Costi di gestione e manutenzione: 10% costo di installazione • ROI atteso: 2,2%;
• Vita attesa: 8 anni.
In figura 55, si propone una stima del tasso di rendimento dell’investimento per una colonnina di ricarica, l’ipotesi più forte in questo caso è quella legata all’effettivo utilizzo del dispositivo. Infatti la maggiorazione del prezzo permette di recuperare la quota di capitale e di remunerare l’investimento. La funzione del Mark Up è ovviamente inversamente proporzionale rispetto alla quantità di energia annualmente erogata, quest’ultima è dipendente da due fattori:
Ore di utilizzo (numero veicoli)
Taglia carica batterie di bordo (scelta tecnologica case automobilistiche)
Nei grafici di figura 56a e 57b viene rappresentato l’andamento del sovrapprezzo dell’energia venduta in base alla variazione dei sopraelencati parametri. Come è logico intuire un aumento
-20,00% -10,00% 0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3
Mark Up sul prezzo di acquisto [€/kWh]